混凝土/塑料衬里技术介绍

lhyfsj · 发表于 2006-7-17 11:25:44

混凝土/塑料衬里技术介绍
1. 概述
在烟气脱硫装置中，吸收塔通常采用碳钢/玻璃鳞片衬里或碳钢/橡胶衬里的结构形式。这种结构的吸收塔存在制造成本高，施工维护复杂,使用寿命较短等缺陷。混凝土/塑料衬里技术是针对目前脱硫装置结构材料存在的缺陷而出现的一种新技术。这种结构具有制造成本低、安装简单、维修方便、使用寿命长等优点，是传统技术的最佳替代品。
2. 结构
混凝土/塑料衬里结构如下图所示：塑料板通过大头针状的铆固件与混凝土牢固连接在一起形成的复合结构。

混凝土/塑料衬里结构具有混凝土和塑料两种材料的特性。一方面，它具有混凝土结构的所有优点，如原材料丰富易得，价格便宜，设计施工技术成熟等；另一方面，它又具有塑料的优点，如防腐耐蚀，抗渗防漏，施工容易，维修方便，制造成本低等。同时，这两种材料的结合，又可以克服单一材料的不足，如塑料可以弥补混凝土结构易出现微裂纹而渗漏的缺点；混凝土结构又可以弥补塑料刚性不足的缺陷。
用于衬里的材料主要有：聚乙烯塑料板、聚丙烯塑料板和其它特殊塑料，如氟塑料。其中使用最为广泛的是改性聚丙烯板材，它的主要特性如下：
（1）化学稳定性好　除强氧化剂外，与大多数化学药品不发生作用，对水的稳定性特别好，不溶于水，几乎不吸水。
（2）耐热性能良好，连续使用温度可达110～120℃。
（3）密度小，为0.9～0.91，是树脂中最轻的一种。
（4）表面光滑，耐磨。
塑料板的厚度一般为5mm～8mm。制造商可以提供标准规格型号的板材，也可以根据客户的具体要求提供特殊规格型号的板材。
铆固件由与塑料板相同的材料制作而成，一端焊接在塑料板上，另一端浇铸在混凝土中。1m2的塑料板上均匀分布着256个铆固件，可以确保塑料板与混凝土的联结是牢固的，永久性的。
混凝土是全球通用的建筑材料，有统一的标准和规范，即便在相对落后的地区都能够获得原材料，而不必付出太多的运输费用。用于FGD的混凝土/塑料衬里结构的混凝土并无特殊要求。因此，只要是有混凝土结构的地方都能实现混凝土/塑料衬里。
3. 特点
（1）长效的防腐蚀结构　可以在FGD工况下长期运行而不腐蚀，寿命超过25年。在现有吸收塔结构中，混凝土/塑料衬里结构的使用寿命是最长的。
（2）优良的抗渗透性能　混凝土/塑料衬里结构内部是一个完整而密封的结构，烟气、水和其它介质不会渗透塑料板腐蚀混凝土基体。
（3）优异的机械力学性能　衬里材料具有优异的机械力学性能，正常使用不会出现机械损伤和各种应力引起的衬层鼓泡、剥离等情况。
（4）安装容易，维修方便　混凝土表面不需要进行预处理，塑料板的安装、维修也不受施工现场环境气候影响，很容易实现。衬里层的安装与混凝土的浇铸同步进行，还可以缩短建设周期。衬里材料焊接性能良好，维修非常方便。
（5）运行稳定可靠　混凝土/塑料衬里结构的吸收塔表面光滑，性能稳定，可以有效防止石灰石/石膏浆液在其表面结垢，从而减少因结垢堵塞造成的计划外停车。
（6）制造成本低　采用混凝土/塑料衬里结构的吸收塔采用单一的塑料衬里，不需要使用昂贵的防腐材料。混凝土价格便宜，来源广泛；塑料板材加工方便，制造容易，价格较其它的防腐材料便宜；混凝土/塑料衬里结构的施工简单，费用较低。因此，混凝土/塑料衬里结构的吸收塔比其它材料的吸收塔制造成本都低许多。例如，对于一个直径17m，高34m的吸收塔来说，混凝土/塑料衬里结构的造价仅为碳钢/玻璃鳞片结构的二分之一。
4. 性能比较
表1　经济性能比较
项目混凝土/塑料碳钢/橡胶碳钢/玻璃鳞片玻璃钢
材料费用低较高较高高
制造费用低高较高高
维护费用低高较高较高
检修费用低高较高较高
使用寿命＞25年＜12 ＜12年＜12
整体费用低高较高高

表2　技术性能比较
项目混凝土/塑料碳钢/橡胶碳钢/玻璃鳞片玻璃钢
耐蚀性能好较好较好较好
耐热性能好好好好
耐磨性能好较好较好较好
抗冲击性能高高较高低
结垢的危险性低高中中
建设周期短长中中
对基体表面和环境的要求低高高高
机械加工性好差一般一般
环境相容性好差差差
对结构改变的适应性好差好差
检修维护的停车时间短长较长长

表3　耐蚀性能比较
衬里表面变化混凝土/塑料碳钢/橡胶碳钢/玻璃鳞片玻璃钢
炭化无有无无
发粘无有无无
起泡无有局部有局部有
粉化无有局部有局部有
吸收介质无有局部有局部有
溶胀无有局部有有
渗漏无有局部有局部有
变形无有有局部有

5. 在FGD中的应用
理论上，在FGD中凡是能够用混凝土制造的设备、管道和构筑物，又需要防腐蚀处理的都可以使用混凝土/塑料衬里结构。在实际工程中，混凝土/塑料衬里结构最适合制造烟气吸收塔，因为它具有其它结构无法比拟的优势：
（1）混凝土可以就地取材，节约运输费用。
（2）塑料衬里和混凝土浇铸同步施工，建设周期大大缩短。
（3）不需要昂贵的防腐材料，制造成本大大降低。
（4）使用寿命长，维护费用低。
（5）表面光滑，不容易结垢，运行平稳。
（6）施工容易，维修方便，也不需要特殊的劳动保护。
除了烟气吸收塔，其它的混凝土容器也都适用，如石灰石浆液箱，石膏浆液箱、事故浆液罐，废水箱等都可以采用混凝土/塑料衬里结构制造。
混凝土/塑料衬里结构在FGD中已经有良好的使用业绩。在德国，用聚丙烯制作的浆液喷淋管道已经服役25年以上，至今完全无损。混凝土/塑料衬里结构的容器、吸收塔和其它设备都运行良好。