余热锅炉的低温腐蚀原理

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很多工业炉窑排出的烟气中,常含有一些腐蚀性气体和腐蚀性物质,如硫的氧化物,钒的氧化物,硫酸盐络化物等。这些物质对余热锅炉会产生强烈的腐蚀,严重时,在很短的时间内会使锅炉遭到损坏,这是一个很突出的问题,所以应了解腐蚀的机理,掌握其规律,防止腐蚀的产生,以保证锅炉长期安全、可靠地运。

腐蚀一般分低温腐蚀和高温腐蚀,低温腐蚀的特点是均匀性的腐蚀,它使管壁厚度逐渐减薄以至破裂。高温腐蚀的特点是局部性溃疡性腐蚀,它使管子因管壁穿孔而破坏。

低温腐蚀产生的机理当进余热锅炉的烟气中含有较多二氧化硫时,其中一部分会进一步转化为三氧化硫,并与烟气中永蒸汽结合生成硫酸。当锅炉受热面壁温低于所生成的硫酸露点时,硫酸就在管壁上凝结而产生虧蚀,这就叫低温腐蚀。

除三氧化硫外氯气和二氧化硫等也会产生低温腐蚀。但它们都发生在烟中水蒸汽的露点以下,因露点温度很低,在杂热锅炉中可不予考虑。

低温腐蚀的速度是很惊人的,遣成的后果也是严重的。如某厂铜反射炉上的水冷闸门,其腐蚀速度每月达1毫米。再如在上迟反射炉的|:升烟道中,曾安装蒸发量为8时压力为2~4公斤/厘米2的余热锅炉,运行不到一年也因腐蚀而报废。因此很有必要了解清楚腐蚀的原因和规律。

(1)三氧化硫的生成:烟气中三氧化硫生成的机理极其复杂。一般认为,一部分是在工艺生产过程中产生的,一部分是在烟道和余热锅炉中产生的。

a.在L艺生产过程中,主要是原子氧的作用而生成三氧化硫。而原子主要是在燃烧反应中形成的。如CO+02→>CO2+O、H+O2>OH +o。这些原子氧很活泼,容易将二氧化硫氡化成三氧化硫。据测量,当燃烙越剧烈时,火焰中心的温度就越高,火焰中心氧原子的浓度就越大,所形成的三氧化硫也就越多。但当短焰燃烧时,火焰末端的温度很高,在火焰中心生成的三氧化硫又多被分解,因此所剩的也就很少了。另外当长焰燃烧时,火焰末端的温度不高,在火焰中心生成的三氧化硫将较多地保存下来。 

另外,氧分子、二氧化碳及金属氧化物,在炉子高温辐射下,其中一部分也会分解出原子氧使二氧化硫氡化成三氧化硫。

在工艺生产过程中,如处理的物料中含有硫酸盐时,也会直接分解生成三氣化硫。生产实践证明,当处理含碗物料时,在高温烟气中,往往含有一定量的三氧化硫。如重有色金属硫化矿火法冶炼时,所生成的高温焖气中含三氧化硫一般占二氧化硫量的3~5%。

2)在余热锅炉中,在催化剂的作用下,烟气里的二氧化硫会有一部分转变成三氧化硫。催化剂主要有,三氧化二铁、三氧化二铝、五氧化二钒、烟尘、二氧化硅等。