双碱法工艺脱硫塔内衬不锈钢失效分析及应对措施

来源:热处理网作者:夏立芳

北极星节能环保网讯:1、引言:烟气脱硫技术中的湿法脱硫腐蚀问题一直是该技术的核心部分,脱硫塔防腐蚀技术主要要有:采用耐腐蚀不锈钢、玻璃钢(FPR)、耐腐蚀玻璃钢整体成型或者碳钢内衬非金属衬里材料,这些材料包括耐腐蚀胶板、玻璃鳞片胶泥等。目前,主流技术脱硫塔主体采用碳钢、内防腐或316L不锈钢内衬。但在实际运行中有的出现了不锈钢防腐层失效,致使脱硫塔腐蚀穿孔,影响了设备的安全经济运行。本文其失效就的原因进行分析了,并针对性地提出了技改方案。

2、 项目情况

山东xxx碳素厂脱硫工程。工艺采用双碱法脱硫,脱硫塔采用碳钢内衬不锈钢的施工工艺。运行3个月后,先后净烟气膨胀节、人孔门焊口、塔壁出现了腐蚀穿孔,除雾器生锈,除雾器冲洗水管道不锈钢固定卡腐蚀脱落。且腐蚀多次集中喷淋人口里外侧,及烟气进口较为严重的泄露。虽多次采取焊补进行修复,但效果不佳,不能从根本上解决问题。

3、不锈钢失效的原因:

经我们分析氯离子对脱硫系统的危害造成上述问题的原因。

采用内不锈钢不合理:

脱硫吸收液呈弱酸性且含有一定量的氯离子,针对这种腐蚀环境一般的做法是:要选用碳钢为基材,然脱硫装置后对碳钢进行防腐处理。

(1) 强烈的腐蚀性

氯离子对不锈钢的腐蚀主要有两方面:一是破坏钝化膜;二是降低PH值。在PH值偏低的环境下,不锈钢对Cl-将会更加敏感,其常见的腐蚀类型为点蚀。另外Cl-又是引起金属孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和选择性腐蚀的主要原因。当Cl-含量达2%时,不锈钢已不能使用,主要表现为点蚀(小孔腐蚀),这种腐蚀具有危害性大、不易发现等特点,往往是由于局部穿孔而引起整个设备瘫痪.

(2)316L是不耐还原性酸的,在还原性酸环境下极易发生腐蚀。要选用氯丁基橡胶、玻璃鳞片衬里或其他耐腐蚀材料。

(3)cl离子对不锈钢的腐蚀的主要机理为:cl离子为活性离子,其活性高于比O和H离子,更容易吸附在金属的表面,从而破坏不锈钢表面的保护层,被破坏的保护层部位常常为敏感部位(晶界\晶格缺陷\非金属夹杂物特别是S化物\钝化膜的薄弱环节),部分被破坏部位将形成微小的空,小空内外会出现氧浓差电池,内部为贫氧区,为阳极,外部是富氧区为阴极,从而促进小孔内的腐蚀,

不锈钢为什么生锈:

不锈钢管生锈是很正常的,因为不锈是只是相对的,比如虽然316L由于含Mo比较耐点腐蚀,但实际上如果在高CL离子含量的环境下还是很容易发生点腐蚀。

运行中为什么氯离子升高:

脱硫过程中氯离子的主要来源是锅炉燃烧后的气体。气体中所有化合态的氯均会在高温下分解,最终生成HCl气体。随同烟气进入脱硫塔,加之脱硫系统水的循环使用会使氯离子在溶液中逐渐富集。当氯离子含量超过20000×10-6时,不锈钢已不能使用,置换排放不及时造腐蚀。会在很短的时间内就会造成腐蚀。并不在于使用时间长短,后果很严重。