استخدامات الفولاذ المقاوم للصدأ في معدات إزالة الكبريت من غاز المداخن
عند تصميم معدات إزالة الكبريت من غاز المداخن ، فإن المواد المتاحة هي الفولاذ الكربوني مع حماية الآلة من التآكل ، والبلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية (GI) ، والسبائك غير القابل للصدأ. مبدأ اختيار هذه المواد هو القدرة على التكيف التقني ، مثل التآكل والتآكل ومقاومة الحرارة وقابلية التشغيل والسعر. في جهاز تنقية إزالة الكبريت من غاز المداخن والفولاذ المقاوم للصدأ و سبائك النيكل تستخدم كمواد هيكلية.
بالمقارنة مع GI أو المواد العضوية المضادة للتآكل ، فإن لها مزايا كثيرة: - لا يوجد حد للحياة ؛ - لا يوجد انتشار حراري ؛ - مقاومة التآكل ؛ - لا توجد قيود على درجة الحرارة ؛ - لا يوجد خطر من التلف الميكانيكي (صيانة بسيطة).
نظرًا لعدم وجود حد للحياة ، فمن الاقتصادي استخدام سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ. وهذا يعني أن مدة خدمتهم أطول من العمر الافتراضي الكامل لجهاز إزالة الكبريت من غاز المداخن. على العكس من ذلك ، يجب تحديث المواد العضوية المضادة للتآكل المستخدمة في معدات إزالة الكبريت من غاز المداخن خلال فترة معينة حيث تتغير خصائص عملية إزالة الكبريت من غاز المداخن. من ناحية أخرى ، يعد اختيار سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ مطلبًا مميزًا لمعلمات إزالة الكبريت من غاز المداخن ، كما أن تكاليف المواد والتصنيع منخفضة نسبيًا. يجب أن يختار تطبيق سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ في معدات إزالة الكبريت من غاز المداخن السبيكة غير القابلة للصدأ المقابلة وفقًا للوسائط المختلفة المسببة للتآكل في كل منطقة
يمكن تقسيم سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدمة في إزالة الكبريت من غاز المداخن إلى أربع مجموعات ، الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي القياسي ، الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي بالكامل ، الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الفائق ، والسبائك القائمة على النيكل التي تحتوي على الكروم والموليبدينوم. الفولاذ الأوستنيتي غير القابل للصدأ القياسي هو فولاذ مقاوم للصدأ 18Cr10Ni مع كمية صغيرة من العناصر المضافة. نظرًا لأن مقاومة التنقر ومقاومة التآكل الشقوق منخفضة جدًا ، لا يتم استخدامها عادةً في إزالة الكبريت من غاز المداخن. PRE المكافئ للتآكل التنقر لهذا النوع من الفولاذ أقل من 20.
يدخل غاز المداخن إلى جهاز التنظيف من خلال مدخل غاز المداخن ، وتتشكل البيئة المسببة للتآكل داخل المدخل عن طريق تكثيف حامض الكبريتيك والكلوريد من غاز المداخن. يتم إجراء الغسيل الأول في الدورة الأولى ، والتي تسمى أيضًا دورة الإخماد. هنا ، يتم إخماد غاز المداخن إلى درجة حرارة العملية 45-70 درجة مئوية بواسطة سائل الإخماد المرشوشة. في هذه الدورة ، يتم تكوين غاز المداخن المشبع ويتم فصل المواد الضارة مسبقًا.
في هذا الوقت ، يترسب حمض الهيدروكلوريك وتنخفض قيمة الأس الهيدروجيني (الرقم الهيدروجيني = مجموعة شفط برج الامتصاص. الصندوق ومحتوى الكلوريد مرتفعان. بعد مرور غاز المداخن عبر القناة الحلقية بين جدار الغسيل وحوض التجميع ، يدخل الدورة الثانية ، وتسمى أيضًا دورة الامتصاص ، وهنا يتفاعل معظم ثاني أكسيد الكبريت مع الحجر الجيري.
نظرًا لارتفاع قيمة الأس الهيدروجيني ومحتوى الكلوريد المنخفض في هذه المنطقة ، فإن محلول الامتصاص يكون أقل تآكلًا. بعد تجميع محلول الامتصاص في المقلاة ، يتدفق إلى خزان إمداد جهاز الامتصاص. يتم تنقية غاز المداخن بعد مروره عبر المحلول المائي المشبع لمزيل الضباب.
مدخل غاز المداخن هو منطقة الانتقال بين المداخن وجهاز التنظيف. وهي عرضة لنوعين من التآكل: الأول هو تآكل حامض الكبريتيك المتكثف في غاز المداخن ؛ والآخر هو تآكل الكلوريد في المحلول.
الفكرة الرئيسية في التصميم هي مقاومة تآكل حامض الكبريتيك عند درجة حرارة غاز المداخن. من خلال دراسة مخطط محيط التآكل ، استنتج أن المادة الوحيدة التي يمكن استخدامها هي سبيكة Ni-Cr-Mo. تأكد من استخدام سبائك C-276 و 59. إذا تم تبريد غاز المداخن إلى ما بين 90 درجة مئوية ودرجة حرارة نقطة الندى للحمض من خلال مبادل حراري (نطاق درجة حرارة نقطة الندى هو 120 إلى 135 درجة مئوية) ، فقد تتآكل حتى سبيكة النيكل.
من خلال البحث عن جهاز إزالة الكبريت من غاز المداخن السابق ، يقلل التغيير الهيكلي من مخاطر التنقر في أسفل اللوحة. سيتغير مبدأ الاختيار أيضًا وفقًا لذلك. نظرًا لأن سبائك الأوستنيتي الفائقة أغلى قليلاً من سبيكة 904L ولكنها تتمتع بمقاومة عالية للتآكل ، يتم استبدال سبيكة 904L بالفولاذ الأوستنيتي الفائق. في محلول التبريد ، تمتلك سبيكة 625 فقط نفس مقاومة التآكل مثل الفولاذ الأوستنيتي الفائق ، لكن سعرها يقارب ضعف سعر الفولاذ الأوستنيتي الفائق. لذلك ، منذ عام 1996 ، تم التخلص من سبائك 904L و 625 من معايير اختيار Noell-KRC.
بتلخيص تطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ أعلاه في إزالة الكبريت من غاز المداخن ، يمكن تحديد معايير جديدة لاختيار المواد. ظروف التآكل لمحلول إزالة الكبريت من غاز المداخن هي: درجة الحرارة بين 50 درجة مئوية (محطة طاقة أنثراسايت) و 70 درجة مئوية (محطة توليد الليغنيت) ؛ تتراوح قيمة الأس الهيدروجيني في دورة التبريد بين 4 و 5 ؛ قيمة الأس الهيدروجيني في دورة الامتصاص هي 6.
مع انخفاض تكلفة الاستثمار في أجهزة تنقية الغاز ، يستخدم المزيد والمزيد من الناس الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والسبائك القائمة على النيكل كمواد هيكلية لأجهزة تنقية الغاز لإزالة الكبريت من غاز المداخن. تعد معايير الاختيار الجديدة خطوة كبيرة إلى الأمام في اتجاه السبائك غير القابلة للصدأ. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تطبيق الطلاءات والبطانات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو سبائك النيكل يمكن أن يقلل أيضًا من تكلفة المواد.
بالمقارنة مع المواد العضوية ، نادرًا ما تتم صيانة السبائك غير القابلة للصدأ. في الواقع ، إذا تم أخذ معلمات عملية إزالة الكبريت من غاز المداخن في الاعتبار بشكل كامل عند اختيار المواد ، إلى جانب خبرة التشغيل طويلة المدى على أنواع مختلفة من المعدات ، فيمكن إطالة عمر خدمة هذه المواد إلى أجل غير مسمى. بمعنى آخر ، في تكنولوجيا محطات الطاقة ، الصناعية يمكن تحسين دورة حياة معدات إزالة الكبريت من غاز المداخن بشكل كبير.