氨法脫硫工藝中,整個設備不同部位的腐蝕原因各不相同,且原因復雜,但簡要分析可以總結出以下幾種主要原因。
二氧化硫的腐蝕
煤炭在燃燒過程中會釋放大量的有毒氣體二氧化硫,其對整個系統會產生嚴重的腐蝕行為。在吸收塔外部時,二氧化硫的腐蝕實際上類似與大氣中二氧化硫的腐蝕,然而煤炭燃燒所產生二氧化硫含量一般在1500mg/m3-4000mg/m3,當煙氣中而養護劉進入吸收塔后在塔壁與水和氧氣反應產生亞硫酸、硫酸會對塔壁形成嚴重酸蝕。二氧化硫本身又是強極化劑,在陰極上發生還原反應:
2H2SO3+2H++4e-=S2O32-+3H2O E=+0.40V
2H2SO3+H++2e-=HS2O3-+2H2O E=+0.08V
工業常用金屬的穩定電位如鐵的E=-0.44要比以上反應的標準電極電位低得多,從金屬在陽極發生氧化反應加劇腐蝕。另外,由于脫硫塔內含有空氣和水,在脫硫塔內部往往會形成二氧化硫露點腐蝕,這樣在金屬表面很容易形成酸霧,使內部金屬全面形成腐蝕。
氯的腐蝕
在氨法脫硫系統中,由于脫硫液是循環吸收二氧化硫從而達到吸收二氧化硫和濃縮硫酸銨的目的,這往往會帶來氯離子富集的問題,由于脫硫塔內的吸收系統用水本身還有大量氯離子并且富集,導致內部金屬的劇烈腐蝕。已有研究表明,鋼鐵的腐蝕隨著氯離子濃度的增高而更為劇烈,當氯離子濃度達到3%時,腐蝕速度最大。氯離子容易吸附在鈍化膜上,然后和鈍化膜中的陽離子結合形成可溶性氯化物,結果在露出來的機體金屬上腐蝕了一個小坑。這些小坑被成為點蝕核。這些氯化物容易水解,使小坑能溶液PH值下降,使溶液成酸性,溶解了一部分氧化膜,造成多余的金屬離子,為了平很腐蝕坑內的電中性,外部的Cl-離子不斷向空內遷移,使空內金屬又進一步水解。如此循環,金屬不斷的腐蝕,越來越快,并且向孔的深度方向發展,直至形成穿孔,使原本耐腐蝕的材料產生局部腐蝕。
高速流體及顆粒物的腐蝕
包含有各種腐蝕介質、氣體及固體顆粒物的的高速流體,對金屬表面往往會造成更為嚴重的腐蝕。它不同于單純的化學腐蝕或者機械破壞,它是一個包括化學腐蝕、機械破壞以及電化學反應共同作用的結果。一方面,高速流動的流體增強了腐蝕性離子與金屬表面的接觸,加速了陰極去極化劑的供應量。從而加劇腐蝕;另一方面,高速流體使金屬表面產生了一個切應力,它能沖刷掉金屬表面的腐蝕產物,并使金屬進一步腐蝕,流體中如果還有顆粒物的話,會增強切應力加劇腐蝕。
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