硫磺制酸工艺中设备腐蚀与防护技术研究

 硫磺制酸工艺中设备腐蚀与防护技术研究

袁有金1，耿庆滨2

1.山东建龙新材料科技有限公司，山东省淄博市桓台县果里镇，256400

2.山东金德生物科技股份有限公司，山东省淄博市，255000

摘要：文章对硫酸生产过程中的设备腐蚀及防护进行了探讨。通过对硫酸生产过程进行分析，认为其主要原因是设备的腐蚀，严重影响了装置的使用寿命。为此，对硫酸生产过程中的各种腐蚀现象、产生机理进行了分析，并提出了相应的保护措施，以期达到延长设备寿命、提高生产效率的目的。

关键词：硫磺制酸；设备腐蚀；防护技术；工艺效率

一、引言

随着工业的发展，以硫代酸为主要原料，如化肥、农药和染料等。但在硫酸生产中，设备的腐蚀已严重影响了生产效率，降低了设备使用寿命。设备腐蚀是影响设备使用寿命的重要因素之一，严重时会引起生产安全事故及环境污染。因此，对硫酸生产过程中的设备腐蚀及防护方法进行研究是十分必要的。

二、设备腐蚀的原因和机制

2.1 硫磺制酸工艺介绍

硫磺制酸是在硫酸中使用的一种工业化学反应。其主要工艺流程为：硫磺燃烧、氧化及生成硫酸。在熔化的过程中，硫磺被烧成二氧化硫，然后在催化剂的催化下被氧化成三氧化硫，再与水发生反应，得到硫酸。硫酸在化肥，农药，染料，纺织，皮革等行业中有着广泛的用途。硫酸制酸过程中，主要包括反应器、换热器、泵和管路等。其中，反应器是全流程的关键装置，它的作用是使硫燃烧，生成硫酸。热交换器可以帮助对反应材料进行加热和冷却，并对热能进行回收。然后，泵和管线被用来运送反应物和产品[1]。

2.2 设备腐蚀的原因

在硫酸生产过程中，经常会遇到设备的腐蚀。造成这种现象主要是硫酸本身具有较强的酸性、氧化、硫酸根的形成和高温、高压的作用。当硫酸含量大于50%时，对钢材和其他金属都有较大的腐蚀性。此外，该过程中生成的氧化物及硫酸盐等物质会在设备表面沉积，生成更坚硬的晶体，从而加剧设备的腐蚀。另外，在高温、高压等环境下，还会对装备的材质产生损伤，从而引起腐蚀。为此，应采取相应的保护措施，以降低设备的腐蚀对设备的损伤，从而提高设备的寿命。

三、设备腐蚀的防护技术

3.1 材料选择与涂层技术

在防止设备腐蚀时，材料的选用是最重要的。由于稀硫酸本身具有较强的酸性，因此要选用耐酸性较好的物料。碳钢、镍基合金因具有高镍、耐腐蚀性等特点，在硫酸生产工艺中得到了广泛地使用。该材料是一种耐酸、耐高温的新型材料，可广泛应用于生产硫酸时易受酸腐蚀的零件。另外，采用高分子或陶瓷等材料，也可改善装置的耐酸性。涂料工艺是提高装备寿命的一个重要途径。该涂料能在装置表面形成一种保护膜，使装置与腐蚀性介质隔绝，起到延缓装置腐蚀的作用[2]。常见的涂料工艺有橡胶涂料，陶瓷涂料，高分子涂料等。该涂料具有较强的抗酸、抗磨损能力，可对设备表面起到很好的防护作用。该涂料具有耐高温、耐酸性等特点，适合在高温环境下使用。该涂料具有良好的抗酸、抗腐蚀性，特别适合在酸性环境中使用。在涂料的选用和涂装工艺的选择上，也要综合考虑成本、可行性和维护性等方面的考虑。同时，要对设备表面进行涂装质量检测，对破损的涂装进行及时地修补和替换，保证防护效果的发挥。

3.2 设备运行与维护管理

3.2.1清洗与除垢技术

在硫磺制酸生产过程中，清洗、除垢工艺是设备操作和维修管理的关键。在长期的运行过程中，其表面沉积了大量的积垢、积垢，严重影响了设备的换热性能，降低了设备的运行效率，加快了设备的腐蚀。所以，对设备进行定期地清洁、除垢，是保证设备正常运转、延长其使用寿命的重要手段。清洁工艺有物理的，化学的，机械的。其中，物理清洗的方法有：高压水、射流、超声等。高压水洗是采用高压水冲净装置表面的污物，能有效地除去大多数污物。射流清洗是利用高速液体对设备表面进行清洁，对顽垢进行更彻底地去除。超声清洗是通过超声振动在装备上形成的小气泡，以其强大的冲击力对其进行清洁，特别是对微细污物具有更好的清洁作用。介绍了一种脱除装置表面硫酸根结垢的工艺[3]。常见的除锈剂工艺有化学除锈剂和机械除锈剂。化学除垢是指用酸或碱溶液对硫酸盐进行溶解，常见的有硫酸，盐酸，氢氧化钠等。机械除锈是指使用刮刀，钢丝刷，或喷砂来清除或清除设备表面的硫酸盐污垢。在清洗、除垢时，要正确选用适当的清洗剂及除垢剂，严格遵守操作规程，以免损坏设备表面。同时，要经常对设备表面进行清洁，使其处于良好的工作状态。

3.2.2监测与检修措施

在设备的操作和维修管理中，监控和维修是一项非常重要的工作，通过对其工作状况的监控以及对其进行定期的检查，能够对故障进行及时地检测和处理，从而确保其安全、可靠地运行。在监控上，可以利用各种传感器、仪表等手段，实现对设备的实时监控。常用的监控参数有：温度，压力，流量，振动等。通过对这些参数的实时监控，能够对诸如温度过高、压力过大、振动过大等异常现象进行检测，并据此提出解决方案。维修手段主要是对设备进行常规的检测和维修。常规检验主要是对设备进行彻底的检验，其中包括设备的表面腐蚀状况，管线接头的紧密性，阀门的密封性等。通过对设备的周期性检测，使其能够及时地发现故障，并能及时地进行检修。预防性维修是指在设备的正常运转过程中，按照设备的服务年限和维修周期，对设备进行一系列的维修与维修，例如更换易损件、润滑设备等，从而达到延长设备使用寿命的目的。

四、结论

在硫磺制酸过程中，设备的腐蚀是难以避免的，然而，采用合适的保护措施及设备的操作和维修管理，能够有效地延长设备的服役寿命、提升过程的效率、保证生产的安全性和环保性。在硫磺制酸生产过程中，常见的保护方法有选材和涂覆、清洗和除垢、监控和维修等。希望通过本项目的研究，能够对我国硫酸生产装置的腐蚀及防护技术有一个较为全面、系统的认识，从而为我国硫酸生产技术的进一步发展和完善奠定坚实的基础。

参考文献

[1]张立超.燃煤电厂脱硫系统设备腐蚀与防护技术[J].应用能源技术,2022(11):29-32.

[2]张叶,尹文进,黄凯等.浅析现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术[J].石化技术,2021,28(11):140-141.

[3]袁辉,王会强.硫磺回收装置腐蚀机理与防护分析[J].装备环境工程,2020,17(11):24-30.