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耐尔新产品—烟气脱硫脱硝泵

1、概述

湿法烟气脱硫脱硝泵必须能够承受一定的磨蚀和腐蚀,我公司通过特殊的选材,使脱硫脱硝泵在烟 气脱硫岗位中得以成功应用,旨在向同行推荐一种新的脱硫循环浆液输送设备。 我国是燃煤大国,能源产生和消费以煤为主,煤 炭在我国能源消费中的比例保持在70%左右,这一比 例在短期内难以改变。煤炭消费的80%用于燃烧,而 煤炭燃烧又是大气环境中SO2、氮氧化物、烟尘的主 要来源,尤其是PM2.5,更是造成我国大面积的空气 污染,我国已成为时间上最大的SO2排放国家。为了 达到排放要求,很多电厂、供暖企业相继采用了一些 措施来降低SO2的直接排放,其中大部分企业采用国外比较成熟的石灰石/石膏湿法脱硫工艺。就脱硫脱 硝泵工艺本身来说,其特点决定了该工艺对于脱硫部件及与脱硫介质接触的设备必须具有较强的耐腐耐 磨特性。特别是碳钢制元件在脱硫工艺中带酸性的电解质在潮湿环境中的电化学腐蚀。而非金属材料生 成微电池的电解质成分低,尤其是橡胶,具有较强的耐腐蚀耐磨性能。为了制造出适合电厂脱硫脱硝工 艺中浆液输送设备,我公司在制造脱硫脱硝浆液泵方面总结出一些成功经验。

2、脱硫脱硝泵材料的特殊优化选择

脱硫脱硝泵泵体部件采用铸铁内衬橡胶工艺。橡胶属于半硬胶,类似于汽车轮胎的橡胶,有一定 的弹性,在泵运行时,液体中的颗粒物冲击橡胶表面,橡胶有弹性,起到缓冲作用,对橡胶的磨损很 小,若内衬材质是硬质地,如衬塑泵、合金泵,颗粒冲击时,是以硬碰硬,磨损较严重。
当金属材料作为承压部件,它所衬非金属材料作为防腐部件时,应充分考虑非金属材料与金属材 料的粘结强度。同时,承压部件的自身设计要确保非金属材料能够长期稳定的粘结在金属承压部件上。 在采用内衬软橡胶衬里的工艺上,我公司有成熟的工艺过程来保证,简述如下:首先对HT200铸件的 泵的吸入室和排出体进行内表面清洗处理,以除去铸件内表面上的油污、沙粒,然后采用加温加压模 衬工艺即可将耐磨耐腐蚀橡胶均匀地衬在工件的内表面。由于铸件内表面有许多微坑,非金属涂层的 材料软化后可以沉积到这些微坑里面,形成无数个微嵌点,起到较好的机械结合。一般情况下,根据 脱硫浆液中氯离子浓度的大小和温度的不同,可以采用不同配方的橡胶,但具体加工工艺略有不同。

3、湿法脱硫系统中泵类设备的主要腐蚀因素

湿法脱硫系统内部工作环境十分复杂:固体、液体、气体互相混合、酸碱交融、冷热交替、烟气 中的固态和气态成分、烟气流速、温度以及浆液的pH值、F-、Cl-以及颗粒物体的冲刷和沉积腐蚀等影 响因素众多。
一般火电厂的排烟中含有SO2、NOx、HCl、HF等气体,在吸收塔内烟气与含有CaCO3、Ca(OH)2等物质的吸收剂充分接触,污染物被吸收在浆液中,从而实现烟气的分离,因而脱硫洗涤液中含有H2SO4、 HCl、HF等酸液和Cl-,且含有15%~20%左右的悬浮固体颗粒。所有这些洗涤浆液最终要经过回收系 统通过脱硫循环泵来输送。
由于石灰石浆液和石膏浆液中含有大量F-、Cl-、SO32-、SO42-等离子,以及脱硫系统中洗涤水的 循环使用,这些离子在浆液中逐渐富集,对金属部件的腐蚀磨损严重。尤其是Cl-,它是造成金属孔蚀、 缝隙腐蚀、应力腐蚀、和选择性腐蚀的主要原因,它加快了脱硫污水泵中金属部件的腐蚀破坏。使用 经验证明,当Cl-的含量达到20000×10-6时,一般不锈钢已经不能再使用,而要采用非金属衬里,这 就是我公司脱硫浆液输送泵采用橡胶内衬的原因。

4、国际上同行业制造商的金属防腐材料的选择

根据我公司在脱硫行业的关注,目前美国在电厂脱硫污水中主要选择高镍基合金或者碳钢包裹高镍基 合金板,它性能优越,具有良好的耐温性、耐腐蚀性、耐介质渗透性,并可以保证良好的施工质量,但其 价格昂贵,加工制造需要专用技术和设备,现场施工难度大,不适合中国国情,德国和欧洲等国家多采用 玻璃钢和碳钢内衬橡胶板,特别是在脱硫浆液的输送设备中,这些国家主要采用碳钢内衬橡胶工艺。
目前,我国在该领域中使用的设备防腐材料主要是内衬耐磨耐腐蚀橡胶,这种非金属材料具有良好的耐 热性和化学稳定性,施工简便,价格便宜,已经在国内使用多年,是国内普遍使用的湿法脱硫工艺中的材料。

5、泵的轴封

泵轴封采用特殊材料的K型密封。浆液中一般含有20%~40%的石灰石和石膏等固体,固体颗粒在几 十微米至几百微米之间,同时污水浆液中含有强腐蚀性的H2SO4、HCl、HF等强酸性废液,浆液的pH值 基本在4.5~6.5之间。因为浆液中既含有固体颗粒等磨蚀性介质,又含有酸性腐蚀性介质,脱硫浆液的腐 蚀性是比较强的,因此,选择泵体密封时,一定要慎重选择密封材料和密封形式。主要是为了尽可能减少 泵的泄漏。

6、结论

在电厂湿法烟气脱硫装置中,烟气、浆液以及脱硫污水对于设备的腐蚀可分为下面三个部分:烟道及 换热系统、SO2吸收及氧化系统、吸收剂输送及回收系统中浆液的输送,脱硫浆液泵主要用于吸收剂输送 及回收系统过程中污水的输送。由于前面两个流程中石灰石浆液并不能有效吸收烟气中的SO2,其浓度降 低很小,SO2溶解于水生成硫酸雾,再加上烟气中的HCl、HF生成酸性雾,这些酸雾或者酸液会对与它接 触的设备造成严重的金属腐蚀,而最终这些物质对设备的腐蚀都要体现在脱硫浆液的输送过程中,这就要 求脱硫泵能够胜任工艺要求。综上所述,我公司的泵可以在脱硫脱硝的岗位上广泛应用。

※ 泵选型参数及使用说明参见TFJ系列泵。

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