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硫酸生产系统中,在从原料、原料气到成品酸的生产过程中,涉及到各种各样的腐蚀介质,如SO2、SO3、稀硫酸(30%以下)、浓硫酸、发烟硫酸等。酸的浓度波动很大,SO2、SO3气体中常夹带水蒸气,而且生产过程中,温度变化也较大,杂质离子以矿中夹带的氟离子较多间。总之,硫酸生产中,以酸性介质为主,其主要腐蚀类型是氢去极化腐蚀。
氢去极化腐蚀,是指以H+作为去极化剂的腐蚀工程。SO2、SO3的水溶液及稀硫酸对金属的腐蚀是一种电化学反应过程。
其中,电化学反应步骤是其控制步骤。反应的结果是金属材料不断地溶解、减薄。
硫酸是一种含氧酸,其稀硫酸的氧化性很弱,属于非氧化性酸类,主要产生氢去极化腐蚀;为浓硫酸则具有很强的氧化性,属于氧化性酸类,可使部分金属有自钝化的能力,如可在钢铁表面生成一层组织致密的钝化膜,这种膜不溶于浓硫酸,从而阻碍腐蚀的发生。
露点腐蚀。介质SO3气体与水蒸气会结合成硫酸蒸汽,当与冷面相遇受到冷却,到露点以下时,就会凝结出来,腐蚀设备、管线。通常,硫酸露点的预测有三个主要方法:一是汤桂华露点图,二是鲁奇公司露点图,三是Verhoff计算式。汤桂华露点图是根据1956年T.H.卢钦斯基的一套较完整的H2O-SO3、H2SO4系统相平衡试验数据(参数范围:液相组成85%~100%HSO,5%~35%SO2游离,温度20~200℃)作图得出,是比较理想的情况。鲁奇公司露点图是该公司针对硫酸生产炉气净化部分提供的。Verhoff公式是目前估算一般燃料烟道气露点较为准确的公式。如果能控制生产温度高于硫酸露点温度,便可有效地防治露点腐蚀。
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