氨法脱硫工艺中,整个设备不同部位的腐蚀原因各不相同,且原因复杂,但简要分析可以总结出以下几种主要原因。
二氧化硫的腐蚀
煤炭在燃烧过程中会释放大量的有毒气体二氧化硫,其对整个系统会产生严重的腐蚀行为。在吸收塔外部时,二氧化硫的腐蚀实际上类似与大气中二氧化硫的腐蚀,然而煤炭燃烧所产生二氧化硫含量一般在1500mg/m3-4000mg/m3,当烟气中而养护刘进入吸收塔后在塔壁与水和氧气反应产生亚硫酸、硫酸会对塔壁形成严重酸蚀。二氧化硫本身又是强极化剂,在阴极上发生还原反应:
2H2SO3+2H++4e-=S2O32-+3H2O E=+0.40V
2H2SO3+H++2e-=HS2O3-+2H2O E=+0.08V
工业常用金属的稳定电位如铁的E=-0.44要比以上反应的标准电极电位低得多,从金属在阳极发生氧化反应加剧腐蚀。另外,由于脱硫塔内含有空气和水,在脱硫塔内部往往会形成二氧化硫露点腐蚀,这样在金属表面很容易形成酸雾,使内部金属全面形成腐蚀。
氯的腐蚀
在氨法脱硫系统中,由于脱硫液是循环吸收二氧化硫从而达到吸收二氧化硫和浓缩硫酸铵的目的,这往往会带来氯离子富集的问题,由于脱硫塔内的吸收系统用水本身还有大量氯离子并且富集,导致内部金属的剧烈腐蚀。已有研究表明,钢铁的腐蚀随着氯离子浓度的增高而更为剧烈,当氯离子浓度达到3%时,腐蚀速度最大。氯离子容易吸附在钝化膜上,然后和钝化膜中的阳离子结合形成可溶性氯化物,结果在露出来的机体金属上腐蚀了一个小坑。这些小坑被成为点蚀核。这些氯化物容易水解,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,造成多余的金属离子,为了平很腐蚀坑内的电中性,外部的Cl-离子不断向空内迁移,使空内金属又进一步水解。如此循环,金属不断的腐蚀,越来越快,并且向孔的深度方向发展,直至形成穿孔,使原本耐腐蚀的材料产生局部腐蚀。
高速流体及颗粒物的腐蚀
包含有各种腐蚀介质、气体及固体颗粒物的的高速流体,对金属表面往往会造成更为严重的腐蚀。它不同于单纯的化学腐蚀或者机械破坏,它是一个包括化学腐蚀、机械破坏以及电化学反应共同作用的结果。一方面,高速流动的流体增强了腐蚀性离子与金属表面的接触,加速了阴极去极化剂的供应量。从而加剧腐蚀;另一方面,高速流体使金属表面产生了一个切应力,它能冲刷掉金属表面的腐蚀产物,并使金属进一步腐蚀,流体中如果还有颗粒物的话,会增强切应力加剧腐蚀。
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