湿法脱硫后烟气酸露点变化和烟气腐蚀性评价

湿法脱硫后烟气酸露点变化和烟气腐蚀性评价

杨彦,李进,王俊

(北京交通大学 市政与环境工程系)

[摘要]:火力发电厂安装了的湿法烟气脱硫装置降低了烟气温度,使尾部设备遭受严重的低温腐蚀,对电厂的安全运行造成巨大挑战。烟气酸露点是低温腐蚀的重要参数,本文总结了影响烟气酸露点的关键因素,回顾了目前国内外存在的烟气酸露点的计算方法,并从中找出适合计算脱硫前后烟气酸露点的公式,针对某电厂实际燃用煤种和运行工况,对烟气中SO2、SO3和含湿量进行了试验测定,从而获得公式中含有的参数,计算出烟气脱硫前后的酸露点,基于两相分馏原理分析了酸露点的变化规律,利用改进的烟气腐蚀等级评价指标评价了脱硫后烟气的腐蚀特性,同时分析烟气再热装置(GGH)对酸露点和尾部设备腐蚀的影响。以期对火电厂的安全运行有一定的指导作用。

[关键词]:酸露点;湿法脱硫;低温腐蚀;冷凝酸液;

1.引言

空气中常含有一定量的水蒸气,在它与冷面接触时,如果冷面温度与空气中水蒸气的分压PH2O相对应的饱和温度相等或更低时,空气中的水蒸气就会部分地凝结在冷面上,所谓结露现象。火电厂燃料中的硫燃烧后生成SO2,其中一小部分在过氧燃烧和飞灰存在催化剂的作用下还会再氧化成SO3,烟气中SO3气体会与烟气中的水蒸气结合为硫酸蒸汽。烟气中有硫酸蒸汽存在时,考虑了烟气中硫酸蒸汽的露点称为烟气的酸露点。

低于烟气的酸露点时,含硫烟气中的水蒸气和SO3结合成的硫酸会凝结在受热面上,严重地腐蚀受热面。这种因蒸汽凝结而腐蚀的现象称为低温腐蚀,也称为结露腐蚀现象。

清洁、高效地利用煤炭,走电力增长与环境协调发展的道路,

放的硫氧化物的控制。与此相关的锅炉设计、烟气脱硫、尾部受热面的改造等都离不开对烟气酸露点的计算测量,同时电厂尾部装置(尾部烟道、GGH和烟囱)低温腐蚀的发生严重电厂安全稳定的运行。因此需要对于脱硫后烟气腐蚀性变化和冷凝液凝结规律进行研究和分析。

2.烟气酸露点的影响因素和计算方法

2.1酸露点的主要影响因素

酸露点温度是低温腐蚀的关键参数,同时也受到许多因素的影响。烟气作为含有多种成分的混合气体,各种成分对于酸露点都可能有影响。石丽国[1]等认为烟气中

H2O和SO3是可能影响烟气露点的温度的几个因素,有研究人员对在不同水蒸气分压力下SO2浓度与露点温度的关系进行了实验研究,所得结果是在一个相当大的浓度范围内对露点温度影响很小,其波动范围不会超过1K,同样对于HCl与露点温度关系的研究结果显示HCl对露点温度的影响作用小于SO2的影响。

王凤平[2]等通过Gibbs相律研究了SOx-NOx-COx-H2O组成的混合烟气体系的自由度,认为烟气的酸露点温度是酸凝结速率与酸蒸发速率相等时的烟气温度。通过

SOx-NOx-COx-H2O混合烟气体系的热力学分析可知,混合烟气体系的露点温度与体系中组分当受热面的温度SO2、Gibbs相律对含有HCl、SO2这就是 离不开对电厂燃煤锅炉排

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