好消息!本月起,硅宝科技【技术专栏】将给大家带来工业领域的研发成果及应用技术系列文章,今天跟大家见面的是系列一 ——耐酸耐温粘接剂在湿法脱硫烟囱防腐中的应用。

我国的能源结构目前仍以火力发电为主,而火电厂主要燃料又以燃煤为主,燃烧过程中不可避免地排放出各类大气污染物,如粉尘、二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、氮氧化物(NOX)等。2011年至今,国家不断提高管控要求,相继颁布了一系列法规标准,进一步加严了大气污染物排放浓度限制,如重点区域要求SO2排放量均须低于50mg/m3等。

脱硫后烟气特点

目前,国内较常采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺,经过湿法脱硫后的烟气主要残存是SO2、SO3、HF等酸性气体,这些气体是一种腐蚀强度高、渗透性强、且较难防范的低温高湿稀型酸,属于强腐蚀性烟气等级,烟气温度约在40℃~50℃,且含水量高,这些酸性气体易在烟囱内结露形成酸性冷凝液。普通的烟囱内防腐层在强腐蚀和较大的温变环境下易受到破坏,因此烟囱应按照强腐蚀性烟气来进行结构安全性设计,必须对烟囱内壁进行防腐处理。

经过上述分析,烟囱内衬防腐材料需要具备以下性能特征,才能够保证整个电厂安全运行及烟囱自身结构安全:(1)与基体材料有非常好的粘接力;(2)优良的耐化学腐蚀能力,特别是耐酸液腐蚀的能力;(3)良好的柔韧性,能抵抗烟囱不可避免的运行振动;(4)优异的耐高温和耐温度交变性能,可满足工作温度长期在45~160℃之间波动,短期运行温度180℃。

耐酸耐温粘接剂研发应用历程

早在2004年,国内火力发电烟囱厂大多数还处在直接排放高温原烟气、防腐意识薄弱的状态,硅宝学习国外先进理念,着眼于电力行业的可持续发展,率先研发适用于高温烟囱烟气的防腐材料,经过专家研发团队的不懈努力,成为国内最早推出耐酸耐温粘接剂和烟囱防腐方案的企业。

硅宝877耐酸耐温粘接剂是有机硅弹性防腐粘接剂,具有优异的耐酸耐温变性能,产品达到国际领先水平,于2005年开始应用于燃煤电厂烟囱防腐工程。

硅宝1077弹性体防腐材料是专门针对燃煤烟囱、污水处理池、化学处理槽等内衬防腐而研发的一款耐酸碱、耐高温弹性体防腐材料,可作为内衬基底保护膜,广泛应用于燃煤烟囱、污水处理厂、化工厂、发电厂等内衬防腐工程。

硅宝耐酸耐温粘接剂的性能优势

1、与基材的粘接力

烟囱基材有混凝土基材,钢基材,耐酸砖等,为了达到防腐的效果,首先要求防腐材料与烟囱基材实现良好的粘接。参考GB/T 7124-2008《胶粘剂 拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)》进行了粘接剂与碳钢基材的粘接性测试(表1)。

由表1可以看出,在常温状态、不涂刷底漆的条件下,其粘接强度也能达到1.5MPa。在涂刷底漆的效果下,粘接效果更佳。

现场粘接性检查

为了证明硅宝耐酸耐温粘接剂对基材有非常良好的粘结性能,我们采用工具在现场进行了破坏性试验。结果表明,硅宝耐酸耐温粘接剂对基材的粘接性非常优异。

2、耐腐蚀性能

耐腐蚀性能是防腐材料的根本,为了更好地模拟防腐材料在实际工况下的性能。将已经制备好的哑铃样片分两批放入配置好的混合酸中,然后分别置于50℃和70℃条件下,隔一时间段将样品取出测试其力学性能,验证其耐腐蚀性能,测试结果见图2。

图2 硅宝耐酸耐温粘接剂在不同温度下的浸酸变化

由图2可以看出,样品浸泡45天以后,粘接剂的拉伸强度和断裂伸长率变化小,趋于稳定,防腐材料与环境实现了平衡。在浸酸60天之后,50℃和70℃条件下的性能保持率均在80%以上,可见该产品具有良好的耐酸性能,从而为实际烟囱的运行提供防腐保护。

3、抗冷热冲击性能

电厂的开机、停机、脱硫系统的开停、旁路运行、混热器的故障导致冷热交替的考验,砖加胶系统中砖起隔热作用,耐酸耐温粘接剂良好的弹性释放冷热交变产生的应力。为了验证硅宝耐温耐酸粘接剂的耐温度冲击性能,进行了高低温循环模拟测试: (32±2)℃18h,( -10±2)℃3h,( 50±2)℃3h。

从上表可以看出,硅宝耐温耐酸粘接剂在经过温度冲击30个循环之后的产品性能依然保持良好,其拉伸强度保持率在98.6%,断裂伸长率保持率在97%。

4、 耐温性能

目前,国内的大部分电厂都已经或者开始上脱硫装置进行烟气脱硫,一般情况下经脱硫塔出来的烟气温度大概在50℃,即便是加装了烟气加热系统的烟气温度也只有80℃。但是,在某些电厂尚未进行脱硫或者已经进行脱硫的电厂在某些不可抗力的影响下需要开启旁路,这时的烟气温度可达130℃以上,甚至180℃左右。因此进行了硅宝耐酸耐温粘接剂在高温条件下的老化情况(图3)。

图3. 硅宝耐酸耐温粘接剂的力学性能随温度的变化

60天高温试验后,100℃和150℃条件下粘接剂的强度和伸长率基本未发生变化;在200℃条件下,拉伸强度有略微的变化。这说明耐酸耐温粘接剂在高温冲击后仍能保持非常好的弹性和力学性能,可以适应热膨胀的烟囱和烟气冲击产生的应力。

事实见证品质

华能威海发电有限责任公司(2009年10月)

山东华能莱芜热电有限公司(2011年12月)

华能临沂发电有限公司(2012年9月)

法国威立雅三瓦窑热电(成都)有限公司(2016年6月)

专注缔造精品

成都硅宝防腐科技股份有限公司(以下简称硅宝防腐公司)是一家集防腐材料的研发与生产、防腐技术咨询与服务、防腐系统解决方案设计与施工于一体化的工业防腐公司。硅宝防腐公司秉承着“对客户负责、对员工负责、对社会负责、对投资者负责”的管理理念,坚持“技术不断创新、品质精益求精、服务及时有效”的经营方针,持续为客户提供优质的产品和完善的服务。

硅宝防腐公司拥有防腐保温专业施工一级资质,承接包括工业烟囱、电力设备、污水处理池、输油输气管道、石油化工管线等工程的防腐施工、防腐维修和总包,开展防腐技术专业咨询与服务。

硅宝防腐公司坚持“科技防腐、绿色防腐”,用品质赢市场,铸精品工程,为工业防腐领域打造一流工程、一流品牌、一流服务,树立中国工业防腐行业第一品牌。