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能 源 化 学 与 环 境 能 源 化 学 与 环 境 本次课程主要讲述内容 以燃煤电厂湿法烟气脱硫系统（WFGD）为例： 了解WFGD系统的组成； 分析系统的腐蚀机理和腐蚀形态； 材料防护措施； 防腐材料的经济评价； 湿法烟气脱硫（WFGD） A电厂WFGD系统流程 B电厂WFGD系统流程（2炉1塔） 一、WFGD系统的物相分析 （1）除尘后的高温烟气中含有水汽、SO2、SO3、HCl、HF、NOx等酸性气体和粉尘颗粒； （2）喷淋浆液中含有大量石膏晶体和石灰石颗粒。 析 氢 腐 蚀 露点（Dew Point）：空气湿度达到饱和时的温度。 水蒸气的露点↓ 烟气露点↑70.5~90℃ 经湿法脱硫后的烟气 露点腐蚀—析氢腐蚀 脱硫烟气湿排 镍基合金 丁基橡胶衬里 玻璃钢（FRP）衬里 玻璃钢是以合成树脂为基体，以玻璃纤维制品作增强材料制成的； 优点：它质轻而硬、防腐性能好；是制作管道法兰阀门的好材料。 缺点：使用温度在120℃；非标件的模具难觅；易产生加工缺陷； 多用在温度相对较低的液体输送管道中。 玻璃鳞片树脂衬里 此项技术是80年代初在树脂涂层基础上发展起来的。 在日本、美国和中国得到了广泛应用。 它是以一定片径（0.4mm~2.4mm）和一定厚度（6μm~40μm）的玻璃鳞片为骨料，以耐蚀树脂作成膜物质，再加上各种添加剂组成的厚浆性涂料；也称鳞片胶泥。 将其涂抹或喷涂于金属表面即成为防腐涂层。 优越的抗渗透性 鳞片胶泥含有10~40%片径不等的玻璃鳞片； 扁平型的玻璃鳞片在树脂连续相中呈平行重叠排列，具有迷宫效应： （1）腐蚀介质的屏障； （2）大大延长了腐蚀渗透距离。 玻璃鳞片阻隔基体缺陷 平行排列的玻璃鳞片将树脂分割，孤立基体缺陷，有效抑制了腐蚀介质在基体连续相中的快速扩散。 玻璃鳞片衬里的特点 （1）抗渗透性、耐蚀性、耐磨性、耐热性都较好； （2）价格有优势； （3）施工快，易修补； 已成为WFGD系统防腐的首选技术。 在发达国家，其材料及施工技术已完全标准化，有的已安全使用10年以上。 结 晶 腐蚀 防腐材料的经济评价 工程造价： 耐蚀塑料和玻璃鳞片树脂最低，镍基合金材料最高。 检修维护费用： 镍合金材料比衬里低，30年不大修； 而橡胶和鳞片树脂衬里约5年内免修，8年需重衬。 长周期寿命成本：不同腐蚀区域，防腐材料的寿命成本不同。 本次课程内容小结 腐蚀是WFGD系统中存在的一个严重问题。 腐蚀机理涉及：化学腐蚀与电化学腐蚀 （吸氧和析氢腐蚀） 腐蚀形态涉及：点蚀、缝隙腐蚀、磨蚀和应力腐蚀 应根据不同区域的腐蚀特性，选择不同的防腐材料。 对防腐材料进行经济评价，在投资和维护费用方面找到平衡点。 燃煤电厂烟气脱硝脱碳技术及发展趋势 氮氧化物污染控制 1. 氮氧化物的性质及来源 2. 燃烧过程中氮氧化物的形成机理 3. 低氮氧化物燃烧技术 4. 烟气脱硝技术 1. 氮氧化物的性质及来源 NOx包括 N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在（污染的主要成分） NOx的性质 N2O：单个分子的温室效应为CO2的200倍，并参与臭氧层的破坏 NO：大气中NO2的前体物质，形成光化学烟雾的活跃组分。 1952年，洛杉矶上空笼罩在浅蓝色的烟雾之中，这是在强烈阳光照射下，污染物发生的化学反应；之后日本、英国、德国、澳大利亚先后出现过光化学污染，我国兰州、上海也发生过类似的光化学烟雾事件。 NO2：强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降 1. 氮氧化物的性质及来源 NOx的来源 1、固氮菌、雷电等自然过程（5×108t/a） 2、人类活动（5×107t/a） 燃料燃烧占 90％ 95％以NO形式，其余主要为NO2 2. 燃烧过程NOx的形成机理 形成机理 燃料型NOx 燃料中的固定氮生成的NOx （1%） 热力型NOx 高温下N2与O2反应生成的NOx 瞬时NO 低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO NOx的形成 3. 低NOx燃烧技术原理 控制NOx形成的因素 空气－燃料比（空气过剩系数α） 燃烧区温度及其分布 后燃烧区的冷却程度 燃烧器形状 4. 烟气脱硝技术 脱硝技术的难点 处理烟气体积大（10万千瓦机组2Mm3/h） NOx浓度相当低（400～660mg/m3） NOx的总量相对较大 GB 13223-2011 火电厂大气污染物排放标准 4.1 选择性催化还原法（SCR） 催化剂：贵金属、碱性金属氧化物（固体） 还原反应：NH3提