為了分析某鎂法脫硫煙囪混凝土變性、腐蝕原因;采用離子色譜技術(shù)和絡(luò)合滴定分析方法,檢測煙道冷凝水與煙囪底部積液主要腐蝕離子濃度,發(fā)現(xiàn)煙囪內(nèi)部液體屬于強(qiáng)硫酸鹽腐蝕介質(zhì)。

　　2000以來,我國的電廠脫硫市場呈爆發(fā)式發(fā)展,基本形成了以典型濕法為主、多種方法并存的技術(shù)路線,煙氣經(jīng)濕式脫硫后,溫度較低,含濕量較大且具有一定的酸性,對煙囪具有較強(qiáng)的腐蝕破壞能力。因此對煙囪的腐蝕環(huán)境研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。檢測了煙囪底部積液與煙氣的腐蝕性離子成分,分析了脫硫濕煙氣對混凝土的腐蝕機(jī)理。

　　1實(shí)驗(yàn)研究

　　1.1工程介紹

　　某50MW燃煤發(fā)電機(jī)組脫硫工程,采用MgO濕法脫硫技術(shù),煙囪高度為150m,煙囪出口處直徑是5m,內(nèi)部防腐采用某種耐酸層,但煙囪運(yùn)行約半年后,煙囪外壁從底部至煙囪頂部有多處白色結(jié)晶物。

　　1.2腐蝕環(huán)境

　　對進(jìn)入煙囪的凈化濕煙氣參數(shù)進(jìn)行分析,煙氣溫度正常工況為50-60℃;非正常工況150-200℃;煙氣速度為10-15m/s;濕煙氣中SO3,SO2,HF,HCl氣體與H2O反應(yīng),生成H2SO4,H2SO3,HF,HCl等酸性物質(zhì),有大量NH3存在,pH約為6-9。

　　1.3煙囪內(nèi)部水樣分析

　　分別取煙囪內(nèi)高100m處冷凝水和煙囪底部積液,采用離子色譜檢測水樣中陰離子濃度,參照《地表水和污水檢測技術(shù)規(guī)范》,檢測水樣中Ca2+,Mg2+離子濃度。

　　2結(jié)果與討論

　　2.1水樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

　　煙囪濕煙氣冷凝水屬于強(qiáng)硫酸鹽腐蝕介質(zhì);而F-和Cl-含量較高,特別是Cl-在煙道內(nèi)達(dá)到701.5mg/l,由于F-和Cl-的強(qiáng)穿透性,較容易沿著混凝土毛細(xì)孔和施工縫隙到達(dá)混凝土內(nèi)部,造成混凝土或者金屬腐蝕;CO32-和HCO3-的含量也很高,容易與水泥中的Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)。因此,煙囪內(nèi)部濕煙氣各種腐蝕破壞活動(dòng)活躍,是一種較為復(fù)雜的強(qiáng)腐蝕介質(zhì)。從煙囪底部積液與煙囪內(nèi)部冷凝液中離子的濃度差可以得知,離子穿透了耐酸層,對煙囪混凝土發(fā)生腐蝕反應(yīng)導(dǎo)致離子流失,SO42-離子濃度增加可能與混凝土中青石骨料中含有硫酸鹽有關(guān)。

　　2.2濕煙氣對混凝土腐蝕機(jī)理

　　脫硫濕煙囪煙氣含有大量的腐蝕性氣體,又由于煙囪內(nèi)運(yùn)行溫度在40～50℃,低于酸漏點(diǎn)溫度,因此會在煙囪內(nèi)壁附著一層強(qiáng)腐蝕介質(zhì),再加上襯砌混凝土和耐酸層施工,由于塑性收縮、干燥收縮、自收縮、溫度應(yīng)力、基礎(chǔ)沉降、施工縫等原因在煙囪內(nèi)產(chǎn)生縱橫裂縫,特別是每副模板的連接處的施工縫,為腐蝕介質(zhì)滲漏創(chuàng)造了條件。

　　2.3硫酸鹽結(jié)晶膨脹腐蝕

　　可能與施工方采用含有大量鈉長石的青石骨料和酸腐蝕造成原材料中[CaNa][SiAl]4O8、[NaK]AlSiO8分解有關(guān)。因此冷凝液滲透到混凝土內(nèi)部后主要發(fā)生硫酸鈉鹽腐蝕,硫酸鈉對與一般水泥制作的混凝土的危害在于與水泥石產(chǎn)生如下反應(yīng):

　　生成的硫酸鋁鈣含有大量的結(jié)晶水,其體積增大至原體積的1.5倍以上,在已硬化的混凝土中引起很大的破壞應(yīng)力。在密實(shí)的混凝土中這種腐蝕不僅能引起混凝土的膨脹開裂、剛度和強(qiáng)度的降低,而且使硬化水泥漿轉(zhuǎn)變成糊狀或無內(nèi)聚力的物質(zhì)。

　　此外,Na2SO4也會發(fā)生嚴(yán)重的鹽類結(jié)晶侵蝕,混凝土?xí)獾絿?yán)重破壞,而濕法脫硫煙囪壁在雨雪天氣后會大量出現(xiàn)結(jié)晶物。而冬季在混凝土縫隙中的水結(jié)冰是體積還將膨脹約9%,更加速了硫酸鈉腐蝕進(jìn)程。

　　3結(jié)論

　　(1)導(dǎo)致濕法混凝土腐蝕變質(zhì)的可能原因是:濕法煙囪內(nèi)部存有大量中等硫酸鹽腐蝕積液,由于缺乏對施法煙囪腐蝕機(jī)理的研究,故而在混凝土的主要原材料(水泥的標(biāo)號及成份、骨料)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方案中,未考慮環(huán)境水對混凝土的侵蝕影響。施工和防腐方案的選擇也存在較大問題。

　　(2)引起混凝土腐蝕變質(zhì)的主要原因可能是冷凝水對混凝土產(chǎn)生了硫酸鹽及碳酸水侵蝕。