浅析闪速炉余热锅炉的腐蚀及防止措施

　　余热锅炉是铜冶炼工艺中不可缺少的设备之一，它不但可以吸收高温烟气中的二次能源，降低烟气的温度，还可以捕集烟气中的烟尘，降低烟气的含尘量，保证工艺系统畅通。随着自热熔炼技术的广泛采用，排烟中的S2浓度随之升高，如果不注意锅炉的参数设计和合理的运行维护，容易因腐蚀造成锅炉使用寿命缩短，甚至引发泄漏事故，影响全系统的生产。

　　2余热锅炉的腐蚀机理及影响因素2.1余热锅炉的腐蚀类型余热锅炉的腐蚀可分为高温腐蚀和低温腐蚀二种类型。

　　高温腐蚀是因为烟气中含有钒、钠等，在600― 650°C以上的高温金属表面产生的腐蚀以及烟气中（气体）及灰分（NaCl、KCl、Na2S4）等的共熔物在350―400C以上的金属表面发生的腐蚀，此类腐蚀对在铜冶炼余热锅炉中几乎不存在，在此不予以分析。低温腐蚀是由于烟气中S03形成硫酸在低于硫酸露点温度时对锅炉管壁产生的腐蚀，铜冶炼余热锅炉中的腐蚀绝大部分属于此类腐蚀。

　　2.2低温腐蚀的机理闪速炼铜工艺中物料的硫分以（2― 1）进行反应，在1000C以上的高温时，反应式（2―2）的反应速度较快，但动态平衡速度很小，即高温时SO3不容易生成，在低温时，反应式（2―3）的反应速度较快，根据反应式（2―1）――（2― 4）可知，烟气中的硫酸（气体）的露点愈低，即SO3的浓度愈低，就愈难形成硫酸雾。所以式（2―1）、（2―2）对形成硫酸雾极为重要。

　　2.3影响SO3发生率的因素2.随烟气中SO2气体浓度的升高，排烟气中的氧量愈大，烟气中的氧促S2向SO3的转变比率增加。

　　催化剂的影响：S3转化率除了和排烟气中的2量和SO2浓度有关外，跟催化剂的存在有直接的关系，据有关资料〔1，一般认为，余热锅炉中不存在催化剂的情况下，SO2向SO3的转化率为0.5―1.0，但存在金属氧化物时，在较低的温度下，S2和SO3的转化率明显上升。如制酸工艺中，在400― 620C的条件下，将SO2与白金催化剂接触2― 4秒时间，约有90―98的SO2转化为SO3，又有。这点对闪速炼铜余热锅炉腐蚀的影响至关重要。一般认为由于SFe23的存在，在烟气的剧烈绕动情况下，由SO2转变为SO3的转化率可达5. 3余热锅炉低温腐蚀的防范措施通过上述分析可知，锅炉的低温腐蚀是因为硫酸在低于露点温度析出而引发，因此为了有效地避免低温腐蚀，必须设法降低硫酸的露点温度，即减少SO3发生率以及选择合理的锅炉工作压力和排烟温度，同时避免金属氧化物粘附于锅炉管壁。

　　温度弋催化剂对S2向S3转变的影响3.1硫酸的露点温度计算、锅炉工作压力及排烟温度的控制3.1.1烟气中的硫酸露点温度的确定。根据烟气的成分可确定烟气中硫酸的露点：1）计算硫酸的重量浓度98Vs3根据（3―3）计算烟气中水蒸汽和SO3的分压和（气）在烟气中占的容积率；piS2向S03的转化率，无资料时可10 b―锅炉安装地的大气压mmHg；Pr―锅炉冷却室烟气的负压mmH2. 3.1.2锅炉的工作压力和排烟温度控制。根据有关资料M可知，锅炉管壁温度应比烟气的露点温度高出30―60°C，因而锅炉的工作压力相应的饱和蒸汽温度应至少高于烟气的露点（由3.1.1确定）30°C左右，从而可确定出锅炉的低工作压力。锅炉的排烟温度（出口）也应同时高于烟气的露点温度，并满足后续工艺的要求。

　　3.2降低排烟中氧量加强锅炉灰斗及排灰装置的气密性，提高冶金反应的氧效率。降低排烟中的氧量，从而降低烟气中硫酸的露点温度（S2的浓度随冶金反应的工况变化而变化，不能人为控制）。

　　3.3改善余热锅炉的清灰方法避免因金属氧化物粘结而加大S02向S03的转化，国内闪速炼铜余热锅炉的清灰方法。均为压缩空气式吹灰器加机械振打，这种方法带入排烟中的风量较大（每分钟为50Nm2）对锅炉的低温腐蚀产生一定的负面影响。芬兰和日本的闪速余热锅炉如今均不采用此种清灰方式，而改用可调式弹簧振打，清灰和防腐的效果比较好。

　　3.4合理的选择炉管选择耐腐蚀性较好的炉管材质和合适的管形，如锅炉的四壁选择D形炉管，使锅炉的内表面（受热面）平整光滑，减少烟灰的粘结同时易于粘结烟灰的清除。

　　3.5减少锅炉的漏风锅炉本体的漏风，会造成受热面局部温度下降，而产生低温腐蚀。