电子束烟气脱硫装置中混凝土烟道的防腐蚀.doc

电子束烟气脱硫装置中混凝土烟道的防腐蚀 电子束烟气脱硫装置中混凝土烟道的防腐蚀 贾义.陈伟华.黄骏.杨睿戆.王保健 (1.四川恒泰环境技术有限责任公司,四川绵阳621900; 2.中国工程物理研究院环保工程研究中心,四川绵阳621900) [摘要]为了防止电子束烟气脱硫脱硝(EA—FGD)装置中各种腐蚀介质对混凝土烟道的侵蚀,保证装置的安 全.采用环氧树脂和乙烯基酯树脂配合各种功能填料对混凝土烟道进行内衬防腐蚀试验.经过两年多的运行考核, 内衬防腐蚀层保持完好,混凝土没有被腐蚀的迹象,保持了原有的力学性能.试验结果表明,环氧树脂和聚乙烯基酯 树脂与各种功能填料配合使用能较好地抵御烟道腐蚀介质的侵蚀,达到保护混凝土烟道的目的. 【关键词]防腐蚀;混凝土;树脂;烟气脱硫 [中图分类号]TGI723[文献标识码]B[文章编号]1001—1560(2004)04—0042—02 0前言生腐蚀. 在电子束氨法烟气脱硫脱硝(简称EA—FGD)工艺中,1.2腐蚀机理 高能电子束照射烟气时会在装置中产生轫致辐射.为了防 止轫致辐射对人体的伤害,一般采用混凝土结构对射线进 行屏蔽.EA—FGD装置在运行过程中,烟气中的酸性气体, 水及脱硫脱硝副产物(NH)SO,NHNO等将对混凝土烟 道产生严重的腐蚀,造成混凝土结构的腐蚀粉化,疏松,开 裂,剥落,使构筑物强度降低,使用寿命缩短,直接影响装置 的安全生产.为此,对其进行了研究. 混凝土结构腐蚀的原因 1.1腐蚀介质 (1)辐照反应器入口处烟气组分(湿基): 11.9%～11.6%CO2,11%～l3%H2O,5.6%一5.8% O2,71.4%一69.8%N2;在标准情况下SO24200mg/m, NOx1200mg/m,粉尘200mg/m. (2)辐照反应器出口处烟气组分(湿基): 11.12%CO2,12.18%H2O,6.17%O2,70.47%N2, 0.042%NOx,0.013%SO2,0.005%NH3,副产物5947 mg/m. (3)副产物组分: 93.02%(NH)2SO,4.98%NHNO,2%锅炉飞灰. 此外,烟气中还存在痕量组分(标准情况下):SO10— 50mg/m,HC11—20mg/m,HF1～10mg/In. 在EA—FGD装置正常运行时,烟气温度(60～80℃)在 硫酸露点温度以下,烟气中的酸性气体与水蒸气结合成酸 雾,凝结成酸液附着在混凝土烟道内壁.副产物中的NH NO和(NH)SO吸收烟气中的水分后黏附在烟道内壁,进 而溶解在烟道内壁上的酸液中.这种含有各种腐蚀介质的 溶液将沿着混凝土的毛细孑L渗入到内部,对混凝土烟道产 [收稿日期1.2,1混凝土的腐蚀 在EA—FGD装置混凝土烟道中,混凝土的腐蚀按形态 分类主要是分解型腐蚀和膨胀型腐蚀.烟气中的酸性气体 SO,,HC1,SO,CO,NO等溶解在水中可以达到很高的酸度 (pHlt;2).这时溶液中的H与水泥石中的OH一结合成为 水,使水泥石中的ca(OH)分解,从而破坏水泥石的稳定 结构,使混凝土强度降低,粉化,脱落.副产物(NH)SO 溶解在水中会引起混凝土的膨胀型腐蚀,其主要的破坏性 化学反应为:Ca(OH)2+(NH4)2SO4一CaSO4?2H2O+ NH3,结晶后体积膨胀2倍;3CaSO4+4CaO?A12O3? 12H20--*3CaO?A12O3?3CaSO4?31H2O+Ca(OH)2,结晶 后体积增大2.5倍.当烟气湿度发生变化时,腐蚀产物从 溶液中结晶析出,对混凝土产生很大的内压力,使混凝土开 裂,剥落.副产物中的硝酸铵极易吸湿溶解渗入混凝土结 构内部,对混凝土产生严重的腐蚀分解作用,并生成新的物 质,随后又与水化硅酸钙起反应或直接与硅酸钙起作用而 解体. 混凝土解体届,生成Ca(NO,)及Ca(NO,)-SiO,氨 挥发,水泥石完全丧失了胶凝作用,成松散絮状体物质或泥 浆状的解体物. 1.2.2钢筋的腐蚀 混凝土中的水泥石在酸性气体和副产物的侵蚀作用 下,混凝土内部的强碱性环境遭到破坏,pH值不断降低. 当pH值小于11时,混凝土失去了对钢筋的保护功能,钢筋 表面的钝化膜遭到破坏,钢筋因此被腐蚀.钢筋的腐蚀产 物一般为Fe(OH)3,Fe(OH)2,Fe3O?H2O,Fe2O3等,其体 积比原金属体积增大2—4倍,对混凝土保护层产生巨大的 辐射压力,其数值可达30MPa,使混凝土保护层沿着锈蚀 的钢筋形成裂缝.这些裂缝将进一步成为腐蚀介质渗入混 凝土和钢筋的通道,加速混凝土和钢筋的腐蚀,最终使混凝 土构件丧失承载能力. }0挚』 电子束烟气脱硫装置中混凝土烟道的防腐蚀 2混凝土烟道的防腐蚀施工 2.1表面处理 混凝土结构的强度等级不宜低于C20,表层应平整,在 2