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明晟环保:氨法脱硫中的腐蚀机理

时间:2017-02-10      阅读:779

明晟环保:氨法脱硫中的腐蚀机理

目前国内外的氨法脱硫工艺中,湿式氨法是目前较成熟的、已工业化的氨法脱硫工艺,湿式氨法工艺过程一般分成三大步骤:脱硫吸收、中间产品处理、副产品制造。湿法氨法脱硫工艺中是以水溶液中的SO2和NH3的反应为基础的,烟气经过吸收塔后,其中的SO2被吸收生成(NH4)2SO3与NH4HSO4,其中主要的化学反应过程如下:

吸收:SO2+H2O+xNH3=(NH4)xH2-xSO3

氧化::(NH4)xH2-xSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4(其中,x=1.2-1.4)

氨水脱硫工艺设备主要由脱硫水洗系统、烟气系统、氨贮存系统、(NH4)2SO4生产系统等组成,核心设备是脱硫塔。在氨法脱硫工艺中,含SO2的烟气经过脱硫系统的每个环节均会造成对设备的腐蚀,但在工艺流程中由于采用氨作为吸收剂,所以基本不存在钙法工艺中的物理性的磨蚀,在氨法脱硫工艺中腐蚀的形式从机理上主要分三种,化学腐蚀、电化学腐蚀和结晶腐蚀。

A、化学腐蚀:

烟气中的腐蚀性介质在一定的温度、湿度下和金属材料发生化学反应生成可溶性盐,使设备逐渐被腐蚀。主要反应方程式为:

Fe+SO2+H2O=FeSO3+H2

Fe+SO2+O2=FeSO4

FeSO4水解生成游离的酸:

4FeSO4+10H2O+O2=4Fe(OH)3+4H2SO4

如此循环反复,使腐蚀不断进行下去。

B、电化学腐蚀:

在潮湿的条件下,金属表面直接与烟气介质接触发生化学反应,导致电化学腐蚀,在焊缝处特别容易发生。主要反应为:

Fe→Fe2++2e

Fe+8FeO.OH+2e→3Fe3O4+4H2O

C、结晶腐蚀:

在烟气脱硫过程中,由于生成了可溶性的酸盐或亚酸盐,液相则渗入表面防腐层的毛细孔内,当设备停用时,在自然干燥下生成结晶型盐,产生体积膨胀,使防腐材料自身产生内应力而破坏,特别在干湿交替作用下,腐蚀更加严重。

从宏观上,各种化学介质对防腐蚀材料的腐蚀大致有三种形态和过程:

(1)介质首先先浸入材料间隙、气孔等缺陷中;

(2)进而渗透到层间,引起材料的溶胀;

(3)浸蚀材料表面。所以防腐蚀层的防腐蚀失效就是介质浸入、渗透和浸蚀的综合结果。在氨法脱硫工艺中,由于氨分子(包括氨汽和铵离子)是属于小分子的腐蚀性介质,所以很容易发生渗透,所以在氨法脱硫工艺中,腐蚀性其实较一般石灰石法湿法脱硫工艺的严重。

由于氨法烟气脱硫技术具有脱硫效率高、无二次污染、可资源化回收SO2,能满足循环经济要求等明显优势。近年来氨法烟气脱硫技术在中国得到飞速的发展,该工艺应用业绩的不断增多,包括在石化、钢铁、有色、焦化、炭素、造纸等行业中,国内已成功地在60MW机组烟气脱硫工程上使用了氨法,其各项经济技术指标居脱硫业的水平。

氨法脱硫工艺是采用氨作为吸收剂除去烟气中的SO2的工艺,氨法脱硫工艺具有很多特点,氨吸收烟气中SO2是气-液或气-气反应,反应速度快、反应*、吸收剂利用率高,可以做到很高的脱硫效率,相对于钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。

明晟环保凭借几十年的化工经验,以实体工业求发展,以低碳经济、变废为宝为理念,从根本上解决了高耗能和二次污染问题,使超低排放科技化、系统化。 

明晟环保愿与社会各界联合起来,共负社会和历史的责任,推进人类文明的进步。

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