煤化工制氣管道和設(shè)備腐蝕機理及預(yù)防

于健（內(nèi)蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350）

1 前言

根據(jù)煤化工企業(yè)的特點判斷，一般都存在較多的管道和設(shè)備，因此在正常的生產(chǎn)中需要維護這些裝置的穩(wěn)定性，減少腐蝕、泄露、爆裂等問題的出現(xiàn)。一旦煤化工企業(yè)中的管道或設(shè)備發(fā)生故障，就需要從源頭關(guān)閉生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟損失，而在整個維修的過程中耗時耗力，存在一定的危險性；其中，腐蝕因素的影響十分廣泛，其危害發(fā)生又有一定的隱密性，因此需要格外關(guān)注。

“煤化工制氣”是一個相對寬泛的概念，狹義地理解，主要包括煤制合成天然氣工藝。但由于粗煤氣生成階段的成分不同，大致劃分為生活用和生活用兩種。其中生產(chǎn)用即工業(yè)級煤制氣產(chǎn)品，由于種類較多、成分復(fù)雜，造成的腐蝕問題也十分明顯。

從國內(nèi)現(xiàn)狀分析，煤化工制氣管道和設(shè)備腐蝕的類型主要有化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、雜質(zhì)腐蝕、氧化物腐蝕等，其表現(xiàn)形態(tài)包括縫隙腐蝕、斑點腐蝕、點腐蝕、磨損腐蝕等。

2 煤化工制氣管道和設(shè)備腐蝕機理分析

2.1 化學(xué)腐蝕機理

煤化工產(chǎn)業(yè)的設(shè)備包括高爐、焦爐、轉(zhuǎn)爐等內(nèi)容，在不同的原料、工藝等影響下造成的化學(xué)腐蝕情況也不同，如在進行高爐煤氣過程中出現(xiàn)的二氧化硫、硫化氫會快速與冷凝水結(jié)合，形成強酸，對管道和設(shè)備都有很強的腐蝕作用。

煤化合成氣成分中的酸性物質(zhì)主要包括硫化氫、二氧化硫、硫化物以及他能夠與金屬直接反應(yīng)的物質(zhì)，如氯離子，主要的化學(xué)方程式如下:

2.2 電化學(xué)腐蝕機理

在管道輸送的過程中，粗煤氣中的冷凝水混合液體中包括大量原始鹽、生成鹽，電導(dǎo)率大大提升，會引起一部分化學(xué)腐蝕；當冷凝水在管道內(nèi)壁形成一層水膜，就完全構(gòu)成了電池腐蝕的原理條件。電化學(xué)腐蝕的機理中，主要表現(xiàn)是腐蝕性氣體和冷凝水結(jié)合之后，與水共存形成的氫硫酸、碳酸、硫酸等電解質(zhì)。

2.3 雜質(zhì)腐蝕劑機理

煤化工環(huán)境十分復(fù)雜，在管道連接處、墊片、焊縫、設(shè)備間隙等位置容易積累污垢、雜質(zhì)，這些都是導(dǎo)致腐蝕產(chǎn)生的主要介質(zhì)。尤其是在金屬保護層（如油漆）脫落的部分，更容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也包括一些腐蝕性細菌等危害。

2.4 二氧化碳腐蝕機理

嚴格地來說，二氧化碳腐蝕屬于化學(xué)腐蝕中的酸性腐蝕類別（碳酸），但由于二氧化碳在整個煤化工產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)量較高，影響范圍較廣，有必要特別對待。二氧化碳（包括部分一氧化碳）與煤氣中的冷凝水結(jié)合之后，就會生成碳酸根（CO32-），同時水分子中電離成H+，其反應(yīng)式為:

除此之外，還存在水腐蝕、應(yīng)力腐蝕、焦油腐蝕等多種情況，需要根據(jù)煤化工企業(yè)所使用的煤炭原料、工藝、設(shè)備具體分析。

3 煤化工制氣管道和設(shè)備防腐措施

3.1 加強生產(chǎn)工藝的管理

我國大部分煤化工企業(yè)都采用的是露天生產(chǎn)形式，雖然可以有效節(jié)約一次性投資，但在管道和設(shè)備的日常管理中存在很多的漏洞。例如管道外部的大氣、水分直接接觸，造成腐蝕的機率和速度都很快。因此，加強生產(chǎn)工藝管理以及相關(guān)制度的執(zhí)行，可以有效防止腐蝕問題出現(xiàn)。

3.2 改善運轉(zhuǎn)維護的手段

設(shè)備的運轉(zhuǎn)和管道的輸送是不間斷展開的，腐蝕問題也是持續(xù)進行的，因此這就要求運維手段也實現(xiàn)連續(xù)性。通過學(xué)習(xí)和借鑒先進企業(yè)的管理經(jīng)驗，結(jié)合自身情況，對管道和設(shè)備的腐蝕問題進行梳理，尋求主要的預(yù)防方向；如煤化工肥料企業(yè)中要側(cè)重預(yù)防銨鹽腐蝕，而發(fā)電企業(yè)要重點預(yù)防電化學(xué)腐蝕等。

3.3 合理使用化學(xué)緩蝕劑

緩蝕劑是一種可以減緩材料腐蝕的化學(xué)物質(zhì)（復(fù)合物），實踐證明，在煤化工工藝中具有很好的效果。使用緩蝕劑是保護設(shè)備的一種有效手段，操作簡單、成本較低，但從實用性上分析，僅僅適用于一些閉合設(shè)備體系。例如，在焦化生產(chǎn)中使用緩蝕劑的環(huán)節(jié)，主要是冷凝水循環(huán)系統(tǒng)，而在其他非循環(huán)系統(tǒng)中容易造成資源浪費。

4 結(jié)語

近年來我國的煤化工產(chǎn)業(yè)取得了長足發(fā)展，提高了國內(nèi)平衡能源利用比例的水平，也提高煤炭資源的利用效率，同時減少環(huán)境污染的影響，是實現(xiàn)可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展的重要手段。煤化工制氣管道和設(shè)備的腐蝕因素很多，需要通過嚴格的工藝標準進行管道檢查、維護，將腐蝕造成的不利影響減到最低。一方面實現(xiàn)管道和設(shè)備的使用壽命延長，另一方面，實現(xiàn)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的安全性，降低安全事故發(fā)生機率。

[1]羅道成,劉俊峰.焦化廠煤氣管道和設(shè)備腐蝕原因及預(yù)防[J].煤化工,2007,01:36-38+41.

[2]陳超,丁翠嬌.煤氣管道腐蝕機理與預(yù)防措施研究現(xiàn)狀[J].工業(yè)加熱,2015,01:41-43.