摘要：介绍了BEKA塑料衬里混凝土吸收塔的技术特点。与橡胶和玻璃鳞片衬里碳钢吸收塔相比，BEKA塑料衬里混凝土吸收塔是一种投资省，寿命长，施工快捷，检测容易，维修方便，运行稳定的技术。
1. 前言
众所周知，吸收塔是石灰石（石灰）－石膏湿法烟气脱硫（FGD）装置的核心设备，是实现气体污染物分离、烟气净化的关键所在。在吸收塔内，含有粉尘、HCL、HF、硫氧化物（SO2和SO3）等污染物的烟气与含有CaCO3、Ca(OH)2等吸收剂的浆液充分接触，污染物被吸收剂吸收留存在浆液之中从而实现与烟气分离；烟气则通过除雾器除去液滴和水雾，从而得到净化。
在过去，吸收塔的主体材料多采用碳钢，内壁衬以橡胶或玻璃鳞片以抗腐蚀。但这种结构仍然存在一些问题：一是在烟气入口的干湿交替界面，橡胶和玻璃鳞片衬里都难以满足防腐的要求，需要采用进口的高镍合金材料来制造，不仅投资高，而且加工制造需要专门的技术和设备；二是橡胶和玻璃鳞片衬里的寿命一般为10-15年，而FGD装置的设计寿命一般为30年。因此，在FGD使用年限内，衬里至少要更换1次，其费用约是初期投资的2-3倍。
四川恒泰环境技术有限责任公司与德国STEULER集团公司密切合作，作为其在国内的唯一技术合作伙伴，致力于烟气脱硫吸收塔系统的优化设计。BEKA塑料衬里混凝土吸收塔技术为吸收塔的低造价、长寿命、易维护提供了解决方案。
2. BEKA塑料衬里混凝土吸收塔
BEKA塑料衬里混凝土吸收塔是一种以BEKA塑料薄板为抗腐蚀衬里，以钢筋混凝土为主体的吸收塔。BEKA塑料是PP、PE、PVC或PVDF的热塑性塑料薄板，与混凝土接触的一面焊有塑料铆固件以实现与混凝土的连接和对塑料薄板的支撑。这种铆固件及焊缝具有很高的强度，即使在薄板承受超过1000kN/m2;的剪切应力和500 kN/m2;的拉伸应力时，也不会破裂。
在吸收塔混凝土结构施工时，BEKA塑料的铆固件被混凝土完全浇铸，从而实现塑料薄板与混凝土结构的永久性连接。塑料板之间的连接则通过简单的焊接来完成。以这种方式制造的吸收塔在使用性能上可以看作是以BEKA塑料为材料的混凝土加强的塑料罐；从建筑结构来看，又是BEKA塑料衬里的混凝土塔。因此，它是两种材料优势互补，各取其长的完美组合。BEKA塑料衬里与之前出现的塑料衬里是完全不同的两种技术。首先，两种衬里材料的结构形式是不同的。BEKA塑料由塑料薄板和锥形铆固件构成，后者使用的衬里材料只是塑料薄板，自身没有铆固件。其次，两种衬里结构的连接固定方式不同。BEKA塑料通过自身的铆固件与混凝土浇铸在一起而实现衬里的支撑和连接，是机械互连衬里系统；后者一般通过胶粘剂来实现衬里的支撑和固定，是通过化学互连实现的。在胶粘剂不能完全满足支撑和固定要求时，也有采用螺栓固定的，但这种结构存在致命的缺陷，应用受到限制。因为在螺栓固定之处需要用相同的塑料进行焊接密封来保护螺栓不受腐蚀。这种密封结构中包裹了空气，当环境温度升高时，空气在密封结构内膨胀，形成较大的内压，最终可导致密封结构失效。腐蚀介质渗入密封结构腐蚀螺栓，进而通过衬里层腐蚀吸收塔的碳钢主体。第三，两种衬里结构的安装是完全不同的方式。BEKA塑料在混凝土浇铸的同时就在进行安装，混凝土浇铸完成后，只需对BEKA塑料的接缝进行简单的焊接就可以完成。后者的安装则必须在设备主体结构完成之后才能开始，并且需要表面处理和环境条件都满足安装要求之后才能进行施工。由此可见，BEKA塑料衬里技术与之前的塑料衬里技术在本质上是不同的。
3. BEKA塑料衬里混凝土吸收塔的特点
3.1 吸收塔衬里结构比较
碳钢玻璃鳞片衬里和碳钢橡胶衬里是目前应用最为广泛的吸收塔结构，表1把这两种结构同混凝土BEKA塑料衬里结构作了全面的综合性能比较。
3.2物理性质
上述三种吸收塔衬里都有较好的耐热性能，但在耐磨性、抗冲击强度、表面结垢、隔音及保温等物理性能方面存在差异。通过比较可知：BEKA混凝土塑料衬里结构具有更好的物理性能和更高的品质。橡胶和玻璃鳞片衬里虽然具有良好的耐磨性，但在吸收塔喷淋区使用仍然受到严重的磨损。这是因为循环吸收浆液含有大量的固体颗粒，从喷嘴出来的浆液以很高的相对速度喷射到吸收塔内壁。这类似于喷沙，时间一长，这些浆液会对衬里造成严重的机械磨损，尤其是耐磨品质低的材料，将导致永久性破坏。BEKA塑料的耐磨性能比玻璃鳞片和橡胶要好，在FGD工程中还没有出现过上述情况。
在FGD装置中，防止吸收塔内表面结垢是非常重要的。在这方面，BEKA塑料品质更好，因为，BEKA塑料对浆液是不浸润的，而且表面光滑，结垢可能性低，不会形成较大的堆积。图5显示为FGD装置中的BEKA塑料衬里，表面非常光滑。而玻璃鳞片和橡胶衬里则不具备这样的性能。浆液中的固体颗粒会沉淀在衬里表面，并不断堆积长大。这些大块的沉淀物从吸收塔内壁上自动脱落时，不仅会对衬里造成损伤或损坏，而且会影响循环泵的正常运行。
BEKA塑料衬里混凝土吸收塔的另一个特点是：较厚的混凝土框架有较好隔音、保温功能。这是橡胶或玻璃鳞片衬里碳钢吸收塔不具备的。众所周知，钢有很好的传音、导热能力。因此，对于橡胶和玻璃鳞片衬里的吸收塔，就需要在碳钢塔壁的相应位置上安装隔音、保温装置。对于BEKA塑料衬里混凝土吸收塔则并不需要这些，无疑可以缩短建设周期，降低制造成本。
3.3化学性质
BEKA塑料衬里混凝土吸收塔和橡胶或玻璃鳞片衬里碳钢吸收塔在化学稳定性及扩散性上，有着明显的不同。用BEKA塑料制造的塑料槽、管道已经有超过30年的使用历史和寿命，对于FGD装置中烟气及液体的化学成分有着很好的化学耐久性。
橡胶和玻璃鳞片衬里的化学稳定性则相对差一些。在长期的化学作用下，衬里材料逐渐变硬、变脆，抗冲击强度降低，产生裂缝甚至泄漏的危险就增大了。对橡胶和玻璃鳞片衬里的碳钢吸收塔而言，另一种危险就是蒸汽的扩散。蒸汽通过橡胶及玻璃鳞片衬里向碳钢一侧扩散，被碳钢的塔壁阻挡，集聚在衬里层与碳钢的界面上，引起碳钢的腐蚀。腐蚀产物（铁锈）的不断增加会导致衬里失效，形成鼓泡，甚至脱落。当这种破坏很严重时，就会导致计划外的停车以及产生昂贵的维修费用。对于BEKA塑料衬里混凝土吸收塔，这种危险是不会出现的。因为蒸汽在混凝土中的扩散率比BEKA塑料衬里高很多，大部分的蒸汽都穿过了混凝土，而不会对衬里结构产生破坏。
3.4建造及安装所需时间
吸收塔的建造及安装时间是FGD工程中必须考虑的一个问题。同样，BEKA塑料衬里混凝土吸收塔比其他两种衬里结构的吸收塔有着本质的优势。BEKA塑料薄板是直接浇注在混凝土上的，它通过自带的铆固件与混凝土实现机械连接。当混凝土部分完工时，衬里实际上也就完成了。对于橡胶和玻璃鳞片衬里而言，必须在吸收塔碳钢主体安装完成后才能开始衬里安装。另外，严格的表面处理和适宜的环境条件都是必须的。在吸收塔内安装必要的固定组件对BEKA塑料而言，只是简单的焊接，不需要太多的花费，只需要短暂的停车。但对橡胶或玻璃鳞片衬里的吸收塔就不是简单的事了，既需要对组件进行额外修改或安装新组件，又需要较长时间的停车，花费也较高。
另外，环保及健康也是需要考虑的。BEKA塑料只经过焊接，所以不会释放或产生有害物质。与此不同，橡胶或玻璃鳞片衬里需要有机成分的原材料和助剂。这样，在安装过程中就会对环境造成污染，对安装人员的健康产生消极影响。同时，在安装过程中必要的消防系统也是必不可少的。
3.5衬里的检查及维修
在FGD装置正常运行的情况下，要检查吸收塔橡胶或玻璃鳞片衬里的损伤和泄漏是不可能实现的。必须将系统停止，并对衬里表面进行清理和干燥。通过肉眼观察来发现材料改变类的大损伤如鼓泡、锈蚀等。而小的损伤例如衬里层的孔隙、微裂纹等，则需要使用火花探测器对整个衬里表面进行探测来确认。
BEKA塑料衬里混凝土吸收塔的检查就简单得多，在线检测探头可以提供BEKA塑料衬里每时每刻的工作状态信息，根本不需要切断FGD装置。
BEKA塑料的损伤及泄漏的修补也是很简单快速的。小的损伤或泄漏只要通过简单的焊接，或是焊上一块BEKA塑料薄板就可以了。BEKA塑料和焊条价格便宜，保存时间长。修补工作可以靠自己培训的人员完成。因此，对BEKA塑料衬里表面的修补不会造成大的花费。修补后，FGD装置可以立即投入运行。
橡胶及玻璃鳞片衬里系统则不相同。损伤和/或泄漏的确认要先经过专门的查找。确认泄漏的地方以后，大面积的衬里会被去掉，相应大面积的钢表面就会露出来。这样，严格的表面处理和适宜的施工条件都是必须的。在工作完成后，修补的地方必须先进行清理、养护，所以FGD装置不能立刻投入运行。储存必需的修补材料，如常用的粘合剂及填料等，也十分昂贵。而且这些材料也有储存期限。修补工作也要由专门训练的人员完成。因此，即使是局部的泄漏，也会需要很长的时间和大量的费用。
3.6使用期限
BEKA塑料的使用期限可直接与塑料槽或是塑料管相比，应该超过25年，与FGD装置的设计寿命大致相当。因此，在FGD装置中，吸收塔的 BEKA塑料衬里是免更换的。
橡胶/玻璃鳞片衬里则不可能达到这个期限。乐观地说，可以达到15年。而且，在此期间至少必须进行定期维护或修理。在FGD装置的服务期限内，橡胶或玻璃鳞片衬里至少会更换一次。在更换时，涉及到拆卸塔内组件、除去旧的衬里层、碳钢塔体局部的修补、表面处理、重新衬里等工序，不仅需要很长的施工周期，而且需要的费用也很大，往往是初次衬里投入的2-3倍，甚至更高。
4. 结论
烟气脱硫装置的经济效益主要取决于其初始投资、使用寿命、长期运行的可靠性、维护和修理费用等。这些因素当中的任何一项都说明：采用BEKA塑料衬里的混凝土吸收塔优于橡胶内衬或玻璃鳞片树脂衬里的同类装置。BEKA塑料对环境无危害，而且可以回收利用，因此，脱硫装置服役期满后不必进行清除处理，没有二次污染的问题。
