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1、VEGF鱗片膠泥在煙氣脫硫裝置中的應(yīng)用研究摘要:本文簡要介紹了高度耐腐蝕VEGF鱗片膠泥在煙氣脫硫裝置中的應(yīng)用。??關(guān)鍵詞:玻璃鱗片;膠泥;煙氣脫硫;應(yīng)用?1、?前言???我國是一個能源結(jié)構(gòu)以燃煤為主的國家,大氣污染屬煤煙型污染,粉塵、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)是我國大氣的主要污染物。在20世紀(jì)50年代的工業(yè)化初始發(fā)展階段,全國煤炭消耗量為2000-10000萬噸,二氧化硫的排放量為50-200萬噸;在60-70年代的工業(yè)化第二階段,煤炭消耗量為1000-45000萬噸,二氧化硫的排放量為300-700萬噸;自198
2、0年代始在工業(yè)化第三階段,煤炭年消耗量達(dá)80000萬噸,二氧化硫的排放量為900-1500萬噸;同時在燃煤過程中產(chǎn)生相當(dāng)量的氮氧化物,如2000年我國燃煤電廠的NOx的排放量達(dá)到290萬噸。因此我國的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)導(dǎo)致了較多的重腐蝕情況,形成了酸雨等污染情況,尤其是燃煤電廠中,對于二氧化硫或氮氧化物的防治是勢在必行,目前國內(nèi)外較為有效的手段是煙氣脫硫(FlueGasDesulfurization簡稱“FGD”)。???煙氣脫硫是當(dāng)今燃煤電廠等控制二氧化硫排放的主要措施。而濕法石灰石洗滌法是當(dāng)今世界各國應(yīng)用最多和最成熟的工藝。國家電
3、力公司已將濕式石灰石脫硫工藝確定為火電廠煙氣脫硫的主導(dǎo)工藝。根據(jù)有關(guān)資料介紹,自1980年代以來,僅向日本就進(jìn)口或合作開始了近10套FGD裝置,占中國進(jìn)口FGD裝置的70%。但預(yù)計(jì)到2003年濕法脫硫設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)96%以上,到2010年,國產(chǎn)化率達(dá)100%。?2、?濕法煙氣脫硫工藝的腐蝕情況???濕法脫硫工藝的基本原理是:煙氣中的SO2、SO3、HF或其它有害化學(xué)成份在高溫狀態(tài)下與某些化學(xué)介質(zhì)相遇,并發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生稀硫酸、硫酸鹽或其它化合物,煙氣溫度也同時降低到露點(diǎn)以下,這就給脫硫裝置帶來了露點(diǎn)腐蝕問題。???火電廠煙氣中
4、含有SO2、NOx、HF、HCl等氣體。因此,脫硫系統(tǒng)洗滌液中含有H2SO4、HCl、HF等溶液,且含有20%左右的固體物。煙氣吸收塔入口溫度可高達(dá)160-180℃,且有一定的干、濕界面;吸收塔出口煙溫較低,為45-55℃左右,處于在露點(diǎn)以下。因此,濕法脫硫系統(tǒng)對材質(zhì)的耐蝕、耐磨、耐溫要求極為嚴(yán)格;同時脫硫系統(tǒng)要求與電站主機(jī)、主爐同步運(yùn)行,因而對脫硫系統(tǒng)的可靠性、利用率和使用壽命要求也極高。???研究選擇合適的耐腐蝕材質(zhì)是各國長期努力的目標(biāo),1980年初,國內(nèi)的電力、冶金研究設(shè)計(jì)部門為了克服濕氣脫硫系統(tǒng)中脫硫塔、煙道和煙囪及襯里
5、的腐蝕,一直在尋求一種造價低、耐高溫、耐腐蝕的材料。而引起國內(nèi)用戶廣泛注意的是耐蝕鱗片膠泥的適用性,根據(jù)樹脂基體基材的不同,有二種可供選擇:一種是環(huán)氧樹脂鱗片膠泥,國內(nèi)有蘭州化機(jī)設(shè)計(jì)院提供;另一種乙烯基酯樹脂鱗片膠泥(vinylesterglassflakemortar),簡稱為VEGF鱗片膠泥,如上海富晨化工有限公司研發(fā)的VEGF高度耐蝕鱗片膠泥。相對而言,后者的綜合性能包括耐腐蝕性能和耐溫性能均優(yōu)于前者,目前在日本、美國等國家均采用后者。?3、?VEGF鱗片膠泥的耐蝕機(jī)理VEGF鱗片膠泥具有優(yōu)良的耐腐蝕性能,這主要是與膠泥的
6、組成有關(guān)。一般情況下,防腐蝕層的防蝕失效主要是樹脂基體受到腐蝕,基體樹脂首先產(chǎn)生失重、變色等情況,之后引起材料的鼓泡、分層、剝離或開裂等情況,最后導(dǎo)致防腐蝕層失效,尤其后者,由于滲透等因素,加速了具有腐蝕性的化學(xué)介質(zhì)滲入到防護(hù)層的內(nèi)部。因此在選擇具有良好耐腐蝕性能樹脂基體的同時,應(yīng)采取有效的措施來減弱、減緩腐蝕介質(zhì)或水蒸汽的滲透作用。而VEGF鱗片膠泥比基體樹脂能夠提供更為有效的耐腐蝕性能,這主要是因?yàn)閂EGF玻璃鱗片能夠有效的防止腐蝕介質(zhì)或水蒸汽的物理滲透。3.1VEGF鱗片膠泥具有較強(qiáng)的抗?jié)B透性是與其的物料組成有關(guān),一般情況
7、下,VEGF鱗片膠泥含有10%-40%片徑不等的玻璃鱗片,膠泥在施工完畢后,扁平型的玻璃鱗片在樹脂連續(xù)相中呈平行重疊排列,從而形成致密的防滲層結(jié)構(gòu)。如圖3.1所示,腐蝕介質(zhì)在固化后的膠泥中的滲透必須經(jīng)過無數(shù)條曲折的途徑,因此在一定厚度的耐腐蝕層中,腐蝕滲透的距離大大的延長,客觀上相當(dāng)于有效地增加了防腐蝕層的厚度。同時,在無玻璃鱗片增強(qiáng)情況下,樹脂基體連續(xù)相中會存在大量的所謂的“缺陷”,如微孔、氣泡及其它微縫等,這些缺陷的存在會加速或加快腐蝕介質(zhì)的滲透過程,因?yàn)橐坏┙橘|(zhì)滲透到這些缺陷中,滲透的速度在得到提高的同時,接觸具有腐蝕性的
8、介質(zhì)的基體連續(xù)相的面積也隨之會加大,從而更加速了物理滲透和化學(xué)腐蝕過程,而在VEGF玻璃鱗片膠泥中,由于平行排列的玻璃鱗片能夠有效的分割基體樹脂連續(xù)相中的這些“缺陷”,從而能夠有效的抑制腐蝕介質(zhì)的滲透速度。圖3.1VEGF鱗片膠泥示意圖???另外,除了具有腐蝕性