淺談氨法脫硫裝置腐蝕機理與防腐措施

過小玲

摘要：隨著國家對節能減排的重視，SO2排放要求越來越高。氨法脫硫因有其獨特的優勢而得到廣泛應用，尤其在脫硫超低排放改造上，很多公司選擇了氨法脫硫。本文主要就氨法脫硫的腐蝕機理進行研究并闡述氨法脫硫防腐措施。

關鍵詞：氨法脫硫;腐蝕機理;防腐措施

濕法煙氣脫硫過程中，煤或燃料燃燒產生的SOX，NOX，HCL，HF等幾乎都在脫硫洗滌循環過程中轉移到吸收循環液中，再加上脫硫循環液中結晶顆粒和液滴的沖刷、腐蝕和煙氣高溫的作用，使脫硫循環液具有強烈的腐蝕性。脫硫裝置被腐蝕會導致發生故障停運，因此做好防腐工作十分必要。本文將從腐蝕機理和防腐措施兩方面來總結研究氨法脫硫裝置的腐蝕問題。

1.氨法脫硫裝置腐蝕機理

在使用氨法脫硫裝置對煙氣進行脫硫處理時，涉及到多種成分，如：二氧化硫、氮化物、水蒸氣、較大顆粒物等物質，成分相對較為復雜，進而使得脫硫塔內不斷交換變更酸堿環境，不僅僅會對脫硫裝置產生腐蝕工況，還會產生相應的磨損。基于此，脫硫裝置就會受到多種反應的影響，尤其是各種物質對于設備金屬材料所產生的腐蝕作用。

1.1金屬材料腐蝕機理

通常來講，脫硫設備裝置主要就是由金屬材料所構成，僅僅有小部分為非金屬材料。因循環液的強腐蝕性導致脫硫設備會被腐蝕。而金屬材料的腐蝕則可以分為多種類型，如：一般腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕等多種類型，下文則對這部分腐蝕類型進行簡單分析。

1.1.1一般腐蝕

金屬材料所產生的一般腐蝕，主要就是材料表面所發生的均勻腐蝕，煙氣中的腐蝕性介質在一定的溫度、濕度下和金屬材料發生化學反應生成可溶性鹽，使金屬逐漸被腐蝕。

1.1.2縫隙腐蝕

金屬材料所發生的縫隙腐蝕，主要作用于材料表面所產生的沉積物下面，或者腐蝕作用于墊片、內部金屬等其他裝置內部不流動區域。而在發生縫隙腐蝕的情況時，通常會分為三個階段發生。針對此種情況來講，造成其產生縫隙腐蝕的主要原因，就是由于法蘭接合處的毛細作用或者滲漏作用所產生的。

1.1.3晶間腐蝕

在潮濕條件下，金屬表面直接與煙氣介質接觸發生化學反應，導致電化學腐蝕，在焊縫處特別容易發生。如果脫硫設備當中的不銹鋼材料在進行焊接安裝時，沒有進行嚴格的處理，那么碳和鉻就會發生化學反應，在晶界處反應析出碳化物。雖然二者析出的碳化物不會對晶體本身產生一定的破壞，但是其屬于貧鉻狀態的一種組織，能夠很大程度上降低電極電位，在受到腐蝕作用時，貧鉻就會發生轉變，此區域就會成為陽極，而富鉻就會同碳化物區域就會呈現為陰極，進而導致二者成為微電池，最終降低設備的耐腐蝕性特點[1]。

1.2非金屬材料腐蝕機理

1.2.1化學腐蝕

脫硫設備內的非金屬材料發生相應的化學腐蝕，主要就是局部原電池產生電化學反應的一種過程，非金屬材料在此設備當中，就是充分發揮自身的絕緣性特點，使得設備的電池內阻得到有效提高。而且非金屬材料對于離子或者電解質來講，材料自身的阻力越大，那么最終產生的電阻也就越大，進而非金屬材料的抗腐蝕材料也就相對較好。基于此，就需要對材料進行正確的選擇，并且對其進行合理設計。一般來講，非金屬材料的化學腐蝕過程同金屬材料的腐蝕過程進行對比，相對較為緩慢。

1.2.2物理腐蝕

通常而言，非金屬材料的成型，大都是在室溫條件下生成的，材料并不屬于致密性體，所以就會存在著大量的分子機容穴，進而就會產生裂紋等情況。與此同時，非金屬材料在成型的過程中，都會使用揮發性稀溶劑展開施工環節，由此，當非金屬材料投入正常使用之后，其中溶劑揮發之后，就會加大非金屬材料的缺陷，進而一定程度上為腐蝕介質的入侵提供了渠道，對于脫硫設備來講，產生了較為不利的影響。

除了上述腐蝕外，氨法脫硫還存在結晶腐蝕和應力腐蝕。

結晶腐蝕：在煙氣脫硫過程中，由于生成了可溶性的硫酸鹽和亞硫酸鹽，液相則滲入表面防腐層的毛細孔內，當設備停運時，在自然干燥下生成結晶型鹽，產生體積膨脹，使防腐材料自身產生內應力而破壞，特別在干濕交替作用下，腐蝕更加嚴重。

應力腐蝕：由于溶液中氯離子含量高，材料局部區域發生孔蝕核，形成蝕孔，然后發展成為應力腐蝕形態，最后對設備直接構成破壞性的腐蝕失效。

2.氨法脫硫防腐蝕對策

2.1對防腐內襯施工質量進行嚴格的把控

2.1.1嚴格驗收檢查進場原材料

當原材料進行入到施工場地的過程中，需要對其品種、類型、質量等內容進行嚴格的檢查，從而充分保障防腐作用的積極發揮。

2.1.2嚴格控制預處理工序質量

在對脫硫設備進行防腐蝕施工的過程中，需要提前對其進行預處理，在此環節過程中，主要就是對基體進行相應的打磨補焊，充分保障防腐施工的質量與水平。首先，在對襯膠以及玻璃鱗片進行防腐施工之后，其基體表面需要保證整潔干燥，而且其整潔度需要能夠充分符合SA2.5級要求。其次，對材料進行噴砂的過程中，其噴砂最終的質量要求，需要能夠滿足噴砂質量標準樣板需求，在結束噴砂工作之后，需要對其表面進行嚴格的檢驗，監控管理噴砂壓縮空氣的質量，密切關注噴砂的質量，最終充分保障噴砂環節的質量符合相關規定標準。最后，在開展此環節工作時，還需要對氣溫變化情況進行密切關注，如果金屬面打光合格之后，就需要在當天進行后續處理，立馬涂上底涂，從而起到良好的防銹作用。

2.1.3有效控制施工環境條件

在開展玻璃鱗片施工的過程中，需要注意溫度應該控制在合理標準范圍內，通常來講，溫度最低為15℃，最高為30℃，而且其施工環境的濕度也需要進行密切關注，不能夠對于75%。具體如表1。

2.1.4密切關注控制施工過程要點

第一，配料環節。在此環節當中，需要對相關防腐材料進行密切的關注，保障材料質量符合相關規定標準。與此同時，在施工現場配置這些防腐材料時 ，需要對配料過程進行密切關注，重點關注配比準確性以及活化器內容。

第二，工序銜接環節。在此施工環節當中，需要注意對材料進行噴砂之后，需要在24小時之后，對其進行二遍底涂，使得材料具有良好的防腐作用[2]。在此環節施工的過程中，還需要充分結合相關工藝文件標準，對各個工序之間的時間關系進行嚴格控制，充分保障工序銜接能夠符合相關規定標準。

2.1.5工藝過程控制

在氨法脫硫運行過程中，可以通過控制系統溶液的酸堿度來改善設備和管線的腐蝕。

2.1.6選擇合適的材料

整個氨法脫硫系統可以采用金屬和非金屬材料相結合的方式，一方面需選擇性能可靠的防腐材料，另一方面也需控制成本，適合我國國情。比如塔內可以根據溶液濃度酸堿度等選擇316L或者2507等金屬材料，塔體可以采用碳鋼襯玻璃鱗片。塔外含硫銨溶液和漿液的管線可以采用玻璃鋼或者不銹鋼材質，閥門可以采用碳鋼襯聚四氟乙烯等。總之，我們要根據項目本身要求再結合工藝選擇合適的防腐材質。

結束語：

因氨法脫硫所產生腐蝕工況較為嚴重，而且還會對脫硫設備的長期運行產生極為不利的影響，所以就需要我們詳細了解各個環節的施工情況，采取相應措施對其進行綜合解決，保障氨法脫硫裝置能夠長期穩定運行。與此同時，通過相關防腐材料的使用，嚴格把控施工環節，同時對脫硫工藝進行有效調整優化，為脫硫裝置常見穩定運行奠定良好基礎。

參考文獻：

[1]顏利明.硫酸尾氣氨法脫硫工藝存在的問題和解決措施[J].硫酸工業，2019（07）：29-33.

[2]張海鵬，張曉蕾，劉建新，談建平，王江云.氨法脫硫硫酸銨漿液腐蝕及防護對策[J].全面腐蝕控制，2019，33（05）：11-16.