2 脱硫系统设备腐蚀与防护现状

设备腐蚀不仅严重影响系统的稳定运行，而且增加了维修和运行费用，因此解决烟气脱硫系统设备的腐蚀问题成为保证烟气脱硫系统稳定运行的关键。在FGD 中，根据不同区域和设备的腐蚀磨损特点，国内外目前采用的防护材料主要有橡胶衬里、合成树脂涂层、耐蚀合金钢、玻璃钢等。这些材料性能各异，应用范围也不相同，有的用于静态设备（如吸收塔、换热器等），有的用于动态设备（如泵类、搅拌机等），有的既用于静态设备又用于动态设备中。

目前在烟气脱硫系统中的吸收塔、悬浮液冲洗系统与循环管道、介于吸收塔和热交换器之间的净气管道、介于吸收塔和生成石灰石悬浮液或回收处理石膏装置之间的管道、生成石灰石悬浮液或回收处理石膏(包括水的回收处理)的容器中通常采用橡胶衬里进行设备的腐蚀防护；而在热交换器前后的原烟气管道、吸收塔后的净气通道、热交换器、热交换器后的净气通道、烟囱及旁通管道等部分设备通常采用玻璃鳞片衬里进行设备的腐蚀防护。

在烟气输送及热交换系统中主要存在亚硫酸露点腐蚀、防腐蚀衬层高温热应力失效、防腐蚀衬层烟尘磨损失效、防腐蚀衬层高温碳化烧蚀失效、液滴冲击磨蚀、衬里震颤疲劳破坏等问题；在SO2 吸收及氧化系统主要存在防腐蚀衬层稀（亚）硫酸渗透失效、防腐蚀衬层热应力腐蚀失效、防腐蚀衬层固体物料磨损腐蚀失效、防腐蚀衬层机械力损伤失效、含亚硫酸热蒸汽腐蚀区老化失效等问题。因此对防腐蚀衬里材料的要求有对腐蚀介质防渗透、耐高温、耐磨损、附着力强，机械强度高等。如果设备整体采用耐蚀金属材料则有价格昂贵或材料性能达不到要求等问题，因此，以碳钢为基体，采用相对便宜的非金属耐蚀材料作衬里，是烟气脱硫系统防腐蚀的一种重要手段，也是目前的通用方法。

防护材料的选用主要取决于接触介质的温度、成分、介质中是否含有固体颗粒等因素。一般可按介质特性、设备结构形式、施工条件及经济性等因素选取相应的防护材料。__

3 烟气脱硫设备常用防腐蚀方法及存在问题

FGD 是一个十分复杂的化学过程，由于FGD 装置结构庞大，运行周期长，维修困难等原因，对防腐蚀提出了比一般化工过程更高的要求。目前，国内外燃煤发电厂烟气脱硫系统防腐蚀主要采用防腐蚀内衬的方法，如玻璃鳞片涂料和橡胶衬里。橡胶衬里不耐温，一般用在管道中。玻璃鳞片涂料被广泛用在吸收塔、烟道等温度较高、易产生磨损的部位。电厂脱硫系统中出现的腐蚀问题主要集中在因玻璃鳞片涂料的磨损、脱落而造成的对碳钢基体的大面积腐蚀，因此提高玻璃鳞片涂料的综合性能，开发适用于已运行脱硫设备腐蚀修复的高性能带锈涂料有重要意义。

3.1 玻璃鳞片防腐涂料的使用情况

自从美国开发出玻璃鳞片涂料以来，已在日本、英国、德国等国的电厂烟气脱硫系统中广泛应用树脂鳞片衬里近20 年，使用至今完好。在国内，特别是在FGD 系统中的烟道、脱硫塔等设备内也已广泛使用玻璃鳞片衬里。

现在常用的衬里涂层材料是以具有很好的耐化学性能的玻璃鳞片作为主要填料的氯化橡胶、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、环氧煤沥青、不饱和聚酯树脂和乙烯酯树脂等玻璃鳞片防腐涂料。防腐涂层厚度可达1.5-3mm，其中使用的玻璃鳞片的厚度在2-5μm，这样能保证在涂料涂层中有数十层的鳞片排列，形成涂层内复杂曲折的渗透扩散路径，使得腐蚀介质的扩散渗透路线变得相当曲折弯曲，很难渗透到基材。玻璃鳞片片径纵横越大，涂层的抗渗透性能越强。另外，用硅烷偶联剂对玻璃鳞片进行处理，可以提高其强度、耐冲击性能和耐蚀耐磨性，而且明显加强了玻璃鳞片与树脂之间的粘结力，这样也有效增加了涂层的抗渗透性和耐水性。玻璃鳞片把涂层分割成了许许多多的小空间，固化后收缩率小，大大降低了涂层的收缩应

力，减少各接触面的残余应力，增加了附着力。

在烟气脱硫系统中, 玻璃鳞片涂料按照其使用部位与特点, 可分为低温玻璃鳞片涂料、高温玻璃鳞片涂料和耐磨玻璃鳞片涂料等。低温玻璃鳞片涂料一般具有优良的耐水汽的渗透性、耐化学性、耐腐蚀性等特点, 使用温度一般低于100oC, 是脱硫装置的主要衬里材料, 主要应用于吸收塔的低温部分、事故浆罐、净烟气烟道等部分。高温玻璃鳞片涂料一般具有优良的耐高温性能，其长期使用温度可以达到160oC 以上，主要应用于烟气换热器与吸收塔之间的原烟气烟道、吸收塔入口处、烟气换热器原烟气区域以及烟气出口挡板门后的烟道部分。耐磨玻璃鳞片涂料是特殊配方的鳞片树脂, 一般添加陶瓷耐磨材料增加耐磨特性，耐磨玻璃鳞片涂料主要应用于吸收塔喷淋部位或浆液磨损严重的区域(安装搅拌器的部位)等。

3.2 玻璃鳞片涂料使用中存在的问题

玻璃鳞片涂料主要采用喷涂的方式施工，在喷涂前须要对基材进行喷沙处理等，除去基材表面的浮锈，并获得一定的粗糙度（75－100μm）。施工中对基底材料的预处理工序成本占据整个防腐处理工程总成本的一半以上。玻璃鳞片涂料的涂层膜通常都很厚，一般达到500－1500μm。玻璃鳞片衬里作业为手工操作，施工质量在很大程度上取决于操作技能的高低。涂层在施工过程中难免存在缺陷，造成设备的腐蚀。

作为一种防腐蚀材料，除鳞片涂料的耐腐蚀特性之外，其它几个关键特性也是相当重要的：一是底涂料的粘接特性，对涂料涂层粘接特性的测试方法有“现场拉开测试法”，用以评估底涂材料的粘接特性，实际可采用附着力检测仪测定，目前国内一些涂料材料的现场测试过程中的粘接强度一般不会超过5MPa。鳞片底层涂料应该采用一些高粘接特性的特种底层涂料。二是鳞片材料的耐温特性（包括耐高温特性和耐温度冲击特性）。在FGD 装置中，由于一些工艺设计上或者是其它方面的原因，一些烟气的温度会在一段时间内较高，甚至达到180oC，因此要求高温部分材料的耐温特性非常好。目前一些厂家生产的鳞片材料的耐高温特性方面有所欠缺，故极易造成鳞片衬里在高温条件或者是温度冲击下，发生开裂、脱层的现象。

众所皆知，鳞片涂料衬里中的气泡的存在会对防腐蚀性能有很大的影响。研究发现真空搅拌工艺下获得的材料具有更好的工艺性，材料的粘接性更好，同时施工过程中不易产生气泡。而目前国内一些材料生产商会在现场进行简单的混合即制得鳞片涂料，这样的鳞片涂料是没有经过真空搅拌工艺，性能上肯定会受较大的影响；另外，鳞片的表面处理是影响防腐蚀效果的一个关键因素，因为表面处理的是否良好会影响界面的结合性能，若没有对鳞片表面进行偶联处理，腐蚀性的小分子就相对容易通过界面渗透到衬里，直至最后到达基础表面。所以为了确保鳞片衬里的最后防腐蚀特性，在合成过程中，应该要求对鳞片进行良好的表面处理，同时应采用真空搅拌工艺。

鳞片涂料原材料主要是成膜树脂、玻璃鳞片和一些功能性助剂，随着目前国内外的树脂合成技术发展，树脂的各项理化特性上没有差异，当前一些防腐蚀失效工程项目的原材料方面因素主要是鳞片与功能性助剂的原因。目前随着一些工程项目承接过程中的竞争的加剧，一些烟气脱硫公司和施工厂家竞相压价，所以造成最后的合同单价相当低，而一些涂料厂家为了争取到涂料供应合同，尽量的降低成本。一是通过采用劣质的鳞片来降低成本，生产鳞片的工艺（吹制法、压制法）不同，都会使鳞片的成本差异较大，甚至一些厂家采用云母粉代替玻璃鳞片，利用这样的低成本所谓的鳞片制成的衬里涂料的性能是很差的；二是鳞片表面是否进行预处理等工艺的差异也会使鳞片涂料的成本差异较大；三是助剂的使用，助剂在合成过程中的所用比例虽然相对较少，但是成本较高，因此是否采用助剂或是否采用高性能的助剂可能会导致最后鳞片衬里的性能差别很大。

3.3 玻璃鳞片防腐涂料开发与应用中应注意的问题

以无污染、无公害、节省能源、经济高效为原则，开发无公害或少公害及防腐性能优异的涂料品种。防腐涂料技术整体设计的无公害化即指在研发时应考虑到涂料自身的各个组成部分（成膜物质、防腐颜料、溶剂及助剂）、原材料的合成及涂料生产过程、基材预处理过程、施工过程等整体的无公害化。另外，对固化方法的选择，也将影响涂料的环保性和施工难易等。

为了在金属表面使用防腐蚀涂料，必须首先进行除油、除锈等预处理，而预处理过程一般会对环境造成污染，且成本较高，若采用带锈涂料，在有锈的钢铁表面直接涂覆即可使铁锈稳定、钝化或转化。

在玻璃鳞片防腐涂料开发中，对玻璃鳞片的粒度、厚度、主要成分（通常选用碱玻璃）、用量比例的选择与控制，以及对玻璃鳞片表面的改性处理都将直接影响涂料的防腐蚀性能和成本。