趙怡凡

摘 要：本文總結(jié)歸納了現(xiàn)有燃煤火電廠石灰石-石膏濕法脫硫吸收塔內(nèi)防腐材質(zhì)的種類、性能和用途，并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析比較；著重總結(jié)了現(xiàn)有新型防腐涂料的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，并基于現(xiàn)有材料存在的問(wèn)題提出后續(xù)可能的研究方向。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠 濕法脫硫 吸收塔 防腐

中圖分類號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）01（a）-0071-02

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)燃煤火電廠普遍采用的煙氣凈化技術(shù)。為避免煙氣、吸收劑及反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)塔壁的腐蝕和磨損，吸收塔通常需要進(jìn)行防腐，其重點(diǎn)主要體現(xiàn)在防腐材質(zhì)的選擇上，大致分為兩大類：耐腐蝕材料和非金屬材料襯里[1]。

1 常用防腐材料介紹

鎳基合金是目前應(yīng)用效果較好的耐腐蝕塔體材料，該合金具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，良好的加工和焊接性能，無(wú)焊縫開(kāi)裂問(wèn)題，并具有良好的熱穩(wěn)定性，國(guó)際上有使用十多年未出現(xiàn)腐蝕的例子[2]。但鎳基合金的價(jià)格太過(guò)昂貴，大型煙氣脫硫設(shè)備制作成本過(guò)高，因此并沒(méi)有大規(guī)模普及使用，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)一般不再設(shè)計(jì)使用[3]。

脫硫塔設(shè)備中常用的非金屬襯里材料有以下幾種：（1）橡膠襯里，目前常用的為丁基橡膠類產(chǎn)品，一般由工廠預(yù)制后現(xiàn)場(chǎng)安裝，整體性好、致密度高、抗?jié)B性強(qiáng)，且具有耐拉、抗沖刷的優(yōu)點(diǎn)，但耐溫性較差，與硬物和利器接觸容易造成機(jī)械損傷。（2）玻璃鱗片樹(shù)脂，是由玻璃鱗片和樹(shù)脂混合制成的膠泥材料，目前常用的是乙烯基酯樹(shù)脂玻璃鱗片，一般采用現(xiàn)場(chǎng)配置涂敷的安裝方式，其具有抗?jié)B透、耐高溫、耐蝕、易修補(bǔ)等特性，目前已成為我國(guó)脫硫吸收塔防腐的首選材料，應(yīng)用極為廣泛。（3）玻璃鋼，由環(huán)氧樹(shù)脂等耐酸、耐堿、耐高溫材料搭配高強(qiáng)度玻纖制成的復(fù)合材料，與傳統(tǒng)樹(shù)脂材料相比，增加了重量輕、強(qiáng)度大、隔熱好等特點(diǎn)，制品可一次性成型，但對(duì)燃煤機(jī)組配套的大直徑吸收塔而言制作難度較大，易出現(xiàn)加工缺陷。（4）聚脲涂料，是由異氰酸酯組分與氨基化合物組分反應(yīng)生成的一種彈性體物質(zhì)，其基本特性是防腐、防水和耐磨，可在任意表面上迅速固化，即使在極端惡劣的環(huán)境條件下也可正常施工，不產(chǎn)生流掛現(xiàn)象。（5）納米復(fù)合涂料，對(duì)常用的防腐涂料進(jìn)行納米改性來(lái)提高防腐性能，可顯著提高涂料的抗腐蝕、抗?jié)B透、抗熱沖性能，其機(jī)械強(qiáng)度和附著力也有顯著提升，適用于高低溫環(huán)境[4]。

2 現(xiàn)有防腐涂料的缺點(diǎn)

目前濕法脫硫塔大都采用乙烯基玻璃鱗片作為內(nèi)部防腐材料，已有較多成熟的脫硫塔防腐工程案例。但在玻璃鱗片防腐施工和固化過(guò)程中，玻璃鱗片會(huì)釋放出揮發(fā)性可燃?xì)怏w，即使在其防腐施工過(guò)程中采取嚴(yán)格的安全施工措施，也較易發(fā)生火災(zāi)造成安全事故，給脫硫塔的安全施工和運(yùn)行產(chǎn)生影響。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)已累計(jì)發(fā)生脫硫吸收塔失火事故30多起，既造成了重大經(jīng)濟(jì)損失，又延誤了脫硫工程的工期，有的事故甚至造成人員傷亡。從直接原因來(lái)看，是由于交叉施工等管理因素造成的，但實(shí)質(zhì)問(wèn)題在于玻璃鱗片膠泥沒(méi)有阻燃性能，氧指數(shù)過(guò)低，一旦過(guò)火沒(méi)有自熄性，造成防腐層大面積快速著火自燃。

乙烯基玻璃鱗片的基材是乙烯基樹(shù)脂，它是由環(huán)氧樹(shù)脂與甲基丙烯酸經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后溶于苯乙烯得到的，在現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中通過(guò)觸發(fā)乙烯基產(chǎn)生聚合反應(yīng)而達(dá)到防腐的目的。在乙烯基樹(shù)脂玻璃鱗片防腐施工和固化過(guò)程中，玻璃鱗片會(huì)釋放出苯乙烯等揮發(fā)性可燃?xì)怏w，且玻璃鱗片膠泥沒(méi)有阻燃性能，氧指數(shù)過(guò)低，一旦過(guò)火不具有自熄性，因此一旦遇到火星容易發(fā)生火災(zāi)燒塔的安全事故，給脫硫塔的安全施工和運(yùn)行產(chǎn)生影響，既造成了重大經(jīng)濟(jì)損失，又延誤了脫硫工程的工期。

3 新型防腐涂料研究

美國(guó)先進(jìn)聚合涂料（Advanced Polymer Coatings）公司開(kāi)發(fā)了一種新型重度耐腐蝕涂料PowerLINE784（簡(jiǎn)稱784涂料），該涂料的主要成分是熱固性樹(shù)脂，是多反應(yīng)性無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化化合物通過(guò)高交聯(lián)形成高致密度的聚合物，交聯(lián)結(jié)構(gòu)致密，具有優(yōu)異的耐磨蝕特性和耐高溫特性，長(zhǎng)期高溫耐受可達(dá)260℃。在國(guó)外，784涂料已應(yīng)用于濕法脫硫吸收塔、遠(yuǎn)洋運(yùn)輸和化學(xué)工業(yè)等行業(yè)，工程實(shí)例表明，784涂料能有效提高脫硫系統(tǒng)的使用壽命。

為了降低涂料的滲透率，M.Nematollahi和M.Heidarian等[5]人在環(huán)氧樹(shù)脂中加入納米玻璃鱗片和有機(jī)膨潤(rùn)土，并對(duì)混合物的耐腐蝕性能進(jìn)行比較，經(jīng)多種測(cè)試，二者均可有效提高環(huán)氧樹(shù)脂的耐腐蝕性能，并以納米玻璃鱗片的增強(qiáng)效果更佳。Messori等[6]對(duì)乙烯基酯樹(shù)脂及不飽和聚酯樹(shù)脂進(jìn)行改性，利用羥基全氟聚醚與己內(nèi)酯的共聚產(chǎn)物顯著降低了固化物的水?dāng)U散系數(shù)。

徐永祥等[7]人自主研制了一種低收縮劑，并研究了其乙烯基酯樹(shù)脂固化體積收縮率和熱變形溫度的影響，并據(jù)此研發(fā)了低收縮率的耐熱沖擊重防腐鱗片涂料，該涂料經(jīng)多次冷熱循環(huán)均無(wú)開(kāi)裂脫落，有望用于脫硫煙道等重腐蝕環(huán)境。王興鎮(zhèn)以玻璃鱗片優(yōu)化了環(huán)氧-四氟樹(shù)脂體系，并研究出環(huán)氧樹(shù)脂和氟碳樹(shù)脂的比例為3∶7時(shí)涂層具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。

華東理工大學(xué)華昌聚合物有限公司開(kāi)發(fā)了MFE-1、MFE-2、AE-1、W2-1等耐腐蝕性能優(yōu)異的樹(shù)脂品牌。鑒于美國(guó)先進(jìn)制造公司PowerLINE784的優(yōu)異防腐性能，國(guó)內(nèi)的武漢掌聲科技有限責(zé)任公司采用無(wú)溶劑反應(yīng)體系，通過(guò)多反應(yīng)性無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化化合物高交聯(lián)形成高致密度的聚合物，研制了柔性陶瓷防腐材料作為PowerLINE784的進(jìn)口替代品，其防腐性能達(dá)到PowerLINE784的性能指標(biāo)，具有優(yōu)良的防腐性能。

4 結(jié)論

脫硫系統(tǒng)中具有脫硫塔入口的高溫干濕交界面、噴淋層處的高速漿液沖刷界面等多種防腐界面，并存在碳鋼、不銹鋼、雙向合金鋼及玻璃鱗片、襯膠等金屬和非金屬基材，所篩選的阻燃型防腐涂料需要對(duì)不同基材具有強(qiáng)結(jié)合力、接近的膨脹系數(shù)、耐溫及耐溫驟變性，并對(duì)不同界面具有很好的適應(yīng)性。

而大型脫硫塔由于防腐面積巨大，對(duì)施工的合理化銜接要求更高。探討大型脫硫塔作業(yè)環(huán)境下，噴砂等基層處理方法及噴涂、滾涂、刮涂等涂料涂覆工藝等施工工藝對(duì)涂料防腐涂層的阻燃防腐性能的影響，考察涂料固化特性對(duì)其施工工藝的影響。

現(xiàn)有的以乙烯基玻璃鱗片為代表的第三代樹(shù)脂材料不具有阻燃性能，而在此基礎(chǔ)上研發(fā)的改性酚醛樹(shù)脂、柔性陶瓷防腐材料及第四代“有機(jī)-無(wú)機(jī)”多官能團(tuán)交聯(lián)熱固性樹(shù)脂具有阻燃、耐腐蝕、耐磨蝕、耐溫等特性，理化性能優(yōu)異。但交聯(lián)度越高聚合物的脆性也越大，新型材料在提供高致密度從而提高阻止腐蝕介質(zhì)的滲入的能力的同時(shí)，往往又伴隨著脆性過(guò)大等一系列問(wèn)題。今后相關(guān)研究的主要方向應(yīng)為篩選適合的防腐性和耐沖擊、耐磨損、阻燃的涂料，并開(kāi)發(fā)適宜的防腐噴涂工藝，考察涂層厚度對(duì)阻燃防腐性能的影響。

參考文獻(xiàn)

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[7] 徐永祥，李運(yùn)德.低收縮耐熱沖擊重防腐鱗片涂料的研究[J].涂料技術(shù)與文摘，2009（3）：16-20.