烟气脱硝用尿素水解装置的选材与腐蚀研究进展

• 作 者: 鲁金涛;张波;杨珍;徐宏杰;谷月峰;
• 机 构: 西安热工研究院有限公司,国家能源清洁高效火力发电技术研发中心
• 出 处: 中国电机工程学会金属材料专委会第一届学术年会
• 发表日期: 2015年期

尿素水解制氨技术是火电厂燃煤锅炉烟气SNCR脱硝工艺还原剂制备的新型技术,而尿素水解装置材料的化学稳定性是长期服役的基础.本文介绍了尿素水解技术的发展、水解装置的选材及材料研究现状,着重介绍了合金在尿素水解环境中的腐蚀行为,展望了尿素水解装置中材料与腐蚀的研究方向,提出待澄清的若干问题,为国内研发、设计具有自主知识产权的烟气脱硝用水解装置提供参考.用于锅炉烟气脱硝用尿素水解装置具有广阔的应用前景，虽然尿素合成工业的合金选用标准对脱硝用尿素水解装置中关键部件选材具有一定的借鉴意义，但是选用或开发针对特定水解环境的高耐蚀、低成本的合金仍具有重要的意义。而目前国内水解装置的选材比较单一，相应腐蚀环境下的材料腐蚀数据并不掌握，关键部件的金属腐蚀机制并不清晰。因此，相关领域的合金开发、腐蚀评价体系以及腐蚀速率评定仍需要进一步的研究。针对尿素水解装置中不可避免的腐蚀行为，宜采用多种防护措施以减低腐蚀危害。从材料的角度，采用钝化处理是比较简单有效的措施，在高温、高压，有水和氧的情况下，使设备的不锈钢表面形成一层致密的氧化膜。如云天化集团尿素生产的合成系统，先进行升温钝化，当达到钝化指标后，才允许设备运行。另外，涂层技术是提高合金基体抗腐蚀性能的重要手段，在涂层／合金体系中，一般由合金基体承担结构性能，由涂层承担体系的抗腐蚀性能需求。根据尿素水解成套装置的使用需求，普通的低合金钢即可承受结构强度需求，但因腐蚀性能太差，而不得不采用价格高出几十倍的不锈钢，甚至是Ti合金。目前，国内外尚无针对性的涂层材料研发。但传统的涂层技术，例如热扩散涂层、喷涂涂层、搪瓷烧结涂层、无机硅酸盐涂层等在相关的防腐领域均得到了广泛的应用，通过选用低成本的结构材料与高耐蚀性的涂层材料体系，可显著降低设备的建造成本。因此，开发针对适合尿素水解腐蚀环境的涂层技术将具有巨大的经济效益。