湿法脱硫烟气的腐蚀性

湿法脱硫烟气的腐蚀性
由于国内脱硫烟囱历史较短，专项的腐蚀调查研究资料很少，经验也不多，并且国内烟囱设计标准中对脱硫处理的烟囱防腐设计尚无明确说明。因此，对于脱硫后烟气对烟囱结构的腐蚀性分析主要是借鉴国外的资料[2]。
烟囱产生腐蚀的必要条件是有产生露点的温度和烟气（ 在烟囱运行和检修状况下有低于露点的腐蚀介质产生）。如图1，由于单筒烟囱混凝土内壁处的温度T2 一般低于露点温度，而且，在正压的作用下，有部分烟气通过砖内衬的缝隙到达混凝土内壁处，这是单筒钢筋混凝土烟囱内侧产生腐蚀的原因。
砖砌体结构材料中的砖体本身耐腐蚀性和经济性都较好，但形成砌体后的抗渗密闭性和整体性较差，自重大，需设平台分段支撑，施工复杂且周期长。其防腐蚀薄弱环节是数量巨大的砌体间砌筑缝和各分段支撑平台处排烟筒的连接缝，在温度变化和温度长期作用下难免会产生开裂裂缝（砖体间）和连接缝隙（分段连接处）。而这些缝隙在低温和高湿的烟气环境及烟气冷凝结露产生的腐蚀性水液渗透侵蚀下将促进烟囱排烟筒的腐蚀进程，给烟囱的安全运行带来隐患，严重者有可能导致停机检修和维修排烟筒，减少使用寿命。
国际工业烟囱协会（International CommitteeOn Industrial Chimneys 缩写CICIND）, 在其发布的标准中对脱硫后的烟气腐蚀性能作了如下说明：
(1)烟气冷凝物中氯化物或氟化物的存在将很大提高腐蚀程度，在20 ℃和1 个标准大气压下，氟化氢（300 mg/m3）、氯元素（1 300 mg/m3） 和氯化氢（1 300 mg/m3） 的重量浓度超过0.025%、0.1%和0.1%时，腐蚀等级（化学荷载）为高级。(2)处于烟气脱硫系统下游的浓缩或饱和烟气条件通常被视为高腐蚀等级（化学荷载）。(3)含有硫磺氧化物的烟气腐蚀等级（化学荷载）按SO3 的含量值确定；凝结过程中SO3 离子与水蒸气结合成为硫酸，对烟囱进行腐蚀。(4) 亚硫酸的露点温度取决于烟气中SO3 浓度，一般约为65 ℃，稍高于水的露点。燃煤中如含有污染，则在同样的温度下还会有像盐酸、硝酸等其他酸液。(5)尽管
在湿法烟气脱硫（FGD）过程中已除去了大部分的氧化硫，但在净化装置下游，随着氧化硫含量的减少，烟气的湿度会增大，且温度会降低，当温度低于80 ℃时，烟气浓缩成酸液。另外,净化后的烟气中还含有氯化物。(6)烟气中的氯离子遇到水蒸气便形成氯酸，它的化合温度约为60 ℃，当低于氯酸露点温度时，就会产生严重的腐蚀。即使是氯化物很少也会造成严重腐蚀。
按照“国际工业烟囱协会（CICIND）”的设计标准要求，燃煤电厂排出的烟气虽然在脱硫过程中能除去大部分的氧化硫，但经脱硫后，烟气湿度增大，温度降低，使烟气中单位体积的稀释硫酸含量相应增加，其烟气通常被视为“高”化学腐蚀等级，即强腐蚀性烟气等级，因而烟囱应按强腐蚀性烟气等级来考虑烟囱结构进行安全性设计或防腐处理。对于砖砌内筒结构，
从美国萨金伦迪（SARGENT & LUNDY）公司设计资料和英国公司为广东沙角C 厂设计的240 m 高烟囱图纸看，都对砖和胶泥提出了很高要求，即特殊的耐酸缸砖用硅酸钾耐酸胶泥砌筑，一般分两层错缝布置，并设封闭层。砖的抗渗性能要求高，主要目的是防止烟气渗透形成冷凝腐蚀和对排烟筒外包裹的保温隔热材料性能带来不利影响。