Analyse der Ursachen von Korrosion und Ablagerungen von Niedertemperatur-Rauchgasen in petrochemischen Luftvorwärmern

Thread Content

Dieser Beitrag wurde zuletzt von Wang Wei 2 am 15.02.2021 um 12:36 Uhr bearbeitet. Analyse der Ursachen von Rauchgaskorrosion bei niedrigen Temperaturen und Ablagerungen in petrochemischen Luftvorwärmern. 1. Der Mechanismus der Taupunktkorrosion bei niedrigen Temperaturen. Die Entstehung von SO3. Im Allgemeinen enthält Heizöl oder Brenngas eine geringe Menge Schwefel. Nachdem der Schwefel verbrannt ist, wird alles zu SO2. Da in der Brennkammer überschüssiger Sauerstoff vorhanden ist, verbindet sich eine kleine Menge SO2 weiter mit Sauerstoff zu SO3. Unter normalen Luftüberschussbedingungen werden etwa 1 bis 3 % des gesamten SO2 in SO3 umgewandelt. SO3-Gas in Hochtemperatur-Rauchgas korrodiert kein Metall, aber wenn die Rauchgastemperatur unter 400 °C sinkt, verbindet sich SO3 mit Wasserdampf und bildet Schwefelsäuredampf. Die Reaktionsformel lautet wie folgt: SO3 +H2O =H2SO4 Niedertemperatur-Schwefelsäure-Taupunktkorrosion tritt auf, wenn Schwefelsäuredampf auf der Heizfläche am Ende des Ofens kondensiert. Gleichzeitig haften diese auf der Niedertemperatur-Heizfläche kondensierten Schwefelsäureflüssigkeiten auch am Staub im Rauchgas und bilden klebrige Asche, die schwer zu entfernen ist, wodurch der Rauchgasdurchgang verstopft oder sogar verstopft wird. 2. Der Zusammenhang zwischen Korrosionsrate und Wandtemperatur. Der Schwefelsäuredampf und der Wasserdampf im Rauchgas beginnen beim Auftreffen auf die kalte Oberfläche zu kondensieren und die Schwefelsäurekonzentration im Kondensat ist sehr hoch. Durch die Kondensation eines Teils des Dampfes sinken die Konzentrationen von Schwefelsäure und Wasserdampf im Rauchgas (erstere nimmt jedoch stärker und letztere weniger stark ab), sodass auch der Taupunkt des Rauchgases sinkt. Wenn das Rauchgas weiter vorwärts strömt, trifft es auf eine niedrigere kalte Oberfläche und der Dampf im Rauchgas kondensiert weiter, aber die Konzentration der Schwefelsäure in der kondensierten Flüssigkeit nimmt allmählich ab. Daher nimmt die Konzentration der Schwefelsäure im Rauchgas allmählich ab. Den größten Einfluss auf die Korrosionsrate der Wärmetauscherfläche hat die Konzentration der Schwefelsäure im Rauchgaskondensat. Konzentrierte Schwefelsäure korrodiert Stahl sehr langsam, während verdünnte Schwefelsäure Stahl am schnellsten angreift. Das Obige ist nur der Einfluss der Schwefelsäurekonzentration auf die Korrosionsrate. Allerdings hängt die tatsächliche Korrosionsrate im Betrieb auch von der Temperatur des Stahls ab. Bei hoher Temperatur ist die chemische Reaktionsgeschwindigkeit schneller und auch die Korrosionsgeschwindigkeit (bei gleicher Schwefelsäurekonzentration) ist höher. Die tatsächliche Korrosionssituation an der Heckheizfläche hängt natürlich sowohl von der Kondenswasserkonzentration als auch von der Wandtemperatur ab. Wenn die Wandtemperatur hoch ist und keine Kondensation auftritt, ist die Korrosionsrate sehr gering. ； Wenn aufgrund der übermäßigen Schwefelsäurekonzentration im Tau die Kondensation einsetzt, ist die Korrosionsrate trotz hoher Wandtemperatur nicht sehr hoch. ； Für die Wärmeaustauschoberfläche mit einer niedrigeren Temperatur sinkt zwar die Wandtemperatur, die Konzentration der Schwefelsäure in der Kondensation wird jedoch dünner und die Korrosionsrate beschleunigt sich und erreicht irgendwo einen Maximalwert (im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass sie 10 bis 40 °C unter der Taupunkttemperatur liegt). ； Danach nimmt aufgrund der geringeren Schwefelsäurekonzentration und der niedrigeren Temperatur die Korrosionsrate ab. Da die Wandtemperatur schließlich sehr niedrig ist, kondensiert eine große Menge Wasserdampf und die Korrosionsrate ist relativ hoch. 3. Analyse der Skalierungsursachen. Die Hauptursachen sind folgende:: (1) Die Konstruktion des Vorwärmers ist unzumutbar und im unteren Teil befinden sich Rillen, in denen sich leicht Flüssigkeit und Verunreinigungen ansammeln können, was schließlich zu chemischen Reaktionen zwischen den Substanzen und Ablagerungen führen kann. (2) Ohne Rußblasvorrichtung kann der Staub auf den Lamellen nicht rechtzeitig entfernt werden. Staub und Wasserdampf vermischen sich zu einem festen Zustand und führen zu einer lokalen Verstopfung der Rippenrohre. (3) Die Lufttemperatur am Einlass des Vorwärmers ist niedrig. Die ursprüngliche Auslegungstemperatur beträgt 20°C, während die Umgebungstemperatur im Winter minus -26°C beträgt. Der Wärmeaustausch zwischen Wind und Rauchgas ist groß und die Temperatur am Ende des Vorwärmers ist zu niedrig. Bei niedrigen Temperaturen sammeln sich leicht Wasserdampf und Rauchgasauskleidungspulver zwischen den Rippen an, was schließlich zu einer Verstopfung des Vorwärmers und einem niedrigen Unterdruck im Ofen führt. (4) Die 100 mm dicke schwere gießbare Auskleidung mit einer Länge von mehr als 40 Metern von der Ofenoberseite bis zum Vorwärmerkamin und einer Fläche von etwa 150 Quadratmetern weist eine hohe Wärmeleitfähigkeit und einen großen Wärmeableitungsverlust auf. Im Winter kann es bei minus 26 °C zu Kondensation und Puderbildung auf der Innenfläche der Auskleidung kommen. Die Produkte werden mit dem Rauchgasstrom in den Vorwärmer gebracht, wodurch die Staubansammlung im Vorwärmer verstärkt wird. (5) Die Wärmedämmwirkung des Vorwärmers ist nicht gut und die Temperatur in der Nähe der Wand liegt leicht unter 120 °C, was zu Korrosion und Kondensation bei niedrigen Temperaturen führt. Aus den oben genannten Gründen bildet sich am Ende des Vorwärmrohrs eine Menge Ablagerungen. Die Struktur von Rauchgas ist relativ komplex, es besteht jedoch hauptsächlich aus Sulfaten. Seine Wärmeleitfähigkeit ist viel geringer als die von Metall und beträgt im Allgemeinen 0,058 bis 5,8 W/(m·℃). Die Wärmeleitfähigkeit von Metallstahlrohren ist 6 bis 10 Mal höher als die von Zunder. Das heißt, bei gleicher Wärmeübertragungsfläche ist der Wärmewiderstand von Zunder 6 bis 10 Mal größer als der von Metall. Der Wärmewiderstand des Wärmetauscherrohrs steigt und es wird schließlich unbrauchbar.