摘要：
燃煤電廠煙氣經過濕法脫硫后，煙氣的腐蝕性超過了原煙氣的腐蝕性，濕煙氣對煙囪內壁造成了嚴重的腐蝕。高分子涂料具有施工簡單，工程造價低，適用煙囪范圍廣等特點，同時隨著高分子性能的不斷改進，防腐蝕效果突出，因而在煙囪防腐蝕中具有廣泛的應用前景。本文綜述了應用于濕煙囪防腐蝕領域的高分子涂料種類、主要性能及應用業績情況，旨在為新舊濕煙囪保護措施的選擇提供有益參考，還對高分子涂料在這一領域的發展前景做出了展望。
在國家相關政策的約束下，過去幾年中，煙氣脫硫工程在我國得到了廣泛的應用。在所有的脫硫技術中，濕法脫硫因為技術成熟、脫硫效率高而得到了廣泛的應用［１－５］。燃煤電廠煙氣經過濕法脫硫后，煙氣的腐蝕性超過了原煙氣的腐蝕性，對電廠的尾部設備造成了嚴重的腐蝕。
如果不采取專門的防腐蝕措施，基于未脫硫的干煙氣而設計建造的煙囪將會很快被腐蝕，墻壁越來越薄，嚴重威脅著電廠的安全，可能導致機組被迫停爐，進而對電廠和社會用電造成巨大的經濟損失［６－８］。
１·國內煙囪腐蝕防護技術現狀
濕法脫硫在我國的運行時間短，濕煙氣對煙囪的腐蝕屬于新情況，因而防腐蝕研究方面資料較少。目前我國的濕煙囪防腐蝕技術主要是借鑒*方法，如使用合金鋼板內襯、玻璃鋼整體煙囪技術、發泡耐酸玻璃磚內襯、噴涂高性能防腐蝕涂料等等［９－１１］。這些技術方法雖然在國外有著廣泛的應用業績，取得了成功，但在國內目前還很難借鑒。因而目前國內的煙囪防護不是很成功，難以達到業主的滿意［１２］。總結起來，目前我國的濕煙囪防腐蝕方法主要有以下幾種：
（１）采用合金鋼板內襯金屬合金鋼內襯一般為鎳基合金板（Ｃ－２７６）和鈦板（ＴｉＣｒ２），耐腐蝕性能好，是目前為止在煙囪防腐蝕里面效果的材料，國外電廠采用較多［１３］，因價格昂貴，國內一般很少采用。在地面制作出合金復合板片，在現場將合金復合板焊接成型。使用合金鋼板作為煙囪內襯，過于昂貴，一般是涂料類防腐蝕成本的１０倍左右。并且合金材料的焊接比較復雜，工期較長，一般不適合老煙囪改造［１４－１６］。
（２）采用發泡耐酸玻璃磚做內襯國內使用的發泡耐酸玻璃磚可分為賓高德磚和國產玻璃磚兩種。前者是美國漢高公司*經營的產品，防腐性能好，一般壽命為２０年以上，在國外有著非常成功的應用案例，但價格昂貴，成本高。國內生產發泡耐酸玻璃磚的廠家受技術限制，還在模仿跟蹤階段，技術和產品與國外有一定的差距。使用正規合格的發泡耐酸玻璃磚襯里防腐蝕性能好，使用壽命長，但工程投資高，施工周期長，且載荷比較大，對于老煙囪改造難以實現［１５］。
（３）高分子涂料高分子涂料類防腐蝕方案主要是采用一些具有耐酸、耐高溫的有機聚合物，以涂料的形式附著于煙囪內壁，防止腐蝕性物質與煙囪內壁的直接接觸，從而對煙囪進行防護。高分子涂料具有施工簡單，工程造價低，可適用煙囪范圍廣等特點，因而被廣泛采用［１７－１８］。
２ 高分子防腐蝕涂料
濕法脫硫技術是新型技術，濕煙囪的防腐蝕問題直到zui近十幾年才開始重視，我國直到zui近幾年才開始研究高分子涂料在濕煙囪防腐蝕中的應用。目前在濕煙囪防腐蝕領域應用的高分子涂料主要有以下幾種。
２．１ ＯＭ涂料
ＯＭ涂料zui早由原山西省電力*電力建設四公司研制，是一種由防腐蝕樹脂、防銹顏料、粉料、填料以及固化劑等調配而成的涂料，有效成分為一種高分子滲透聚合物，現在ＯＭ已成為一種涂料的商標名，被廣泛生產使用。在應用上，一般是三種不同型號的ＯＭ涂料配合使用，首先是在干凈的煙囪內壁滾涂一層ＯＭ膩子，以增強ＯＭ涂料與基體之間的附著力，然后噴涂一層０．３ｍｍ以上的底料，底料一般具有優良的附著力和耐化學腐蝕性，干燥后再噴涂一層０．５ｍｍ以上的面料，面料除了具有優良的附著力和耐腐蝕性外，還具有優良的耐磨和耐沖刷性能。
２．２ 聚脲涂料
聚脲是由異氰酸脂組分與氨基化合物組分反應生產的一種含有脲基官能團的彈性物質。其生產方法以及性能類似于聚氨酯。異氰酸脂的主鏈既可以是芳香族，也可以是脂肪族。聚脲材料致密、連續、無接縫，在干燥、固化過程中*依靠化學反應，而不會像以往的油漆在干燥過程中，需要向空氣中揮發有機溶劑或者水分，因此就不會有針孔、氣泡、縮孔等缺陷產生，也就杜絕了腐蝕性物質的滲透途徑，所以防腐蝕性能十分突出［１９］。同時由于其優異的柔韌性，完夠抵御晝夜、四季環境溫度變化帶來的熱脹冷縮，不會產生開裂和脫落現象，因而聚脲大量應用于防水工程以及化工儲罐和管道的腐蝕防護［２０］。
但是在濕煙囪領域防腐蝕，聚脲的應用業績并不是十分突出，容易脫落，這可能是聚脲材料與煙囪內壁的粘結強度不高的原因所致，另外聚脲的噴涂需要專業的設備，噴涂不好也容易導致脫落。因而目前聚脲涂料用于濕煙囪需要進一步研究改進［２１］。
２．３ 玻璃鱗片膠泥（涂料）
鱗片涂料是以耐蝕樹脂和鱗片骨料組成的厚漿型涂料，鱗片涂料的樹脂主要有：環氧樹脂、聚氨酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂等。其中酚醛環氧乙烯基酯樹脂能提供杰出的耐強酸強堿和高溫（２０５℃）介質的性能。鱗片涂料的鱗片除了玻璃鱗片外，還有不銹鋼鱗片、鋅鋁鱗片、石墨鱗片、云母氧化鐵鱗片等，都具有良好的抗滲性，又各具特點。玻璃鱗片因其良好的耐化學腐蝕性、耐冷、耐熱性，在煙囪防腐蝕涂料中使用的比較多［２２］。
一般鱗片涂料的樹脂中需要用聚硫橡膠等進行增塑改性，避免因zui大涂裝間隔而影響面漆的附著力。且在無法使用噴砂的情況下，對于局部的破損使用手工和動力工具打磨即可涂漆。在膠泥施工完畢后，扁平型的玻璃鱗片在樹脂連續相中呈平行重疊排列，構成迷宮型密封體系結構，如圖１所示，有效延長了腐蝕介質滲透的途徑，并且通過有序分散的鱗片分散松弛了襯里層固化成型時所產生的殘余應力，從而克服了傳統襯里技術的介質滲透及殘余應力的破壞腐蝕失效的兩大要素［２３］。鱗片涂料在我國的濕煙囪中應用的也比較多，但從目前的防腐蝕業績來看，玻璃鱗片的防腐蝕壽命比較短，一般在６～１０年以后會出現滲漏脫落現象［２２］，但因造價便宜，仍有一定的應用市場。
圖1 玻璃鱗片膠泥的片層排列結構示意圖
２．４ 耐酸泥膠
耐酸泥膠是由水玻璃和耐酸水泥調制而成，目前國內在建筑上常用的水玻璃是鈉玻璃，主要成分是硅酸鹽。耐酸泥膠具有很好的膠結性能，不燃燒，耐腐蝕，有較高的耐酸能力，但不耐堿。耐酸泥膠制作簡單，成本低，曾經被廣泛使用，但通過使用業績來看，耐酸泥膠的防腐蝕效果很差，使用耐酸泥膠進行防腐蝕的煙囪都出現了問題［２４］，這可能是濕煙氣中含有少量氫氟酸的原因，而耐酸泥膠因為含有硅酸鹽，對氫氟酸沒有抗腐蝕能力。同時耐酸泥膠一般施工厚度比較大，總體載荷比較大，對舊煙囪有一定的危險性。目前，國內相關機構已認定現有的耐酸泥膠技術不合適濕煙囪的應用環境，耐酸泥膠基本退出了濕煙囪防腐蝕領域［６，１９］。
２．５ 薩偉真內襯涂料
薩偉真防腐蝕內襯涂料是美國薩偉真（Ｓａｕｅｒｅ－ｉｓｅｎ）公司的產品，是針對電廠防腐蝕采用的新型高分子聚合物的產品。主要成分是一種高韌性、高密度、重防腐蝕的乙烯基酯。產品采用新型的聚合方法，將無機粒子填充于聚合物的基體中，形成不同系列的超高分子量和高規整性的雜化高分子聚合物，從而具備某些線性高分子不能具備的特殊性能。該聚合物涂料具有抗酸，耐溫，保溫，使用壽命長等特點。由于國內的混泥土墻體與國外混泥土墻體差別較大。同時，進口涂料在價格上也比較貴，因此目前在國內使用比較少［２５］。
２．６ ＡＰＣ雜化聚合物涂料
ＡＰＣ雜化聚合物涂料是美國*聚合物涂料公司開發的一種重耐腐蝕涂料。該涂料zui先用于美國軍方，用在工礦及其惡劣的戰術，飛機外露部件，宇航，電子等設施上。２０世紀８０年代后逐漸用于電力化工等強腐蝕性環境，解決了電力脫硫系統的高溫酸液、酸氣腐蝕、石油煉制和鉆采的高溫高壓油氣、酸氣、泥漿的強腐蝕和磨損。具有突出的耐腐蝕性、耐磨蝕性和耐溫性，是一種新型的無機－有機新型涂料。該聚合物涂料是由改性環氧基聚合物組成的一種*交聯密度的防腐蝕材料，將具有高度耐腐蝕和耐溫的無機物二氧化硅（ＳｉＯ２）與有機的環烷苯基醚相連接，形成的無機－有機結構化合物（環硅的縮水甘油醚），該結構中不含有羥基和酯基，而代之以（－Ｃ－Ｏ－Ｃ）zui強的化學鍵，而形成三維空間的交聯立體結構，其分子結構中具有２８個可交聯官能團，在固化過程中通過芳香型交聯劑作用，可結合轉變成７８４（２８×２８）個交聯點，故又稱７８４涂料。與通常的熱固性樹脂固化后形成的立體結構不同，在７８４涂料的立體結構中存在著環結構，如圖２所示，因此具有優良的柔韌性，從而把高度的交聯結構和良好的柔韌性統一起來［２６］。
圖2 APC雜化物聚合物涂料中的環狀結構
ＡＰＣ雜化聚合物涂料在國外有著非常成功的業績，在我國的撫順發電廠和神華集團國華綏中發電廠有過應用，目前防腐蝕效果良好，沒有發現失效的問題。
２．７ 德國固斯特涂料
德國固斯特（ＫＯＳＴＥＲ）建筑化工集團是專業從事建筑防護的企業，該企業創造性地把材料的耐高溫和耐酸腐蝕這兩個在材料學上很難融合的特性地結合在了一起，開發了固斯特ＢＢＤＩ系列涂料和ＰＳＭ系列涂料。ＰＳＭ涂料主要成分是液態硅酸鹽、固體硅酸鹽和高分子聚合物材料，組成一種硅酸鹽*防腐蝕體系。因為該涂料主體成分含有硅酸鹽，因而與礦物質基面具有*的粘結力，特別適合于礦物質基面的腐蝕防護，如混凝土表面，墻體表面，泥漿表面等。該涂料具有*的抗壓強度，柔韌性好，強耐磨性，能夠持久有效地防止ｐＨ值介于０到１１之間的酸性和堿性物質的腐蝕，目前這在世界上是*的。在泰國，固斯特ＰＳＭ涂料更是被列為煙囪防腐蝕*技術。固斯特涂料已成功應用于歐美及東南亞地區的火電廠，但目前在我國尚未廣泛使用，只有哈爾濱*熱電廠采用了該技術，應用業績尚不清楚［２０］。
３·高分子防腐蝕涂料的在濕煙囪應用中存在的問題
從以上高分子涂料在濕煙囪領域的應用情況可以看出，目前，國產的高性能的、能應用于濕煙囪的防腐蝕涂料還比較少，國內的涂料生產商還處在模仿跟蹤*防腐蝕涂料的階段上。在國外煙囪防腐蝕涂料高度發展的環境下，我國的煙囪防腐蝕要想擺脫國外的技術壟斷，開發屬于自己的、符合我國國情的、低成本的煙囪防腐蝕涂料，首先要有規范化的市場，從而有利于生產商和相關研究的發展；其次在技術上，我們要轉變思路，注重于涂料中固化劑和交聯方式的研究，從而在現有的材料和技術上開發高性能的煙囪防腐蝕涂料。
４·高分子防腐蝕涂料在濕煙囪防腐蝕領域的應用前景
涂料防護具有施工周期短，工程造價低，適用的煙囪范圍廣等特點，因而可以預見在未來仍是煙囪防腐蝕工程的。同時防腐蝕涂料具有通用性特點，不僅可以應用在煙囪防腐蝕領域，在稍加調制的基礎上很容易應用于其它的防腐蝕工程，因而使得這種高性能涂料的研究具有非常廣泛的市場應用前景。可以預見，隨著濕法脫硫運行時間的推移，煙囪的腐蝕現象將會進一步凸顯，這有利于煙囪防腐蝕涂料市場的發展；同時隨著生產運行時間的推移，各種防腐方案的業績將會被時間檢驗，一些質量低性能差的防腐涂料將會被市場淘汰，從而防腐蝕市場將會被規范化，一些注重研究、注重產品性能的研究機構和生產廠家將會得到發展，這將有利于煙囪防腐蝕涂料的良性發展。
而在技術上，高性能、長壽命、低成本的煙囪防腐蝕涂料將是這一領域的發展方向。研究思路將會從過去尋找設計新的聚合物主鏈轉變到設計合成特殊的固化交聯劑基礎上；因為相對于合成設計新的聚合物主鏈，去改變固化交聯劑將會更具有成本優勢。同時，防腐蝕涂料施工工藝的研究也是未來重點研究的技術之一。
作為涂料行業來說，素有“三分涂料，七分施工"之說，高分子涂料在煙囪防腐蝕領域的應用更是如此，煙囪的腐蝕性氣體具有正壓運行，滲透性強等特點，如果施工不好，很容易出現局部失效，脫落等現象，因此，對于特定的防腐蝕涂料，開發與其相適應的*的施工技術同樣重要。
