O uso de combustíveis com enxofre em unidades geradoras de vapor produz um potencial risco de corrosão por enxofre na extremidade fria da caldeira. A gravidade da corrosão depende de muitos fatores como a porcentagem de enxofre no combustível, o excesso de ar, a umidade nos gases de combustão, etc. Muitas opções estão disponíveis para conter a corrosão a frio

As caldeiras que geram vapor para uso em usinas de geração e as usinas de processo de energia usam diferentes tipos de combustíveis. Esses combustíveis contêm enxofre em diferentes porcentagens. Quanto maior a porcentagem de enxofre, maior será o risco de corrosão por extremidade a frio na caldeira. O enxofre no combustível durante a combustão é convertido em dióxido de enxofre. Dependendo das outras impurezas presentes nos níveis de combustível e excesso de ar, alguma porção do dióxido de enxofre é convertida em trióxido de enxofre. A presença de umidade nos gases de combustão devido à umidade no combustível e no ar, dióxido de enxofre e trióxido, combinada com a umidade forma ácido sulfúrico. Estes ácidos condensam de 115 graus centígrados para um pouco mais de 160 graus, dependendo da concentração de enxofre e vapor de água.

Dependendo concentração de vapor de água, a temperatura do ponto de condensação pode variar de cerca de 90 graus centígrados para 140 graus centígrados.

A condensação destes ácidos resulta em desperdício de metal e falha do tubo da caldeira, corrosão do pré-aquecedor de ar e corrosão do tubo de combustão. Para evitar ou reduzir a corrosão final a frio, a temperatura do gás deixando a superfície de transferência de calor na caldeira é mantida em torno de 150 graus centígrados, variando de 120 a 155. É muito importante que a temperatura do metal dos tubos seja sempre mantida acima da condensação da temperatura. A temperatura do metal dos tubos é regulada pela temperatura média do fluido dentro dos tubos. Isso torna necessário pré-aquecer a água a pelo menos 150 graus centígrados antes de entrar na superfície do economizador. No caso de um pré-aquecedor de ar, são utilizados dois métodos para aumentar a temperatura do metal. Um desvio de ar no pré-aquecedor de ar, a quantidade de SO3 produzida no gás de combustão da caldeira aumenta com o aumento do excesso de ar, temperatura do gás, tempo de residência disponível, a quantidade de catalisadores como pentóxido de vanádio, níquel, óxido férrico, etc., e o nível de enxofre no combustível.

A temperatura do ponto de condensação do gás de combustão aumenta abruptamente de 90 graus centígrados para 135 graus centígrados, com porcentagem de enxofre aumentando até 1%. Um aumento adicional na porcentagem de enxofre no combustível aumenta gradualmente a temperatura do ponto de condensação de 135 graus centígrados para 165 graus centígrados com 3,5% de enxofre no combustível.

Prevenção da corrosão por frio

Existem vários métodos usados ​​em todo o mundo para conter a corrosão final. Estes métodos se enquadram na categoria de redução na combustão e redução pós-combustão.

Os métodos de redução na combustão incluem:

Queima de combustível com baixo teor de enxofre

Excesso de queimadores de ar

Aditivos de combustível

Câmaras de combustão de cama fluidizadas

Indo para o combustível com baixo teor de enxofre às vezes se torna economicamente inviável para o processo o qual os geradores de vapor são usados. Hoje, muitos projetos de excesso de ar sem exceção estão disponíveis no mercado. Estes queimadores adotam muitas maneiras de reduzir o excesso de exigência de ar, sem afetar os gases após a combustão. Os aditivos de óleo combustível como óxidos de magnésio simples são usados ​​para conter corrosão por extremidade a frio devido ao enxofre. O óxido de magnésio é injetado no forno ou misturado com combustível que combina com óxidos de enxofre para formar sulfato de magnésio. Em combustores de leito fluidizado, a adição de cal é um método simples usado para reduzir a corrosão do enxofre.

As tecnologias pós-combustão adotadas são:

Projeto com  temperatura mais alta de saída do gás

Circulação de ar através do pré-aquecedor de ar

Injeção de amônia

Dessulfurização de gases de combustão (FGD)

O projeto de caldeiras com maior temperatura de saída do gás reduz a eficiência da caldeira. Como regra geral, aproximadamente cada aumento de 20 graus centígrados da temperatura dos gases de combustão na saída da caldeira reduz a eficiência em 1%. Portanto, este não é um método preferido nos dias atuais.

O desvio do pré-aquecedor de ar é principalmente para fins de inicialização até que a temperatura do metal possa ser mantida acima da temperatura de condensação, mesmo quando o ar frio entra. Alguns designers usam o pré-aquecedor de ar da bobina de vapor para o funcionamento completo da caldeira.

A injeção de amoníaco foi um método adotado por alguns engenheiros em certas caldeiras de instalar o processo que queimava óleo de enxofre devido à disponibilidade de amônia. O amoníaco é injetado na região onde a temperatura do gás de combustão está abaixo da temperatura de dissociação da amônia e há tempo suficiente para a reação química. A amônia combina com trióxido de enxofre para formar sulfato de amônio. A taxa de injeção de amoníaco dependerá da concentração de enxofre. O problema com este método é que produz um alto volume de depósitos soltos de sulfato de amônio, o que aumenta a queda de pressão no caminho do gás de combustão. A remoção destes depósitos é feita pela lavagem com água do pré-aquecedor de ar conectados.

A dessulfurização dos gases de combustão é um método muito comum adotado atualmente. Aqui, o gás de combustão com vapores ácidos é esfregado para removê-lo como um subproduto. A maioria dos processos usa álcali para esfregar os gases de combustão. Muitos engenheiros adotam o processo de gesso calcário. Este processo ganhou aceitação devido ao subproduto de gesso vendável. A disponibilidade de água do mar possibilita a sua utilização como um absorvente de óxidos de enxofre em forma ácida. Existe outro processo chamado Processo Wellman-Lord, que é um processo regenerativo que utiliza solução aquosa de sulfeto de sódio para purificação dos gases de combustão. O subproduto comercial pode ser o enxofre elementar, ácido sulfúrico ou SO2 líquido. Existem muitas fábricas que usam esta tecnologia no Japão, nos EUA e na Alemanha. O Processo de Injeção de bicarbonato de sódio é um método de injeção direta adaptado ao enxofre do gás de combustão. Aqui, o bicarbonato de sódio é injetado no duto após o pré-aquecedor de ar e antes do sistema de remoção de pó como um precipitador eletrostático ou filtros de sacos.