目前脱硝工艺有很多,技术相对成熟、应用较多的主要有活性炭/焦炭吸附法、SNCR/SCR、联合脱硫脱硝技术等。相对于火电厂的烟气温度,焦炉烟气温度较低,对于燃烧焦炉煤气的焦炉,烟气温度约250-280℃,对于燃烧高炉煤气的焦炉,烟气温度更低,只有180-200℃,所以很多焦化厂采用的都是中温型SCR脱硝技术,脱硝温度约230-290℃,SCR脱硝催化剂通常采用V2O5、TiO2、WO3等。
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
在焦炉烟气中,除了含有大量的NOx以外,通常都含有一定的H2S、SO2、HCl、HF等腐蚀介质,因此脱硝设备存在硫腐蚀、氢腐蚀、酸腐蚀、氯腐蚀、氧化腐蚀、磨损腐蚀等各种腐蚀现象,严重影响设备的安全运行。
以H2S为例:
阳极反应:Fe-2e→Fe2+
阴极反应:2H++2e→Had(钢中扩散)+Hab→H2↑
阳极产物:Fe2++S2-→FeS↓
阳极反应生成的腐蚀产物FeS通常是一种有缺陷的结构,与钢铁表面黏结力差,易脱落,易氧化,而且电极电位较高,作为阴极与钢铁基体构成活性微电池,加速基体的腐蚀进程。
阴极反应生成的氢原子吸附在钢铁基材表面,因其活性高、渗透力强,会沿着晶体缺陷部位进行渗透,然后再重新生成氢分子。生成的H2压力很高,促使钢材脆化、鼓包(HB),局部塑性变形,萌生裂纹,最后导致开裂(HIC)。
在脱硝烟气中总会存在NH3,与烟气中的SO3反应生成具有强腐蚀性的硫酸氢铵。NH4HSO4的熔点仅150℃,在脱硝反应器中以熔融状态吸附在内壁表面形成垢下腐蚀。同时,NH4HSO4又有很强的吸潮性,水解后形成强酸性溶液,形成酸腐蚀。
所以,脱硝反应器中存在多种腐蚀机理,同时由于脱硝反应温度相对较高,相对常温型设备防腐更加困难,需要耐温性能、防腐性能俱佳的特种防腐涂料才能适用。通过实际应用经验表明,ZS-1041烟气防腐涂料完全可以作为脱硝反应器内壁防腐材料使用。
ZS-1041烟气防腐涂料采用IPN网络互穿成膜技术,改性杂化硅树脂耐温高达750℃,填料选用了纳米硅微粉、碳化硅、氮化硼、细晶氧化铝、石墨、超细氧化锌、氧化钛、陶瓷微珠、微粉氧化锆等。通过调节涂料中各组分的相互作用和协同效应,使涂层具有表面能低、耐腐蚀性强、硬度高、与基体结合力大等综合优异性能。