濕法煙氣脫硫(FGD)是當今電力、鋼鐵行業及其他燃煤鍋爐控制二氧化硫排放的措施中應用最多、最成熟的工藝。但是濕法脫硫系統由于其工藝特點普遍存在腐蝕等問題,因此FGD系統對材質的耐腐蝕、耐磨、耐高溫等性能要求很高。玻璃鋼復合材料的優良性能使其在FGD系統中逐漸嶄露頭角。特別是20世紀70年代初期,隨著酚醛環氧乙烯基酯樹脂的開發及大直徑玻璃鋼纏繞技術的問世,玻璃鋼復合材料在吸收塔、煙囪和煙道等脫硫裝置得到廣泛推廣和應用。
1 吸收塔
吸收塔是濕法煙氣脫硫(FGD)系統中用來脫除SO2的主要設備,是FGD系統的核心部分,在運行過程中會受到嚴重的腐蝕和沖刷。通常,吸收塔入口煙氣溫度可高達160~180℃,而出口煙溫較低,為55℃左右,處于露點以下,燃煤煙氣中所含的SO2、NOx、HCl、HF等氣體與水反應易生成腐蝕性液體。
應用玻璃鋼復合材料制造的吸收塔,耐腐蝕、強度高、重量輕、體積小、整體性強,并且運輸、安裝和維修都較方便。玻璃鋼吸收塔的本身重量較輕,比重僅為1.5~2.0,是碳鋼的1/4~1/5,施工周期短。塔體成型后,不存在因腐蝕穿透而造成的漏水、漏氣的情況,使用壽命通常在20年以上。
2 煙囪
煙囪是FGD系統中的重要構筑物。根據相關標準及規范,其應滿足結構設計基準期50年和工藝系統設計壽命30~35年的要求。雖然經過濕法脫硫后煙氣中二氧化硫含量大大減少,但是煙氣濕度增加,溫度也降低,容易在煙囪內壁凝結成露,形成腐蝕性更強的稀硫酸液。脫硫煙囪防腐出現問題將會危及煙囪結構安全導致機組被迫停爐,從而對企業經濟及社會經濟效益造成嚴重損失。
實踐表明,目前工程中常用的方案,如耐酸磚內襯改進型鋼筋混凝土煙囪、磚內套筒煙囪、內壁附加防腐涂料、膠泥、塊材或合金材料的鋼內筒套煙囪等,這些方案有20%左右會出現開裂、沖刷、脫落或酸液滲漏等問題;個別工程投運2個月后即開始脫落,對鋼內筒造成嚴重腐蝕;有的脫硫改造單筒煙囪工程項目投運后僅4個月,酸液就沿煙囪外筒壁滲漏。
2.1 全玻璃鋼煙囪
由于上述方法都難以完美解決濕煙囪的腐蝕問題,在目前新建的脫硫工程中煙囪多采用全玻璃鋼制作,玻璃鋼復合材料質量輕、強度高、耐化學腐蝕、絕緣隔熱、耐瞬時高溫燒蝕、強度和形狀可設計性強等優點,使玻璃鋼煙囪不僅能達到防腐耐溫的效果,又便于制作、運輸及安裝。
近年來,濕法脫硫的“煙塔合一”技術在國內嶄露頭角。該技術在上個世紀八十年代初期由德國開發,目前已在國內的許多電廠投入使用,如遼寧大唐國際錦州熱電廠、河北三河電廠、天津國電東北郊熱電項目等新建機組均采用煙塔合一技術進行脫硫后實現低溫煙氣的排放。該技術對排煙冷卻塔煙道選材提出更高的要求。
某煙氣脫硫工程的玻璃鋼煙囪,該系統采用“煙塔合一”技術,煙囪直徑3m,煙塔總高30m,煙囪與吸收塔以法蘭對接。