連云港環(huán)氧玻璃鱗片膠泥（廠家），環(huán)氧玻璃鱗片膠泥施工
VEGF鱗片膠泥在煙氣脫硫裝置中的應(yīng)用研究
摘 要：本文簡(jiǎn)要介紹了高度耐腐蝕VEGF鱗片膠泥在煙氣脫硫裝置中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：玻璃鱗片；膠泥；煙氣脫硫；應(yīng)用
1、 前言
我國(guó)是一個(gè)能源結(jié)構(gòu)以燃煤為主的國(guó)家，大氣污染屬煤煙型污染，粉塵、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）是我國(guó)大氣的主要污染物。在20世紀(jì)50年代的工業(yè)化初始發(fā)展階段，全國(guó)煤炭消耗量為2000-10000萬(wàn)噸，二氧化硫的排放量為50-200萬(wàn)噸；在60-70年代的工業(yè)化第二階段，煤炭消耗量為1000-45000萬(wàn)噸，二氧化硫的排放量為300-700萬(wàn)噸；自1980年代始在工業(yè)化第三階段，煤炭年消耗量達(dá)80000萬(wàn)噸，二氧化硫的排放量為900-1500萬(wàn)噸；同時(shí)在燃煤過(guò)程中產(chǎn)生相當(dāng)量的氮氧化物，如2000年我國(guó)燃煤電廠的NOx的排放量達(dá)到290萬(wàn)噸。因此我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)導(dǎo)致了較多的重腐蝕情況，形成了酸雨等污染情況，尤其是燃煤電廠中，對(duì)于二氧化硫或氮氧化物的防治是勢(shì)在必行，目前國(guó)內(nèi)外較為有效的手段是煙氣脫硫（Flue Gas Desulfurization 簡(jiǎn)稱(chēng)“FGD”）。
煙氣脫硫是當(dāng)今燃煤電廠等控制二氧化硫排放的主要措施。而濕法石灰石洗滌法是當(dāng)今世界各國(guó)應(yīng)用zui多和zui成熟的工藝。國(guó)家電力公司已將濕式石灰石脫硫工藝確定為火電廠煙氣脫硫的主導(dǎo)工藝。根據(jù)有關(guān)資料介紹，自1980年代以來(lái)，僅向日本就進(jìn)口或合作開(kāi)始了近10套FGD裝置，占中國(guó)進(jìn)口FGD裝置的70%。但預(yù)計(jì)到2003年濕法脫硫設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)96%以上，到2010年，國(guó)產(chǎn)化率達(dá)*。
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2、 濕法煙氣脫硫工藝的腐蝕情況
濕法脫硫工藝的基本原理是：煙氣中的SO2、SO3、HF或其它有害化學(xué)成份在高溫狀態(tài)下與某些化學(xué)介質(zhì)相遇，并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生稀硫酸、硫酸鹽或其它化合物，煙氣溫度也同時(shí)降低到露點(diǎn)以下，這就給脫硫裝置帶來(lái)了露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題。
火電廠煙氣中含有SO2、NOx、HF、HCl等氣體。因此，脫硫系統(tǒng)洗滌液中含有H2SO4、HCl、HF等溶液，且含有20%左右的固體物。煙氣吸收塔入口溫度可高達(dá)160-180℃，且有一定的干、濕界面；吸收塔出口煙溫較低，為45-55℃左右，處于在露點(diǎn)以下。因此，濕法脫硫系統(tǒng)對(duì)材質(zhì)的耐蝕、耐磨、耐溫要求極為嚴(yán)格；同時(shí)脫硫系統(tǒng)要求與電站主機(jī)、主爐同步運(yùn)行，因而對(duì)脫硫系統(tǒng)的可靠性、利用率和使用壽命要求也*。
研究選擇合適的耐腐蝕材質(zhì)是各國(guó)*努力的目標(biāo)，1980年初，國(guó)內(nèi)的電力、冶金研究設(shè)計(jì)部門(mén)為了克服濕氣脫硫系統(tǒng)中脫硫塔、煙道和煙囪及襯里的腐蝕，一直在尋求一種造價(jià)低、耐高溫、耐腐蝕的材料。而引起國(guó)內(nèi)用戶(hù)廣泛注意的是耐蝕鱗片膠泥的適用性，根據(jù)樹(shù)脂基體基材的不同，有二種可供選擇：一種是環(huán)氧樹(shù)脂鱗片膠泥，國(guó)內(nèi)有蘭州化機(jī)設(shè)計(jì)院提供；另一種乙烯基酯樹(shù)脂鱗片膠泥（vinyl ester glass flake mortar），簡(jiǎn)稱(chēng)為VEGF鱗片膠泥，如上海富晨化工有限公司研發(fā)的VEGF高度耐蝕鱗片膠泥。相對(duì)而言，后者的綜合性能包括耐腐蝕性能和耐溫性能均優(yōu)于前者，目前在日本、美國(guó)等國(guó)家均采用后者。
3、 VEGF鱗片膠泥的耐蝕機(jī)理
VEGF鱗片膠泥具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，這主要是與膠泥的組成有關(guān)。一般情況下，防腐蝕層的防蝕失效主要是樹(shù)脂基體受到腐蝕，基體樹(shù)脂首先產(chǎn)生失重、變色等情況，之后引起材料的鼓泡、分層、剝離或開(kāi)裂等情況，zui后導(dǎo)致防腐蝕層失效，尤其后者，由于滲透等因素，加速了具有腐蝕性的化學(xué)介質(zhì)滲入到防護(hù)層的內(nèi)部。因此在選擇具有良好耐腐蝕性能樹(shù)脂基體的同時(shí)，應(yīng)采取有效的措施來(lái)減弱、減緩腐蝕介質(zhì)或水蒸汽的滲透作用。而VEGF鱗片膠泥比基體樹(shù)脂能夠提供更為有效的耐腐蝕性能，這主要是因?yàn)閂EGF玻璃鱗片能夠有效的防止腐蝕介質(zhì)或水蒸汽的物理滲透。
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3．1 VEGF鱗片膠泥具有較強(qiáng)的抗?jié)B透性是與其的物料組成有關(guān)，一般情況下，VEGF鱗片膠泥含有10%-40%片徑不等的玻璃鱗片，膠泥在施工完畢后，扁平型的玻璃鱗片在樹(shù)脂連續(xù)相中呈平行重疊排列，從而形成致密的防滲層結(jié)構(gòu)。如圖3.1所示，腐蝕介質(zhì)在固化后的膠泥中的滲透必須經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)條曲折的途徑，因此在一定厚度的耐腐蝕層中，腐蝕滲透的距離大大的延長(zhǎng)，客觀上相當(dāng)于有效地增加了防腐蝕層的厚度。同時(shí)，在無(wú)玻璃鱗片增強(qiáng)情況下，樹(shù)脂基體連續(xù)相中會(huì)存在大量的所謂的“缺陷”，如微孔、氣泡及其它微縫等，這些缺陷的存在會(huì)加速或加快腐蝕介質(zhì)的滲透過(guò)程，因?yàn)橐坏┙橘|(zhì)滲透到這些缺陷中，滲透的速度在得到提高的同時(shí)，接觸具有腐蝕性的介質(zhì)的基體連續(xù)相的面積也隨之會(huì)加大，從而更加速了物理滲透和化學(xué)腐蝕過(guò)程，而在VEGF玻璃鱗片膠泥中，由于平行排列的玻璃鱗片能夠有效的分割基體樹(shù)脂連續(xù)相中的這些“缺陷”，從而能夠有效的抑制腐蝕介質(zhì)的滲透速度。
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圖 3.1 VEGF鱗片膠泥示意圖
另外，除了具有腐蝕性的化學(xué)介質(zhì)滲透之外，還存在著水蒸汽的滲透。通常情況下，高聚物材料的分子間距為10Å，而對(duì)于水蒸汽來(lái)說(shuō)，只要高聚物材料的分子間距達(dá)到3 Å ，水蒸汽就能容易地透過(guò)高聚物的單分子層。若基礎(chǔ)材料是碳鋼時(shí)，水蒸汽由于滲透而達(dá)到碳鋼表面后，并在氧氣存在情況下，會(huì)由于電化學(xué)反應(yīng)而生銹。VEGF鱗片膠泥在固化后，由于乙烯基酯樹(shù)脂的高交聯(lián)密度可以有效的減弱水蒸汽和腐蝕性化學(xué)介質(zhì)的滲透，并且如同上文中所述，VEGF的*結(jié)構(gòu)更能達(dá)到防滲透或減滲的效果，經(jīng)測(cè)定VEGF鱗片膠泥的水蒸汽擴(kuò)散速率為1.5×10-6g/hr.cm2。
3．2固化后的VEGF鱗片膠泥是一種復(fù)合材料，其中基體樹(shù)脂起粘結(jié)作用，這個(gè)過(guò)程主要是：具有高度活性的不飽和雙鍵的基體樹(shù)脂通過(guò)交聯(lián)，形成三維的體型結(jié)構(gòu)，期間線性的高分子形成網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致化學(xué)體積的收縮；同時(shí)，在這分子中的不飽和雙鍵打開(kāi)生成飽和單鍵時(shí)伴隨著分子體積的變化，有數(shù)據(jù)表明：液態(tài)樹(shù)脂中C=C基團(tuán)分子體積在固化后會(huì)縮小25%，這個(gè)樹(shù)脂固化過(guò)程中分子自由體積的變化，也是造成不飽和樹(shù)脂（包括乙烯基酯樹(shù)脂）收縮的一個(gè)重要原因。而收縮會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致微裂紋等的出現(xiàn)，并且殘余內(nèi)應(yīng)力的存在會(huì)微裂紋的擴(kuò)展提供了潛在條件。因此在選擇基體樹(shù)脂時(shí)，應(yīng)充分考慮樹(shù)脂在具有良好的耐腐蝕性能的同時(shí)，又要求樹(shù)脂具有較低的收縮率。由于加入了玻璃鱗片和其它填料等，VEGF鱗片膠泥的收縮率會(huì)大幅度降低。并且由于VEGF鱗片膠泥的中玻璃鱗片的存在可以起到降低固化后的殘余內(nèi)應(yīng)力的作用。這是因?yàn)椋涸跇?shù)脂基體中不規(guī)則分布的玻璃鱗片是一具有較大比面積的分散體，在膠泥固化后，樹(shù)脂由于固化收縮而產(chǎn)生的界面收縮內(nèi)應(yīng)力可以被玻璃鱗片所稀釋或松弛，因此有效的減弱了內(nèi)應(yīng)力影響；同時(shí)，雖然玻璃鱗片在樹(shù)脂基體連續(xù)相中是近乎平行排列，但還是存在一定的傾角，該傾角的存在可以有效的分割樹(shù)脂基體連續(xù)相為幾個(gè)小區(qū)域，使應(yīng)力不能相互影響或傳遞。
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