石油化工加热炉燃烧的燃料有瓦斯和重油。两种燃料含有硫或硫化氢。引风机入口是来自热管加热器出口的烟气,设计温度为160℃,实际使用温度为130℃左右。由于烟气中含有大量的二氧化硫气体,对引风机壳体及叶轮腐蚀比较厉害。使用不到半年壳体便出现点蚀和大面积减薄,使用不到一年壳体便报废。
引风机壳体为碳钢,型式为蜗壳状的。烟气中含有N2、O2、H2S、HCl、CO2。根据对腐蚀垢物分析,其中:Fe 46.75%、Al 16.13%、S 15.79%、Si 15.63%、Ca 4.04%等物质,且该结垢物PH值1~2(属强酸物质)及易溶于水的特点,所以对碳钢的金属表面容易发生露点腐蚀.
腐蚀原因如下:
⑴腐蚀介质产生 烟气露点腐蚀是指加热炉的燃油或燃气中含有硫,当含硫燃料燃烧时,硫的化合物发生分解,生成气态硫或二氧化硫,反应式如下: H2S +3/2O2 = SO2 + H2O 3H2S +3/2O2 = 3/2S2 + 3H2O 由于燃烧室中有过剩的氧气存在,所以又有少量的二氧化硫再与氧化和成三氧化硫,见下式: 2SO2 + O2 = 2SO3 在高温烟气中的三氧化硫气体不腐蚀金属,但当烟气温度降到400℃以下,三氧化硫将与水蒸汽化合成稀硫酸,反应如下: SO3 + H2O = H2SO4 当稀硫酸凝结到金属表面是就会发生低温硫酸腐蚀。与此同时,凝结在低温受热面上的硫酸液体,还会与气态硫和粘附烟气中灰尘形成不易清除的糊状垢物,增加了热阻,使壳体表面温度更低,进一步促使冷凝液的形成,如此循环,垢物越积越多,便构成了电化学的垢下腐蚀。
⑵ 金属表面腐蚀 由于烟气中产生大量的酸性物质,对金属表面是“酸的再生循环”作用。碳钢在含有二氧化硫的湿气(烟气)中生锈被认为是“酸的再生循环”作用。按照这个概念,二氧化硫首先被吸附在金属表面上,由二氧化硫、铁和氧形成硫酸亚铁。然后硫酸亚铁水解形成氧化物和游离的硫酸。硫酸又加速腐蚀铁,所得的新鲜硫酸亚铁再水解生成游离酸,如此反复循环。
反应过程如下: Fe + SO2 + O2= FeSO4 4FeSO4+ O2 + 6H2O = 4FeOOH + 4H2SO4 4H2SO4 + 4Fe + 2O2 = 4FeSO4 + 4H2O
当有二氧化硫存在时对碳钢腐蚀比较快的。 该种条件可以采用高分子涂料涂层来解决。 根据腐蚀情况分析并结合引风机的实际腐蚀情况,一般选用ZS-711无机防腐涂料进行防腐保护。要求材料抗渗透性强、抗腐蚀性高、抗垢性好、耐温性好、耐水性好。
ZS-711无机陶瓷防腐涂料耐温400℃,采用互穿聚合物网络结构防腐技术。以硅氧基 —Si—O—Si— 键为基础,嫁接有机烷基侧链作为辅佐,再以羟基为端链螯合而成的具有IPN结构的无机聚合物,表面成膜致密光滑,在有效防氯离子渗透腐蚀的同时还能阻止管道内的酸腐蚀。
ZS-711无机陶瓷防腐涂料长效耐腐蚀效果优异,在实验室人工加速耐盐雾测试下可做到4000小时以上,在含二氧化硫和氯的高炉煤气管道中起到阴极保护和惰性涂层防护双重功效,使用寿命长达10年之久。