浅谈氨法脱硫装置腐蚀机理与防腐措施

过小玲

摘要：随着国家对节能减排的重视，SO2排放要求越来越高。氨法脱硫因有其独特的优势而得到广泛应用，尤其在脱硫超低排放改造上，很多公司选择了氨法脱硫。本文主要就氨法脱硫的腐蚀机理进行研究并阐述氨法脱硫防腐措施。

关键词：氨法脱硫;腐蚀机理;防腐措施

湿法烟气脱硫过程中，煤或燃料燃烧产生的SOX，NOX，HCL，HF等几乎都在脱硫洗涤循环过程中转移到吸收循环液中，再加上脱硫循环液中结晶颗粒和液滴的冲刷、腐蚀和烟气高温的作用，使脱硫循环液具有强烈的腐蚀性。脱硫装置被腐蚀会导致发生故障停运，因此做好防腐工作十分必要。本文将从腐蚀机理和防腐措施两方面来总结研究氨法脱硫装置的腐蚀问题。

1.氨法脱硫装置腐蚀机理

在使用氨法脱硫装置对烟气进行脱硫处理时，涉及到多种成分，如：二氧化硫、氮化物、水蒸气、较大颗粒物等物质，成分相对较为复杂，进而使得脱硫塔内不断交换变更酸碱环境，不仅仅会对脱硫装置产生腐蚀工况，还会产生相应的磨损。基于此，脱硫装置就会受到多种反应的影响，尤其是各种物质对于设备金属材料所产生的腐蚀作用。

1.1金属材料腐蚀机理

通常来讲，脱硫设备装置主要就是由金属材料所构成，仅仅有小部分为非金属材料。因循环液的强腐蚀性导致脱硫设备会被腐蚀。而金属材料的腐蚀则可以分为多种类型，如：一般腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等多种类型，下文则对这部分腐蚀类型进行简单分析。

1.1.1一般腐蚀

金属材料所产生的一般腐蚀，主要就是材料表面所发生的均匀腐蚀，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，使金属逐渐被腐蚀。

1.1.2缝隙腐蚀

金属材料所发生的缝隙腐蚀，主要作用于材料表面所产生的沉积物下面，或者腐蚀作用于垫片、内部金属等其他装置内部不流动区域。而在发生缝隙腐蚀的情况时，通常会分为三个阶段发生。针对此种情况来讲，造成其产生缝隙腐蚀的主要原因，就是由于法兰接合处的毛细作用或者渗漏作用所产生的。

1.1.3晶间腐蚀

在潮湿条件下，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。如果脱硫设备当中的不锈钢材料在进行焊接安装时，没有进行严格的处理，那么碳和铬就会发生化学反应，在晶界处反应析出碳化物。虽然二者析出的碳化物不会对晶体本身产生一定的破坏，但是其属于贫铬状态的一种组织，能够很大程度上降低电极电位，在受到腐蚀作用时，贫铬就会发生转变，此区域就会成为阳极，而富铬就会同碳化物区域就会呈现为阴极，进而导致二者成为微电池，最终降低设备的耐腐蚀性特点[1]。

1.2非金属材料腐蚀机理

1.2.1化学腐蚀

脱硫设备内的非金属材料发生相应的化学腐蚀，主要就是局部原电池产生电化学反应的一种过程，非金属材料在此设备当中，就是充分发挥自身的绝缘性特点，使得设备的电池内阻得到有效提高。而且非金属材料对于离子或者电解质来讲，材料自身的阻力越大，那么最终产生的电阻也就越大，进而非金属材料的抗腐蚀材料也就相对较好。基于此，就需要对材料进行正确的选择，并且对其进行合理设计。一般来讲，非金属材料的化学腐蚀过程同金属材料的腐蚀过程进行对比，相对较为缓慢。

1.2.2物理腐蚀

通常而言，非金属材料的成型，大都是在室温条件下生成的，材料并不属于致密性体，所以就会存在著大量的分子机容穴，进而就会产生裂纹等情况。与此同时，非金属材料在成型的过程中，都会使用挥发性稀溶剂展开施工环节，由此，当非金属材料投入正常使用之后，其中溶剂挥发之后，就会加大非金属材料的缺陷，进而一定程度上为腐蚀介质的入侵提供了渠道，对于脱硫设备来讲，产生了较为不利的影响。

除了上述腐蚀外，氨法脱硫还存在结晶腐蚀和应力腐蚀。

结晶腐蚀：在烟气脱硫过程中，由于生成了可溶性的硫酸盐和亚硫酸盐，液相则渗入表面防腐层的毛细孔内，当设备停运时，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。

应力腐蚀：由于溶液中氯离子含量高，材料局部区域发生孔蚀核，形成蚀孔，然后发展成为应力腐蚀形态，最后对设备直接构成破坏性的腐蚀失效。

2.氨法脱硫防腐蚀对策

2.1对防腐内衬施工质量进行严格的把控

2.1.1严格验收检查进场原材料

当原材料进行入到施工场地的过程中，需要对其品种、类型、质量等内容进行严格的检查，从而充分保障防腐作用的积极发挥。

2.1.2严格控制预处理工序质量

在对脱硫设备进行防腐蚀施工的过程中，需要提前对其进行预处理，在此环节过程中，主要就是对基体进行相应的打磨补焊，充分保障防腐施工的质量与水平。首先，在对衬胶以及玻璃鳞片进行防腐施工之后，其基体表面需要保证整洁干燥，而且其整洁度需要能够充分符合SA2.5级要求。其次，对材料进行喷砂的过程中，其喷砂最终的质量要求，需要能够满足喷砂质量标准样板需求，在结束喷砂工作之后，需要对其表面进行严格的检验，监控管理喷砂压缩空气的质量，密切关注喷砂的质量，最终充分保障喷砂环节的质量符合相关规定标准。最后，在开展此环节工作时，还需要对气温变化情况进行密切关注，如果金属面打光合格之后，就需要在当天进行后续处理，立马涂上底涂，从而起到良好的防锈作用。

2.1.3有效控制施工环境条件

在开展玻璃鳞片施工的过程中，需要注意温度应该控制在合理标准范围内，通常来讲，温度最低为15℃，最高为30℃，而且其施工环境的湿度也需要进行密切关注，不能够对于75%。具体如表1。

2.1.4密切关注控制施工过程要点

第一，配料环节。在此环节当中，需要对相关防腐材料进行密切的关注，保障材料质量符合相关规定标准。与此同时，在施工现场配置这些防腐材料时 ，需要对配料过程进行密切关注，重点关注配比准确性以及活化器内容。

第二，工序衔接环节。在此施工环节当中，需要注意对材料进行喷砂之后，需要在24小时之后，对其进行二遍底涂，使得材料具有良好的防腐作用[2]。在此环节施工的过程中，还需要充分结合相关工艺文件标准，对各个工序之间的时间关系进行严格控制，充分保障工序衔接能够符合相关规定标准。

2.1.5工艺过程控制

在氨法脱硫运行过程中，可以通过控制系统溶液的酸碱度来改善设备和管线的腐蚀。

2.1.6选择合适的材料

整个氨法脱硫系统可以采用金属和非金属材料相结合的方式，一方面需选择性能可靠的防腐材料，另一方面也需控制成本，适合我国国情。比如塔内可以根据溶液浓度酸碱度等选择316L或者2507等金属材料，塔体可以采用碳钢衬玻璃鳞片。塔外含硫铵溶液和浆液的管线可以采用玻璃钢或者不锈钢材质，阀门可以采用碳钢衬聚四氟乙烯等。总之，我们要根据项目本身要求再结合工艺选择合适的防腐材质。

结束语：

因氨法脱硫所产生腐蚀工况较为严重，而且还会对脱硫设备的长期运行产生极为不利的影响，所以就需要我们详细了解各个环节的施工情况，采取相应措施对其进行综合解决，保障氨法脱硫装置能够长期稳定运行。与此同时，通过相关防腐材料的使用，严格把控施工环节，同时对脱硫工艺进行有效调整优化，为脱硫装置常见稳定运行奠定良好基础。

参考文献：

[1]颜利明.硫酸尾气氨法脱硫工艺存在的问题和解决措施[J].硫酸工业，2019（07）：29-33.

[2]张海鹏，张晓蕾，刘建新，谈建平，王江云.氨法脱硫硫酸铵浆液腐蚀及防护对策[J].全面腐蚀控制，2019，33（05）：11-16.