石油化工烟气引风机腐蚀原因分析

石油化工烟气引风机腐蚀原因分析

1、概况

       石油化工加热炉燃烧的燃料有瓦斯和重油。两种燃料含有硫或硫化氢。引风机入口是来自热管加热器出口的烟气，设计温度为160℃，实际使用温度为130℃左右。由于烟气中含有大量的二氧化硫气体，对引风机壳体及叶轮腐蚀比较厉害。使用不到半年壳体便出现点蚀和大面积减薄，使用不到一年壳体便报废。

2、腐蚀原因分析

       引风机壳体为碳钢，型式为蜗壳状的。烟气中含有N₂、O₂、H₂S、HCl、CO₂。根据对腐蚀垢物分析，其中：Fe 46.75％、Al 16.13%、S 15.79%、Si 15.63%、Ca 4.04%等物质，且该结垢物PH值1～2（属强酸物质）及易溶于水的特点，所以对碳钢的金属表面容易发生露点腐蚀，腐蚀原因如下：

       ⑴腐蚀介质产生

       烟气露点腐蚀是指加热炉的燃油或燃气中含有硫，当含硫燃料燃烧时,硫的化合物发生分解,生成气态硫或二氧化硫，反应式如下：

H₂S ＋3/2O₂ ＝ SO₂ ＋ H₂O

3H₂S ＋3/2O₂ ＝ 3/2S₂ ＋ 3H₂O

          由于燃烧室中有过剩的氧气存在，所以又有少量的二氧化硫再与氧化和成三氧化硫，见下式：

2SO₂ ＋ O₂ ＝ 2SO₃

       在高温烟气中的三氧化硫气体不腐蚀金属，但当烟气温度降到400℃以下，三氧化硫将与水蒸汽化合成稀硫酸，反应如下：

SO₃ ＋ H₂O ＝ H₂SO₄

         当稀硫酸凝结到金属表面是就会发生低温硫酸腐蚀。与此同时，凝结在低温受热面上的硫酸液体，还会与气态硫和粘附烟气中灰尘形成不易清除的糊状垢物，增加了热阻，使壳体表面温度更低，进一步促使冷凝液的形成，如此循环，垢物越积越多，便构成了电化学的垢下腐蚀。

      ⑵ 金属表面腐蚀

      由于烟气中产生大量的酸性物质，对金属表面是“酸的再生循环”作用。碳钢在含有二氧化硫的湿气（烟气）中生锈被认为是“酸的再生循环”作用。按照这个概念，二氧化硫首先被吸附在金属表面上，由二氧化硫、铁和氧形成硫酸亚铁。然后，硫酸亚铁水解形成氧化物和游离的硫酸。硫酸又加速腐蚀铁，所得的新鲜硫酸亚铁再水解生成游离酸，如此反复循环。反应过程如下：

Fe + SO₂ + O₂= FeSO₄

4FeSO₄+ O₂ + 6H₂O =  4FeOOH + 4H₂SO₄

4H₂SO₄ + 4Fe + 2O₂ =  4FeSO₄ + 4H₂O

         当有二氧化硫存在时对碳钢腐蚀比较快的。

3、防护措施

       该种条件可以采用高分子涂料涂层来解决。要求材料抗渗透性强、抗腐蚀性高、抗垢性好、耐温性好、耐水性好。

根据提供的信息，石油化工烟气引风机腐蚀的原因主要有两个方面：腐蚀介质产生的烟气露点腐蚀和金属表面腐蚀。

腐蚀介质产生的烟气露点腐蚀是由于燃料中的硫或硫化氢在燃烧过程中生成二氧化硫，当烟气温度降低到一定程度时，二氧化硫与水蒸汽反应形成稀硫酸，从而引起低温硫酸腐蚀。此外，硫酸液体还会与气态硫和烟气中的灰尘形成难以清除的垢物，导致壳体表面温度降低，进一步促进冷凝液的形成，形成电化学垢下腐蚀。

金属表面腐蚀是由于烟气中含有大量酸性物质，对金属表面形成酸性环境，引发"酸的再生循环"作用。具体来说，二氧化硫会被吸附在金属表面上，形成硫酸亚铁，然后硫酸亚铁水解生成氧化物和游离硫酸，游离硫酸加速腐蚀铁，再生成新的硫酸亚铁，如此反复循环。

为了防止引风机的腐蚀，可以采取以下防护措施：使用高分子涂料涂层。该涂料需要具备强大的渗透性、高抗腐蚀性、良好的抗垢性、耐高温性和耐水性。这样可以形成一层保护层，隔绝引风机与腐蚀介质的接触，有效地减少腐蚀的发生。
.