探讨硫酸装置设备防腐材料的选择

杨晓芬

摘 要：在生产硫酸的过程中，造成设备和管件材料腐蚀的原因有很多，严重威胁了硫酸装置设备的正常运行。主要介绍了硫酸装置设备的防腐方法，并结合硫酸的实际生产情况提出了选择主要设备防腐材料要考虑到的内容。

关键词：硫酸装置；防腐材料；硫酸介质；腐蚀性

中图分类号：TE986 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.116

在硫酸装置工作时，会产生大量的酸性溶液、气体、废水和废渣等，并且这些物质的腐蚀性都比较强，极易对硫酸设备造成严重的破坏，不利于装置的正常运行，同时，也缩短了设备的检修周期。要想彻底解决这些问题，不仅需要耗费大量的人力、物力和财力，还会提高设备发生泄漏事故的概率，进而导致成品和原料流失，不能有效保障产品的质量，甚至由于处理方法不合理，会严重污染环境，直接威胁人们的生命财产安全。因此，分析硫酸装置设备的防腐方法，合理选择防腐材料，对硫酸装置设备的安全、可靠运行有非常重要的意义。

1 防腐方法

1.1 防腐材料的选择原则

正确、合理地选择设备材料是最重要的防腐方法。防腐蚀材料主要包括金属材料和非金属材料，在选择防腐蚀材料时，一般需要考虑以下4点，即材料的性质、压力与温度，产品的要求，材料的性价比，装置的结构和类型。

1.2 金属材料的选择

不同质量分数的硫酸，其腐蚀性质也有较大的差异，在实际的生产过程中，金属能阻碍浓硫酸的腐蚀，却在稀硫酸下会被严重腐蚀，反之亦然。在生产硫酸的过程中，所选择的材料会受到硫酸介质的影响，材料的防腐能力并不是随着其等级的提高而增强的。

1.3 非金属材料的选择

硫酸装置内酸的质量分数变化很大，温度极高，会严重腐蚀碳钢等金属设备，所以，一般情况下，会使用钢壳内衬措施，比如利用焚烧炉内的保温砖和耐火砖降低外壳温度，减轻高温氧化的腐蚀度；干吸塔内衬耐酸砖可以有效避免被硫酸腐蚀。如果介质中含有氟，一般会使用碳砖或铅衬石墨作为净化设备。在生产内衬结构的过程中，由于热胀冷缩和冲刷等作用，容易出现裂纹，导致介质被泄漏，因此，在设计和制造内衬结构时，要保证其合理性。当温度在100 ℃以下时，w（H2SO4）<质量分数为75%的硫酸时，要使用环氧玻璃钢设备，因为该设备有着较长的使用寿命和良好的机械性能；当温度达到200 ℃时，可选择耐热型玻璃钢；当温度在65 ℃以下时，可选择钢衬橡胶结构、聚氯乙烯材料等，这样也能取得较好的防腐效果。

2 主要设备防腐材料的选择

2.1 沸腾炉

在选择沸腾炉防腐材料时，因为原料（硫精矿、硫铁矿等）和反应物的腐蚀性不强，要选择低合金钢和碳钢作为设备壳体材料。在钢壳内衬耐火砖或保温砖后，能够防止因受到高温影响而出现的氧化变形。为了避免露点被腐蚀，炉体外要有保温层，以保证在壳体生产过程中露点的温度低于壁温。如果加料斗与明火、原料接触的比较频繁，在高温下就会变形，所以，要选择耐热钢。风帽是沸腾炉中的一个重要部件，它必须耐高温、耐磨损，并且布气要均匀，避免其被堵塞。为了提高风帽的工作性能，要使用耐热的低碳高铬铸铁件。另外，也可将风帽头做成耐热铸件，在耐火烧注料中使用部分碳钢，这样不仅省钱，也便于更换。硫化氢焚烧炉和硫磺焚烧炉与之相类似，区别在于当燃烧温度过高时，要合理选择相应的耐火材料等级。

2.2 转化器和换热器

转化器壳体要使用低合金钢，内件一般为低铬铸铁，隔板为304不锈钢，将保温砖衬在高温处，并且将保温层设在外壳。选用这些材料，能够满足设备工作的需求。随着装置规模的扩大，会逐渐凸显该转化器的局限性，比如催化剂会受到高温氧化的锈屑污染，部分壳体在高温下容易出现变形，导致保温砖脱落，设备也会随之变形。因此，一般使用S30409不锈钢作为转化器的内件材料和壳体。该材料有较好的耐热抗氧化性能，虽然费用较高，但是，后期不需要进行大量的检修工作，整体性价比较好。当换热器介质温度过高后，低合金钢和碳钢就难以满足工作需求，进而引发氧化腐蚀、爆管等问题。如果热换管材料为渗铝钢时，能耐温度达1 000 ℃，就会极大地降低腐蚀率。

2.3 净化工序的设备

净化工序设备一般选用玻璃钢制成，当然也可选择钢衬橡胶、聚氯乙烯和增强聚丙烯等，要根据介质状况选择。另外，也可使用钢和铅衬耐酸转，因为介质有较强的腐蚀性，一般使用多种耐腐材料联合贴衬，如果介质中还有氟，还应添加石墨砖和碳砖。但是，衬砖容易在震动和外力的作用下开裂，铅板会严重污染环境，危害人们的健康。

2.4 成品工序的槽罐

由于成品工序的槽罐内硫酸温度和质量分数都很稳定，所以，可直接使用碳钢。对于正常盛装液以上部分，要考虑腐蚀裕量，酸性气体挥发到空气中能吸收水分，对设备造成较强的腐蚀，严重影响设备的工作质量。

3 结束语

总之，硫酸装置设备在我国已经运行了几十年，材料选择方面的经验也越来越多，但是，在很多时候在选择材料时还会存在误区。因此，要继续研究材料的选择方式，改善其中存在的缺陷，保证硫酸装置设备能够更加安全、可靠地运行。

参考文献

[1]黄晓文.硫酸装置脱硫尾气烟囱防腐技术的应用[J].硫酸工业，2014（02）：41-44.

[2]闫羊羊.现代新型防腐材料在化工设备中的应用研究[J].民营科技，2014（07）：66.

〔编辑：白洁〕