烟气酸露点温度及其确定方法

1992年l期石油化工腐蚀与防护烟气酸露点温度及其确定方法洛阳石化工程公司设备研究所崔思贤蚀的程度.一、概要沈一本文简明概括地介绍了烟气酸露点温度的含意和影响它的有关因素以及烟气酸露点温度与腐蚀程度的关系。较系统地 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 了目前国内外确定烟气酸露点温度的一些方法以及目前研制出的典型酸露点仪的原理、结构和测试方法。二、烟气酸露点温度及其与腐蚀程度的关系所谓的烟气酸“露点”,实际上就是烟气中酸性气体在工件上冷凝时的温度。对于燃煤、然油型加热炉、锅炉、烧结炉……,以及与之有关设施的低温区域腐蚀来说这是一个极其重要的参数。这些具体工况下运行的具体装置,其烟气酸露点温度直接关系到装置的热效率、低温部位的腐蚀程度……;然而酸露点温度又受着多种因素的影响,如燃料的成份、实际操作工况、烟气中各种酸性气体和水蒸汽的分压以及与烟气直接接触的催化触媒等,都是引起烟气酸露点温度变化的因素。根据Kcar的经验,认为烟气中当含有0.0025%(v%)50:时,烟气酸露点温度为132℃;而当os:增加到0.0085%时,烟气酸露点温度可以上升到171℃,而且如果能设法使50、含量降低到足够低时,酸露点温度也可以变得足够低,或许可能使处于省煤器等低锹区域的设施不发生酸冷凝,从而也就不发生酸露点腐蚀,也就是说降低50:的浓度就降低酸露点温度,也就降低了酸露点腐一般来说烟气酸露点温度是在一定范围内变化的,通常烟气中不含503时,其露点温度(也可以说是水蒸气的露点温度)大约为40~SJ℃,然而,当烟气中含有3%s的时候,其露点温度(也可以说是硫酸的露点温度)可达120~巧O℃。所以说烟气中50、和水份的分压直接关系到烟气露点温度的高低。图l表示了50:浓度与硫酸露点温度的关系,同时表示出了各学者在不同的水份含量条件下所测定的露点温度随50:浓度的变化关系曲线,可以最直接地看出烟气中的水份和50、对露点温度的影响。图2表示烟气中水份含量为10%时,酸露点温度随50:浓度变化的关系,更直接地看出露点温度随50:浓度的增加而上升的关系。从图3、图4可以看出运行工件与烟气接触处的表面温度也是一个极其重要的参数。当然,露点腐蚀只有在与烟气接触处工件表面工作温度低于烟气露点温度时才可能发生露点腐蚀;然而露点温度是随着许多复杂因素的变化而变化的,尤其对于各型加热炉、锅炉的尾端,当加上节能器、除尘器、烟气脱硫装置……以后,往往致使与烟气接触的工件表面工作温度处于硫酸露点温度以下,因而工件就可能发生极严重的腐蚀,所以有时尽管排烟温度远高于烟气酸露点温度,然而与烟气接触的工件表面其工作温度往往会低于烟气酸露点温度,在这种情况下,工件发生严重的腐蚀现象也就并不奇怪了;相反,当烟气很干燥的情况下,而燃料的含硫量很低而且烟气中所含的50:量也很低时,尽管与烟24一石油化工腐蚀与防护9912年1期气接触的工件表面工作温度低于烟气酸露点温度的范围,但这时工件可能并不发生严重腐蚀,这也是并不奇怪的。\11`rR,1泪一么J已飞幻卜、1叭ldlr一11目``日1Fren`曰1玉肠Jley脚比rt川琳`】m「Jvl曰r叭一`k:rtl》山C一E率{二子尸1卜吃)一:李l妙王`少声叮一一一二二ǔ一一曰0000H日HHH日日OU,.`.诚伽溉,,少万`介"心;11自声。.饭门nU妇自nJl八FJ书介ó日污门óqù今é勺白勺ó-,户à创老éàù笼0.11,1.01〔灯目尸,、,}’s(飞:浓J义`ppm,50:的浓度和不同的水份含i条件下称点沮度的变化比阴尸一!图esl卜IL.Lerrs卜性.卜.胜ó贡l气二牙丫公仁二二C于Jc弋,,`勺曹LrL1F卜LrLLLr生Lee刁!门勺工产七L口月222`价价气气团团}川}}}}l曰11}}}l{}}}IIIII111mmm…’!!!{姗姗十十···········H20一l。声声声声lllll口口川川llllllllllll[[[田田{11)llll{)1111lll...!!!匀匀田田州带带附附十十...10000一日日日日日日!!!lll田田}111111l以于于r111lll(((田田11})川川甲11111}}}}...lll剥剥泪半半麟麟牛牛11100`C二二二二二二,,了1-----------日卜气)打川烈洲翎..了.....`ǎr户)倒一派.:f遥—一一-~~~~今朔`,,`卜5(〕,浓’变(ppm)图210%于l:o的烟气中50:含最和称点沮度的关系图4,表示了水蒸汽的体积百分数为10%时金属表面温度与冷凝的硫酸浓度的关系。图5,是不同的金属 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 在不同的HZS认浓度和温度条件下的腐蚀损耗曲线。从图4和图5可以看出在一定的水份分压的情况下,金属表面温度越高冷凝的硫酸浓度也就图3H石o`水溶液的浓度与沮度和总蒸汽压的关系越高;然而对于金属材料来说其腐蚀速率并不是随着Hzso;的浓度增加而一直增加的,而是在一定的HZSO;浓度范围内产生最大峰值。对于不同的金属材料最大腐蚀速率峰值对应的HZSo;浓度的范围各不相同。也就是1992年i期①石油化工腐蚀与防护说不同的材料耐不同浓度硫酸腐蚀的能力各不相同。一般来说金属材料中的低碳钢和低合金结构钢在硫酸浓度为20%~50%的范围内其腐蚀速率达到最大值;一般对于高合金含量的合金其峰值向着浓度高的方向移动.在合金中添加少量的铜可以有效地改善其耐硫酸腐蚀的能力.在结构钢的范围内通过添加合金元素和合金化的办法可能会有限度地改善耐HZso;腐蚀的能力,但要想完全达到耐HzsO.腐蚀的能力恐怕目前是不可能的。有机材料,在其有效使用温度范围内,一般耐低浓度硫酸腐蚀能力强一些.随着硫酸浓度的提高,耐腐蚀能力也就随之降低,所以不管是金属材料也好;还是有机材料也好,目前它们当中还没有找到一种能够完全耐硫酸腐蚀的理想材料。H3;:.、No.,。。50.。,7,憔烧后的过剩空气为10%时,根据0.891%c和0.017%s就可以在图中查出过剩空气为10%的露点温度大约为152℃。1801404060RO板泥度{卜J—气,,以)刀)三、烟气酸露点温度的确定方法图4金属表面遥度与冷凝硫敌浓度的关系烟气酸露点温度是一个极不稳定的参数,影响它的因素很多,各影响因素的变化都会引起它的变化。为了能够随时监测出烟气酸露点温度,国内外许多科学工作者都花费,了很大的精力进行研究,目前确定烟气酸露点温度的方法公开发表的很多,各不相同。但是总计起来可以分为两类:一类是利用经验公式和图表进行计算来确定;另一类是利用研制的酸露点仪直接进行观测。不管是那一类方法,抛开方法本身的误差外,他们确定的烟气酸露点温度也只能表示所测定的那一瞬间的结果。依照燃料的成份和过剩空气量,可以利用一种曲线图帮助估计出这种烟气的硫酸露点温度.例如:假定燃料的分子式为C。二,也有人用公式A二mg/m,]~吐塑口典奥边三鬓来计算烟气酸露点温24.5`卜,.~,,、~~、、、~度。该公式要求首先测定出烟气中50:的浓度,然后再将503浓度换算成重量浓度,代入公式中计算,最后根据计算的结果在图表中查出此时的硫酸露点温度。veruoff和aan比er。推荐用以下公式计算烟气硫酸露点温度:1/t=o·002276一0·00002943Inp,:o一o·ooo0858lnpos、+o·0000062(Inp。,o)(Inpso,)式中用mmHg表示分压;用K表示露点温度。Totman认为采用下列公式计算烟气硫酸露点温度更为合适:t’~203·25+27·6logp,:o+10·83logpos:①,:式中可能将“L广误写成“l呢”.为了遵重原文仍然在该式中写“l。扩.44石油化工腐蚀与防护9912年i期+1·06(loPgos,+8)””表示。式中用大气压表示分压,露点温度用`C{几公可\声月L一}L一l一{昌\一了,久导弃丫\;八ó`..1.卜`.月..1二…瓜N八C_、匕J」L二``二2`二二二二一人-一-J`~-司`-月勺为动:的;70州8{J《的少`叽`叮75`之10匀万l肋万160丫图5不同金属材料在不同的H17一J尸------.一-,臼`{石。;浓度和泥度条件下的腐蚀损耗é勺ój即钧ù沁阳160150】00二、乙比门32pfm确`ù刁日点{}行产一一勺侧氏.呷.、尸尸l`{几卜。卜~L!二ì全了ù`l卜óìLrr卜卜óó卜ìó.已JU曰J碍,曰曰ù],.趁l!é.ù网ùù7]阴}、。J卜图6硫酸露点温度与S氏利用图6查图法也可以确定烟气硫酸露二13】:o分压和水蒸汽分压的函数关系点温度。也是首先测定计算出烟气中水的分9192年1期石油化工腐蚀与防护一45一压PR尹和s仇的分压Pso3,然后在图6坐标上找到这两个值,并将这两点连接的直线延长与T脚坐标相交,这个交点的值就是该烟气的硫酸露点温度。利用这种方法确定烟气硫酸露点温度比较直观,但是仍然首先要测定计算出pH:o、氏,.verhoff和Ban比er。根据气液平衡数据还推导出一系列计算各种酸的露点关系式,其中有:硫酸(HZso;):1000/DTP一2·276一0·02941n(p。:o)一0·0858In(p,:。.)+0·ooo6ln(p二:o)In(pH:os`)亚硫酸(H:503):1000/TnP=3·9526一0·18631n、。:o)+o·000867In(pos3)一0·0009131n(p,:o)In(pso:)硝酸(HNo3):1000/T,=3·6614一o·14盛6In(pH:o)一0·0827In(poo:)+0·007561n(p。:o)In(p胭03)盐酸(HCI):1000/T加一3·7368一0·159lln(p二:o)一o·0326In(p`,)+0·00269In(p、o)In(p`,)以上各式中几,是酸的露点温度(K),P是分压(mmHg)。上述各种确定烟气酸露点温度的方法虽然都可以确定出某一时刻的烟气酸露点温度,但是都比较复杂,都要通过某些参数的测定、计算、查表……的过程,都不能直观地,随时地监测出烟气酸露点温度。为了快速、直观而又准确地随时确定烟气任一时刻的烟气酸露点温度,科学家们研制了许多种烟气酸露点仪。但是目前被广泛采用的酸露点仪大部分是利用电的传导原理 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的,其基本原理有两点:(1)在露点温度下,烟气中的HZso;蒸气会冷凝在耐热硼硅玻璃(或铂玻璃)探头表面,形成一层H石o;薄膜,当达到稳定时,膜电极耐热玻璃空气冷却管热电仪}俨令却空产几电极点状电极环状电极条状电极图7盆点仪耐热玻璃探头示意图石油化工腐蚀与防护9192年1期图8括人式贡点仪测试示意图处于平衡状态,其厚度不变,这时冷凝率和蒸根据使用要求的不同,生产的结构形式大体发率相等,此时耐热玻璃探头上热电偶指示有两种,一种是便携式的,探头直接插入烟道的温度就是露点温度。(囱里),其中一种是不带抽烟系统的,要外加(2)H多。,膜是导电的,当膜处于平衡状冷却风源,这种结构十分紧凑轻便,易于携态时,铂电极就被导通了,产生了电流,控制带,测定方便。如兰德公司的2的型、成都仪箱中的仪表指针就偏转指示,此时读出电位器厂的UQS一l型(仿兰德公司200型);另差计上的读数温度值就是所测定的露点温一种虽然也是便携式的,但是烟气是通过仪度。器的抽烟系统抽入,但不需另加冷却风源,其目前生产的酸露点仪基本上分为两部结构尺寸相对大而重,携带不够方便,但其优分:一是探头,二是控制箱。探头的前端是耐点是不需要外加冷却风源,如上海华东电力热玻璃罩,上面熔合装有铂电极、热电偶,如试验研究所生产的Lz型。除了便携式的以图7所示,后面就是探测杆,上面装有冷却探外,另外还有一种是固定式的,根据装置某个头的管路和控制阀。控制箱里面安装有电子部位的要求安装在固定位置上,大多数是采仪表,通过仪表指示读出测定数据。图8,示用抽取烟气的方式,带有风冷动力源,可以对意地表示出插入式烟气露点仪测试方式。当运行装置的固定部位随时监测出露点温度,探头插入被测烟气里时,通过探头上的热电这种结构形式比较复杂笨重,如兰德公司的偶可以读出此时的烟气温度。当打开冷却空400型。气阀时探头耐热玻璃被冷却,冷却到烟气露不管是哪种结构形式的酸露点仪,但都点温度时就会在耐热玻璃上结露,在达到平可以较快地测定出烟气露点温度,而且可以衡状态时铂电极被导通,就会测出此时的烟根据监测的数据随时采取措施,这对于节能气露点温度。和防腐蚀来说是比较理想的方法。关键是仪目前国内外生产的酸露点仪虽然型号各器的可靠精度和可靠测定方法。不相同,但是大部分都是上述的原理和结构。