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玻璃钢在FGD装置中的应用

来源: | 发布日期:2021-05-19

烟气脱硫(Flue gas desulfurization,简称FGD),具有介质腐蚀性强、处理烟气温度高、SO2吸收液固体含量大、磨损性强、设备防腐蚀区域大、施工技术质量要求高、防腐蚀失效维修难等特点。今天南通富凯为你阐述玻璃钢在FGD装置中的应用。

一、概述

玻璃纤维增强塑料,也称玻璃钢 (FRP或 GRP),用于制作烟气脱硫装置始于20世纪70 年代初,尤其是酚醛环氧乙烯基酯树胎的开发,针对烟气脱硫要求的试验研究,以及大直径玻璃钢缠绕技术的问世,使玻璃钢脱硫装置得到较为广泛的应用。自从1972 年起,采用乙烯基酯树脂做成的玻璃纤维增强塑料在许多湿法脱硫系统中获得了成功应用。

二、玻璃钢的优点

玻璃钢是发展较早的一种复合材料,具有十分明显的性能特点。与金属材料或其它无机材料相比,它重量轻、强度高、电绝缘、耐瞬时超高温、传热慢、隔音、防水、易着色、能透过电磁波,是一种兼具功能和结构特性的新型材料。

(一)优良的耐腐蚀性能

玻璃钢的耐腐蚀性,主要取决于树脂。随着合成技术的不断进步,树脂的性能也在不断提高,尤其在二十世纪六十年代乙烯基酯树脂的诞生,进一步提高了玻璃钢的耐腐蚀性能、物理性能以及耐热性。事实上,用乙烯基酯树脂做成的玻璃钢成功地用在比湿法脱硫系统环境更苛刻的环境,已经有很长的历史。表1是几种材料的耐腐蚀性能比较。

表1 几种材料的耐腐蚀性能比较

材 料

硫  酸

氯 酸 盐

盐  酸

317L

<5% 25

不  耐

不  耐

玻璃钢

30% 95

37% 82

所有浓度 100

高镍合金

30% 95

5% 82

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(二)耐热性能

在湿法脱硫工艺过程中,煤被加热至1000℃而产生的CO2、H2O和各种过热酸气等产物,通过热交换时,烟气温度降至200℃左右,再经过集液器和吸收塔,温度进一步降至80℃左右;由此高低温转变是必须考虑的一个问题,因为混合气体在进口的温度范围为160℃~180℃,系统中的部件又要承受临时的高温急冷骤变,潜在的热破坏和产生的高腐蚀性等要求,固使用者会选用如高镍合金C-276 这样昂贵的结构材料以满足及延长使用寿命要求。

玻璃钢在FGD装置中的应用

湿法烟气脱硫系统采用玻璃钢替换高镍合金材料,是因其具有极好的耐腐蚀性,且造价低,同时还可避免热震引起的热破坏和分层。当然,不同类型的玻璃钢,其耐热性能相差很大。

用乙烯基树脂制成的玻璃钢层合板保留了绝大部份抗弯强度,高的延伸率导致它具有极好的抗冲击性能和对温差、压力波动、机械振动的适应范围更大,用乙烯基酯树脂制成的玻璃钢已成功地替换了因热应力和机械应力产生裂缝的湿法脱硫系统的烟囱衬里。乙烯基酯树脂玻璃钢做成的脱硫塔,可用于更高的温度,寿命更长,也更可靠。

玻璃钢的长期使用温度取决于树脂基体的玻璃化转变温度(Tg)和热变形温度(HDT)。双酚A环氧乙烯基酯树脂的 HDT高于105C,酚醛改性环氧乙烯基酯树脂的 HDT高于145℃。

(三)耐磨蚀性能

在腐蚀环境中玻璃钢的耐磨性能优于钢材,为提高玻璃钢的耐磨性,可以在树脂基体中加入适当的填料。

1987 年,位于德国 Weisweiler 的 RWE 火电厂采用石灰-石灰石湿法脱硫工艺、石灰水中固体物含量约15%,洗涤塔和输送石灰浆液的管道均为玻璃钢,由于在树脂中加入填料,有较好的耐磨性能。至今使用良好。

三、玻璃钢在湿法脱硫系统中的应用

国外的研究资料表明,据国外资料介绍,由于玻璃钢具有耐化学腐蚀且价格低的特点,故已成功地应用于湿法烟气脱硫系统。根据设备的尺寸和类型、玻璃钢的造价约是高镍合金造价的1/3。直径4米的玻璃钢吸收塔造价仅是用高镍合金包覆吸收塔的一半。

由于玻璃钢耐化学腐蚀而且造价比高镍合金低,所以许多湿法脱硫系统装置使用玻璃钢已取得了很好的效果,例如,据国外资料介绍,玻璃钢已在湿法脱硫系统的以下方面获得了成功应用:

1、吸收塔塔体

2、石灰溶解槽

3、集液器、除雾器

4、浆液输送管路 (包括喷淋管)

5、烟道

6、烟囱 

7、湿法烟气脱硫装置有许多采用玻璃钢洗涤塔塔体,这些玻璃钢大多数选用乙烯基酯树脂,例如在德国的一家工厂,有几台洗涤塔经长期使用已获得巨大成功,使用者认为玻璃钢重量轻、耐腐蚀、比合金材料造价低。

四、结语

(1)玻璃钢具有价格竞争优势。经过合理的设计、制造和安装,将其用于湿法烟气脱硫系统的构件或整套装置中,具有明显的经济效益。

(2)玻璃钢烟囱及衬里使用寿命长,运行可靠,国外已有成功应用的实例。

(3)用酚醛环氧型乙烯基酯树脂做成的玻璃钢。层合板具有良好的抗热震性,可以避免在200℃的热震条件下产生分层。

(4)用酚醛环氧型乙烯基酯树脂做成的玻璃钢可以在200℃左右的烟气中长期连续运行。

(5)玻璃钢是各向异性材料,其优良的性能来自合理的设计、正确的选材和严格的生产工艺控制,因此,用于湿法烟气脱硫系统的玻璃钢在材料选择和工艺方面有专门的要求。

(6)烟囱内衬如发生局部损坏或存在局部缺陷,可用玻璃钢进行修复。

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【本文标签】 FGD

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