湿法烟气脱硫装置的腐蚀与防护

 

     

摘 要：

湿法烟气脱硫装置因其处理烟气量大、脱硫率高、运行周期长、运营成本适中，已成为国内外

火电厂烟气脱硫的主导装置。但该装置腐蚀环境苛刻、防腐蚀工程量大、装置腐蚀维修困难。为了解决我

“

”

国大型火电厂烟气脱硫装置的防腐蚀技术国产化问题，我院自主开发了 鳞片防腐蚀衬里技术 ，并针
对湿法烟气脱硫装置的各区域不同的腐蚀环境特点，提出了不同的防腐蚀复合衬里结构体系。经工程实
践考核证明，该防腐蚀衬里结构技术体系具有成本投资适中、现场施工简便、装置防护性好、运行周期稳
定、维修保养方便等优点。为我国大型火电厂烟气脱硫装置的防腐蚀技术国产化提供了可靠的技术保证。

关键词：

湿法烟气脱硫装置；腐蚀与防护；鳞片衬里；复合衬里结构设计；工程应用

 

1  引言

火电厂湿法烟气脱硫环保技术因其脱硫率高、煤质适用面宽、工艺技术成熟、稳定运转

周期长、负荷变动影响小、烟气处理能力大等特点，被广泛地应用于各大、中型火电厂，成
为国内外火电厂烟气脱硫的主导工艺技术。但该工艺同时具有介质腐蚀性强、处理烟气温
度高、SO

2

吸收液固体含量大、磨损性强、设备防腐蚀区域大、施工技术质量要求高、防腐蚀

失效维修难等特点。因此，该装置的腐蚀控制一直是影响装置长周期安全运行的重点问题
之一。本文力求通过对火电厂湿法脱硫装置腐蚀介质及环境的分析，明确湿法烟气脱硫装
置腐蚀介质及环境的特点，结合我国现有防腐蚀技术水平，总结国内外湿法脱硫装置防
腐蚀实践经验，提出实用、经济、安全的防腐蚀对策。

2  湿法烟气脱硫装置的腐蚀机理

    烟气脱硫装置中的腐蚀源主体为烟气中所含的 SO

2

。当含硫烟气处于脱硫工况时，在

强制氧化环境作用下，烟气中的 SO

2

首先与水生成 H

2

SO

3

及 H

2

SO

4

，再与碱性吸收剂反

应生成硫酸盐沉淀分离。而此阶段，工艺环境温度正好处于稀硫酸活化腐蚀温度状态，其
腐蚀速度快，渗透能力强，故其中间产物 H

2

SO

3

及 H

2

SO

4

是导致设备腐蚀的主体。此外，

烟气中所含 NO

X

、吸收剂浆液中的水及水中所含的氯离子（海水法氯离子腐蚀影响更大）

对金属基体也具有腐蚀能力。

    稀硫酸属非氧化性酸，此类酸对金属材料的腐蚀行为宏观表现为金属对氢的置换反应 。
从腐蚀学理论上可解释为氢去极化腐蚀过程（亦称析氢腐蚀）。就常用材料碳钢及不锈钢
而言，两种材料在稀硫酸环境中均处于活化腐蚀状态，但腐蚀机理又略有不同。碳钢在稀
硫酸或其它非氧化性酸溶液中的腐蚀属于阳极极化及阴极极化混合控制过程。这是因为铁
的溶解反应活化极化较大，同时氢在铁表面析出反应的过电位也较大，故两者同时对腐
蚀过程起促进作用, 导致腐蚀速度加快。而不锈钢在稀硫酸中的腐蚀属于阳极极化控制过
程，这是因为不锈钢在稀硫酸介质中仍能产生一定程度的钝化，金属离子必须穿透氧化
膜才能进入溶液，因此阳极极化作用大于阴极极化。但在烟气脱硫中，仍有几种变化影响：
一是在湿法烟气脱硫中，为保证生成物结晶效果，必须强制氧化。当介质中有富氧存在时，
不锈钢表面上的钝化膜缺陷易被修复，因而腐蚀速率降低。但因同时具有固体颗粒磨损作
用及介质 Clˉ 存在，其钝化膜易被 Clˉ 或固体颗粒磨损作用破坏，从而使腐蚀速率大大
增加。Clˉ 的破坏原因可能是由于 Clˉ 具有的易氧化性质导致的。Clˉ 容易在氧化膜表面吸
附，形成含氯离子的表面化合物，由于这种化合物晶格缺陷较多，且具有较大的溶解度 ，