湿式旋风脱硫除尘器破损原因分析及防护措施

　　我国的热力设备以燃煤锅炉为主，在一次能源组成中，燃煤占76.3%，而SO2排放量的90%来自燃煤。煤燃烧产生大量的烟气和SO2，SO2可导致酸雨的形成，对生态环境产生严重的影响，我国的大气污染特征正是由于大量燃煤而形成的煤烟型污染。过去对锅炉烟气的处理大多采用旋风除尘器、静电除尘器、袋式除尘器，但这仅局限于对烟气中粉尘的治理，而没有考虑对SO2的处理，致使SO2排放量大，酸雨污染严重给我国经济造成巨大损失。脱硫除尘一体化，治理粉尘和控制SO2排放量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，是湿式吸附脱硫和除尘相结合的技术。但由于该装置工作环境差，一方面高速含尘气流对除尘器内壁的强烈冲刷，导致壳体磨损严重，另一方面脱硫剂和脱硫剂与SO2反应的产物对除尘器体腐蚀严重。成为该技术得以推广使用的关键。因此有对该设备腐蚀和磨损问题进行探讨，并提出相应的措施。
　　采用湿式吸附法脱硫和除尘相结合技术，由文丘里管、旋风除尘器、渣水分离器、加药系统等组成。含尘烟气进入文丘里管中的渐缩管，气流速度逐渐增加，在喉管中，气流速度较高，在高气流的冲击下，从加药箱中注入的脱硫剂雾化，在喉管中气液两相充分混合，实现：
　　1)脱硫剂与二氧化硫气体充分接触，反应加快；地烟气中的二氧化硫；
　　2)脱硫剂与水滴不断碰撞，凝并成大的颗粒，已经凝并的尘粒进入旋风除尘器中，进一步脱硫除尘。
　　脱水除尘器下端排出尘渣和水的混合物，经渣水分离器，将尘渣与水分离，渣从旋风分离器下部排出到渣车，由渣车运走，水流入循环水箱，再由水泵注入脱硫除尘器，利用含剩余脱硫剂的水再注入脱硫除尘器的喷嘴，进行脱硫，这样既不浪费水，又使脱硫剂充分的利用，减少脱硫剂的费用。
　　该除尘器应用于某高校4t/h锅炉烟气处理，运行时不断注入碱性脱硫剂；考虑到除尘器体的腐蚀问题，要求厂家采用不锈钢。从实际运行来看性能是稳定的。用500目双飞粉实测：除尘总效率为；经两级脱硫，脱硫效率达70%左右；能耗低，系统总压力损失为1200一1300Pa；脱水性能好，引风机后部管道不带水，对风管无腐蚀。但连续运行8个月后，出现破损现象：距离除尘器锥体焊缝边缘10mm左右处正对气流一侧出现5一10mm宽、30一40mm长的裂缝，粉尘从裂缝处向外喷射。当时采取应急处理办法是补焊。2个月之后，在补焊下缘距锥体焊缝边5~7mm处又出现宽3~7mm、长25一30mm的裂缝。该除尘器不得不停止运行。
　　停止运行后的除尘器经检查，在圆筒体上没有发现任何裂纹，圆筒体内壁有磨刷锈蚀痕迹，也没有发现内凹坑蚀现象；锥体焊缝正对气流一侧边缘出现较大的细长裂缝，裂缝内断口呈脆性破坏，显微分析可在断口附近发现许多裂纹，裂纹形状复杂，呈分叉树枝形状；靠近锥底裂纹处有内凹坑蚀现象，锥体其他地方有磨刷锈蚀痕迹，且比圆筒内壁明显，但没有发现有坑蚀现象。锥体中残液pH=7.5一8.2，呈弱碱性。初步断定锥体破损原因是：①在高速含尘气流作用下，粉尘对除尘器内壁的冲刷磨损，越靠近磨损越厉害；②残液对除尘器内壁的腐蚀。
　　从锥体焊缝一侧和远离锥体焊缝的地方取材，利用显微硬度仪测定硬度大小分别为40~41及30~31；而锅炉飞灰尘粒摩氏硬度为6.57~7.70。焊缝边缘钢材硬度明显低于远离焊缝的其他地方钢材硬度，这是由于不锈钢在焊接时温度升高导致焊缝边缘硬度下降。根据某些学者的结果粉尘的硬度Hp低于被磨损材料的硬度，磨损照样会发生。比较尘粒和不锈钢的硬度，以及从圆筒体和锥体内壁磨损情况来分析，粉尘的硬度不足以在短时间内磨穿不锈钢表面，如果不存在焊接质量方面的问题，锥体不会被磨穿。