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高温腐蚀及预防措施

2023-08-07 11:03 作者:狄林重防腐涂料  | 我要投稿

由于烟气中含有大量粒状污染物及具有腐蚀性的酸性气体,对于锅炉过热器、炉床等相关设备,会产生腐蚀作用。

1.高温腐蚀

高温腐蚀又称为气体腐蚀(gaseous corrosion)或干腐蚀(dry corrosion),在无液态电解液时也会发生,主要包括金属管材的硫化(sulfidation)及氧化(chlorination)现象,其发生原因为烟气中的硫氧化物与金属离子作用而形成硫化铁(FeS),或废气中的氯化氢气体与金属作用形成氧化铁(FeCl3),均使得金属材料失去氧化保护层而腐蚀。

2. 熔融盐腐蚀

熔融盐腐蚀又称为热腐蚀(hot corrosion)或析出腐蚀(deposit corrosion),其形成原因为废气中含有氯化氢(HCl)及二氧化硫(SO2)等具有腐蚀性气体与飞灰中的铀(Na)、钾(K)的金属氧化物(如 Na2O、K2O)结合,产生氯化盐类(如 NaCl等),氯化盐类再与二氧化硫(SO2)结合,而形成硫酸盐类(如Na2S04)及氟化氢(HCl),而材质中的铁(Fe)元素与氯化氢作用形成氯化铁(如FeC13)。

另一方面飞灰中的硫酸氢盐(bisulfates ,如NaHSO4)及碱性焦硫酸盐(alkali pyrosulfates,如 Na2S2o7)均能与铁元素作用,产生侵蚀性极强的硫化铁(FeS)及硫酸钠 ( Na2SO4)等盐类,此反应在高温呈不稳定状况,借由硫的腐蚀,碱性焦硫酸盐能产生三硫酸盐碱铁(alkali iron trisufates,如Na3Fe( SO4 )3)、三硫酸盐也会侵蚀金属,产生硫化铁,如此不断循环反应,形成金属腐蚀。

 


旋转窑炉

余热锅炉部分的过热器元件为高温腐蚀最易发生的设备,一般过热器的管壁温度高过管内蒸汽温度30- 50℃,当采用400℃的蒸汽温度时,过热器管壁温度为430-450℃,腐蚀情况尚属轻微,但若源度继续升高,则腐蚀随之加剧,而炉管的使 用寿命随之降低。此外,温度在600-700℃时,高温腐蚀的速率达到最大,故烟气在进入余热锅炉前通常将温度控制在600-℃或700℃以下。在工程设计上,宜采用下列方式以防止高温腐蚀发生:

1)控制金属材料温度及气流模式

对大型垃极焚烧厂锅炉过热器,为有效控制管壁温度,避免高温腐蚀,过热器的气流模式宜采用并流式( concurrent flow),欲使进入过热器人口的饱和蒸汽与较热的烟气接触,避免高温过热蒸汽出口与高温烟气人口相接触,形成高温腐蚀,此外,也可将烟气经多重气道(multipie passes)导流后,便进入过热器前端废气温度被控制在适当温度以下。

2)选用抗高温腐蚀的材料

炉管表面的金属温度根据过热蒸汽压力及温度而定,一般过热器的管壁温度高于管壁温度 30-50℃,如系统采用400℃的过热蒸汽时,过热器的管壁430-450℃,304 不锈钢及Alloy 200系列锦基合金均不适用于此系统中,从国外已商业化营运的垃圾焚炉操作经验中得知Alloy 625 ( UNS NO ,N06625)的材料为过热器较适用的管材。

 


 

高温冷却塔


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