防止空气污染已成为跨国界的全球问题。硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳,含氯氟烃及其他排放物不仅对人类而且对生态环境将产生严重危害,因此必须限制其排放。其中二氧化硫的排放是人们最早予以关注的问题,以解决造成危害的酸雨问题。据统计,目前全世界人为的二氧化硫排放量大约为1.4亿吨/年,为了减少酸雨所造成的损失,全球的二氧化硫排放量应每年减少4000万吨。二氧化硫的排放主要来自燃烧化石燃料的电厂。采用燃煤前处理,重油脱硫和改用天然气等措施,仅能解决约一半的排放量,其余的排放量需采用烟气脱硫装置予以解决。20世纪末期全世界总的烟气脱硫装置能力相当于2亿千瓦,每年能脱去二氧化硫约1000万吨,尚有大部分需增加烟气脱硫装置才能达到理想的效果。
烟气脱硫(FGD)工艺包括干法和湿法,详见表2-31。
在火力发电厂的烟气脱硫主要是石灰石一石膏工艺,其次是亚硫酸钠工艺。在日本60%的FGD为石灰石-石膏工艺,30%为亚硫酸钠工艺,10%为硫酸吸附剂工艺,在德国80%为石灰石-石清工艺。
在烟气脱硫工艺过程中,环境条件变化较大,且视使用燃料不同,烟气所含腐蚀介质含量亦不同,见表2-32。在某些脱硫工艺中尚需加入硫酸,使其腐蚀性更加严重,因此在非金属衬里不能满足要求的情况下,需选用不锈钢。在非常严格的条件下要使用镍基耐蚀合金,视环境中的氯化物和pH值的不同选用不同的耐蚀材料。在脱硫过程中烟气中的成分将浓集,在某些部位的浓集可达到相当高的程度,如氯化物,有时可达到十几万ppm。要根据具体条件,恰当地选用耐蚀材料。
在烟气脱硫装置中所使用的耐蚀材料涉及到一般不锈钢、高性能不锈钢以及镍基耐蚀合金,见表2-33.可根据介质条件进行合理选择。通常按表2-34所列原则选择烟气脱硫不同装置的耐蚀材料。
正在运行的烟气脱硫装置所使用的不锈钢和耐蚀合金状况见表2-35。由于矿石燃料不同以及脱硫工艺的微小差别,在不同国家,为解决烟气脱硫系统中存在的均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀,冷凝冲刷腐蚀的问题,在使用材料时有所差别,从耐蚀和成本角度考虑,超级奥氏体不锈钢(654SMO不锈钢)具有更佳的性能价格优势。