除尘器锥体脱硫-脱硫除尘器的磨损问题及措施

发布日期:2023-02-03 14:49:31
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脱硫除尘器的磨损问题及对策

燃煤锅炉是我国主要的热力设备,占一次能源的76.3%,9%的SO2排放来自燃煤。燃煤产生大量的烟气和SO2,可导致酸雨的形成,对生态环境造成严重影响。中国的大气污染表现为大量燃煤造成的煤烟污染。过去处理锅炉烟气多采用旋风除尘器、静电除尘器和布袋除尘器,但这仅局限于烟气中粉尘的处理,没有考虑SO2的处理,造成大量SO2排放和严重的酸雨污染,给我国经济造成巨大损失。脱硫除尘一体化、粉尘控制和SO2排放控制已成为我国环保工作的重要课题。

湿式旋风脱硫除尘器是一种脱硫除尘装置,是一种将湿式吸附脱硫和除尘相结合的技术。但由于设备工作环境恶劣,一方面除尘器内壁受到高速含尘气流的强烈冲刷,导致外壳磨损严重;另一方面,脱硫剂和脱硫剂与SO2反应的产物对除尘器造成严重腐蚀。成为该技术推广应用的关键。为此,对设备的腐蚀和磨损进行了探讨,并提出了相应的措施。

采用湿式吸附脱硫除尘技术,由文丘里管、旋风分离器、渣水分离器、加药系统等组成。含尘烟气进入文丘里管内的减速器,气流速度逐渐增大。在喉部,气流速度更高。在高气流的冲击下,从计量箱喷入的脱硫剂被雾化,气液相在喉部充分混合,从而:

1)脱硫剂与二氧化硫气体充分接触,发生加成反应,脱除烟气中的二氧化硫;2)脱硫剂与水滴不断碰撞,凝聚颗粒和凝聚尘粒进入旋风除尘器进一步脱硫除尘。

从脱水除尘器下端排出的粉尘、炉渣和水的混合物通过渣水分离器与水分离,炉渣从旋风分离器的下部排出到渣车,渣车将炉渣运走。水流入循环水箱,然后由水泵注入脱硫除尘器。将含有剩余脱硫剂的水注入脱硫除尘器的喷嘴进行二次脱硫,既不会浪费水,又能充分利用脱硫剂,降低脱硫剂的成本。

该除尘器应用于某大学4t/h锅炉的烟气处理,运行中不断喷入碱性脱硫剂。考虑到集尘器的腐蚀,要求厂家采用不锈钢。从实际运行来看,性能稳定。用5目双飞粉测:总除尘效率为;经过两级脱硫后,脱硫效率在7%左右。能耗低,系统总压损失为12~13 pa;;脱水性能好,引风机后管无水,对风道无腐蚀。但连续运行8个月后,出现了损坏的现象:在距离除尘器锥体焊缝边缘约1mm处与气流相对的一侧出现了一条宽5 ~ 1mm、长3~4mm的裂纹,粉尘从裂纹中喷出。当时的应急处理是补焊。两个月后,在距离锥形焊缝边缘5~7mm处的补焊下缘出现了宽3~7mm、长25~3mm的裂纹。吸尘器不得不停止运转。

损坏原因分析

1.目视检查和分析

除尘器停止运行后,筒体上未发现裂纹,筒体内壁被磨刷锈蚀,未发现坑蚀。与气流正对的焊缝边缘有一条细长的大裂纹,裂纹中的断口呈脆性。微观分析表明,断口附近有许多裂纹,裂纹形状复杂,呈分叉状。锥体底部裂纹附近有内部点蚀,锥体其他部位有刷蚀痕迹,比筒体内壁更明显,但未发现点蚀。中锥萃余液的pH值为7.5 ~ 8.2,呈弱碱性。初步得出锥体损坏的原因:①在高速含尘气流的作用下,灰尘越靠近除尘器内壁,磨损越严重;②残留液体对除尘器内壁的腐蚀。

2.分析和讨论

(1)从除尘机理分析:含尘气流从进气管沿切线方向高速进入除尘器,在圆筒和锥体内旋转。当气流向下旋转时,它进入圆锥体。随着锥体半径的减小,气流速度在增加,气流中的尘粒对锥体的冲击和磨损也在增加。

(2)从不锈钢材质分析:考虑到除尘器工作环境恶劣,腐蚀性强,选用2mm厚的1Cr17Ni2不锈钢。虽然这种不锈钢易受局部腐蚀,但它对应力腐蚀很敏感。

(3)从焊接工艺分析,1Cr17Ni2不锈钢焊接性差,空冷条件下焊后为马氏体组织,有硬化倾向,焊后残余应力大,易开裂。特别是当不锈钢表面出现微小凹坑时,会产生细长的裂纹,裂纹迅速蔓延,短时间内造成严重的破坏。

为防止应力腐蚀开裂的发生,回火是必要的,但如果回火温度控制不当,也会影响硬度,回火温度会影响钢的硬度。随着温度的升高,硬度迅速增加,当达到15~11℃时,硬度达到较高水平,这是zui佳的淬火温度。这是因为随着温度的升高,未熔化的碳化物逐渐熔化,增加了淬火马氏体中的碳含量。马氏体中碳含量的增加使硬度增加,阻止裂纹扩展。当温度超过1℃时,由于显微组织中铁素体的增多和残余奥氏体的出现,淬火后的硬度下降。这是因为淬火后过高的加热温度使大量的碳和合金元素溶解在奥氏体中,增加了稳定性。另一方面,铁素体在高温析出时,奥氏体的合金元素,尤其是起稳定作用的元素相对增加,马氏体相变点降低。所以残余奥氏体的测量增加,残余奥氏体会分解转化为渗碳。在焊接过程中,生产厂家没有进行良好的焊后热处理,导致焊缝边缘产生较大的残余应力,降低了硬度、锥度和耐磨性,导致焊缝边缘断裂。

综上所述,湿式旋风脱硫除尘器的损坏是由于高速含尘气流对锥体的冲刷磨损和不锈钢的应力腐蚀造成的。当腐蚀和磨损同时作用时,由于腐蚀和磨损的相互作用,腐蚀和磨损的总量不等于纯磨损和纯腐蚀的简单叠加。

措施

根据以上损害分析,提出以下综合措施。

1.集尘器的内壁有衬里并涂有油漆。

1)涂料的选择。涂料的原料能经受长时间的粉尘侵蚀和高温,同时与除尘器内壁有很强的结合力。以石英砂为骨料,矾土熟料细粉为掺合料,矾土水泥为粘结剂,制备矾土水泥石英砂涂料。

2)涂层固定在吸尘器的内壁上。为了使油漆与吸尘器内壁连接牢固,防止脱落成碎片,在油漆前在吸尘器内壁增加了连接结构,采用的方法是用穿线固定加强板的方法。

3)涂料铺设。安装前应在除尘器内壁涂上涂层,厚度为2毫米。

2.焊接过程

1)对于可焊性,不锈钢表面应光亮,残渣应去除。去除方法为砂轮、酸洗、刷洗或抛光。表面粗糙度越小,则越高。表面可以用酸洗液或酸洗膏清洗,然后喷水清洗。

2)焊后固溶处理:1Cr17Ni2奥氏体不锈钢焊后回火,可加热至15~115℃淬火,保温1 ~ 1.5h后空冷..通过以上综合措施,湿式旋风脱硫除尘器已运行一年半,运行状况良好。

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