殼牌煤氣化裝置的常見(jiàn)腐蝕及對(duì)策

崔述敏

摘 要：就目前我國(guó)煤炭市場(chǎng)的現(xiàn)狀來(lái)看，使用最多的煤氣化裝置是殼牌煤氣化裝置，所以針對(duì)殼牌煤氣化裝置進(jìn)行研究，對(duì)于整個(gè)煤炭市場(chǎng)中的企業(yè)而言，都具有重要的意義。隨著殼牌煤氣化裝置使用率的提升和普及度的提高，殼牌煤氣化裝置的使用問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，尤其是腐蝕問(wèn)題的產(chǎn)生，需要我們予以關(guān)注和重視。本文首先闡述了殼牌煤氣化裝置工藝概述，然后對(duì)殼牌煤氣化裝置的常見(jiàn)腐蝕與對(duì)策進(jìn)行了探討。希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：殼牌;煤氣化裝置;腐蝕;對(duì)策

基于節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)背景，工業(yè)領(lǐng)域積極探索如何提高能源利用率，減少能源損耗的方法，獲得了不錯(cuò)的成效。其中，殼牌煤氣化裝置的研發(fā)和應(yīng)用，具有廣闊的前景。殼牌煤氣化不僅能源轉(zhuǎn)化率高，而且煤耗低，不會(huì)產(chǎn)生廢棄物料外排的情況，是企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的主要方向。但是，殼牌煤氣化裝置應(yīng)用時(shí)，常見(jiàn)腐蝕問(wèn)題，影響著其效能的發(fā)揮，因此要采取有效的措施，做好防范和應(yīng)對(duì)。

1 殼牌煤氣化裝置工藝概述

1.1 殼牌煤氣化裝置工藝主要流程

殼牌煤氣化裝置的主要構(gòu)成包括氣化爐、合成氣冷卻器、廢熱鍋爐、激冷管、輸氣管等。在殼牌煤氣化裝置運(yùn)行當(dāng)中，需要先將碎煤磨成煤粉，然后進(jìn)行干燥和加壓處理，將其輸送到氣化爐當(dāng)中，與氧氣及水蒸氣的混合物反應(yīng)，發(fā)生部分氧化反應(yīng)，同時(shí)將氣化的壓力保持在3MPa～4.1MPa，溫度保持在1400℃～1600℃。經(jīng)過(guò)高溫處理之后，氣體在激冷氣入口與激冷循環(huán)氣混合，被冷卻到900℃，然后通過(guò)輸氣管被送到合成氣冷卻器中，之后經(jīng)過(guò)回收、除塵和洗滌，合成甲醇、氨等產(chǎn)品。其他熔渣會(huì)排泄到氣化爐的底部，經(jīng)過(guò)淬冷形成微小玻璃顆粒，通過(guò)除渣系統(tǒng)清除。

1.2 殼牌煤氣化裝置工藝主要特點(diǎn)

氣化爐的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般情況下，氣化爐、輸氣管、合成氣冷卻器三個(gè)部分都是連接成為一個(gè)整體的，而在激冷段、輸氣管、合成氣冷卻器上共計(jì)裝有58個(gè)敲擊器，由于需要?jiǎng)屿o結(jié)合，因此使其密封存在較大的難度。在煤氣化裝置中，存在著較多的疲勞設(shè)備，所以管理難度相對(duì)較大，同時(shí)在氣化裝置中，其儀表點(diǎn)、復(fù)雜邏輯和控制回路較多，使得儀表管理以及工藝控制的難度大大增加。最后，粗煤氣的成分較為復(fù)雜，而且粗煤氣是濕氣，所以又增加了腐蝕和泄漏的概率。

2 殼牌煤氣化裝置的常見(jiàn)腐蝕與對(duì)策

2.1 激冷氣壓縮機(jī)的腐蝕以及對(duì)策

2.1.1 腐蝕原因探析

為研究腐蝕產(chǎn)生的原因，提取腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)腐蝕化合物很多，包括FeS和各類硫化物等。對(duì)其進(jìn)行深入分析，獲得腐蝕的原因：第一，使用的原料煤中，含有氯元素和硫元素等，經(jīng)過(guò)高溫合成后，很容易產(chǎn)生各類腐蝕物質(zhì)，如，H2S和HCL等，經(jīng)過(guò)循環(huán)輸送后，會(huì)造成壓縮機(jī)的腐蝕問(wèn)題。第二，在裝置入口位置，運(yùn)用濕法工藝和干洗除塵，經(jīng)過(guò)洗滌處理后，極易產(chǎn)生冷熱氣體混合。若其溫度沒(méi)有超過(guò)200℃，極易使得氯化銨產(chǎn)生露點(diǎn)腐蝕。第三，當(dāng)殼牌煤氣化裝置停開(kāi)車時(shí)，或者停車期間，機(jī)組中的壓縮機(jī)，其溫度會(huì)出現(xiàn)突然降低的情況，使得部分水蒸氣出現(xiàn)冷凝的情況，使得局部產(chǎn)生液相環(huán)境，為腐蝕問(wèn)題的發(fā)生營(yíng)造了“良好的環(huán)境”，造成各類腐蝕問(wèn)題。第四，壓縮機(jī)設(shè)備的原材料，以碳鋼或不銹鋼材質(zhì)為主，對(duì)氯離子很敏感，極易引發(fā)氯化物的點(diǎn)腐蝕問(wèn)題，或者晶間腐蝕問(wèn)題，在有水環(huán)境中，極易產(chǎn)生碳酸物質(zhì)。此環(huán)境下運(yùn)行，使得壓縮機(jī)系統(tǒng)極易被腐蝕，進(jìn)而影響氣化裝置運(yùn)行效果，使得循環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)腐蝕泄漏的情況。除此之外，裝置運(yùn)行產(chǎn)生的各類腐蝕物，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間堆積后，極易堵塞管道，引發(fā)結(jié)垢問(wèn)題，使得裝置產(chǎn)生故障，氣化爐出現(xiàn)聯(lián)鎖跳車，進(jìn)而造成安全運(yùn)行事故。

2.1.2 處理措施

針對(duì)這種腐蝕現(xiàn)象，很多相關(guān)人士都在致力于改進(jìn)中，具體的改進(jìn)以及保護(hù)措施如下：第一，升級(jí)材料;為了有效抵御腐蝕采用了825材料，這種材料具備了較好抗氯化物腐蝕性能，但是在升級(jí)材料上還要考慮到成本、使用工藝介質(zhì)、焊接性能及各種環(huán)境條件等多個(gè)方面因素。目前升級(jí)材料上使用了最優(yōu)方案使用了碳鋼+825的復(fù)合管;第二，除霧器的絲網(wǎng)上使用了825材料;第三，改進(jìn)相關(guān)的設(shè)計(jì)及操作;要防止進(jìn)口管線發(fā)生腐蝕，就要控制進(jìn)口溫度達(dá)到205攝氏度之上，防止循環(huán)系統(tǒng)靠近NH4Cl而發(fā)生腐蝕，還要增強(qiáng)進(jìn)口管線伴熱保溫，避免管線中出現(xiàn)液相析出。同時(shí)還要加強(qiáng)停車之處吹掃次數(shù)，增長(zhǎng)吹掃的時(shí)間，將系統(tǒng)中的內(nèi)積水排盡，清除掉腐蝕環(huán)境，盡可能降低裝置上腐蝕管線的速度，增長(zhǎng)裝置的使用壽命。

2.2 合成氣在洗滌之時(shí)出現(xiàn)腐蝕以及對(duì)策

2.2.1 腐蝕原因探析

對(duì)于氣化裝置上一個(gè)重要工序就是濕法洗滌，也是關(guān)心著關(guān)鍵設(shè)備正常運(yùn)行，同時(shí)還涉及到合成產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)劣。從研究發(fā)現(xiàn)，如今許多殼牌煤氣化裝置中的洗滌塔出現(xiàn)了腐蝕，致使后續(xù)工程出現(xiàn)故障，最終只能夠停產(chǎn)檢修。事實(shí)上出現(xiàn)堿垢大都是因?yàn)镹aOH堿溶液添加過(guò)多，導(dǎo)致碳鋼因?yàn)殡娀从扯桓g，進(jìn)而就在洗滌器中存下了大量結(jié)垢，減低了洗滌效果。如果堿量沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)添加，一旦處于高溫環(huán)境碳鋼就會(huì)發(fā)生堿脆現(xiàn)象。并且裝置在運(yùn)行之時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在洗滌塔底、管道的豎直段以及水平段彎頭焊口處發(fā)生泄漏，這些點(diǎn)肉眼不可見(jiàn)，但是在小孔四周出現(xiàn)晶體狀的物質(zhì)，研究分析發(fā)現(xiàn)屬于氯離子的晶間腐蝕。

2.2.2 處理措施

具體的改進(jìn)以及保護(hù)措施如下：第一，做好堿量的控制。對(duì)于合成氣洗滌過(guò)程中產(chǎn)生的腐蝕問(wèn)題，可采取的方式較多，其中效果最佳的為堿量控制。具體措施如下：首先，控制堿量。煤氣化裝置運(yùn)行問(wèn)題的防范，要從多個(gè)方面入手。采取抗堿腐蝕的計(jì)量器設(shè)備，開(kāi)展精準(zhǔn)測(cè)量，避免堿液添加量過(guò)多，引發(fā)堿垢問(wèn)題。采取此措施，能夠有效應(yīng)對(duì)洗滌腐蝕問(wèn)題。其次，煤氣化裝置開(kāi)停環(huán)節(jié)，除了適合增加N2的加熱次數(shù)外，同時(shí)還需要做好洗滌塔的吹掃處理，結(jié)合裝置實(shí)際情況，合理增加吹掃的次數(shù)以及力度。在煤氣化裝置運(yùn)行管理工作中，選擇適合的時(shí)間，做好管道中含有的腐蝕物清除，保證設(shè)備處于正常的使用狀態(tài)。第二，合理控制工藝。煤氣化裝置腐蝕問(wèn)題的防范和控制，要從工藝角度出發(fā)，采取有效的措施。在確保工藝正常運(yùn)行的前提下，使用具有較強(qiáng)防腐蝕性能的緩蝕劑，延緩腐蝕問(wèn)題產(chǎn)生的速度，提高抗腐蝕性能。除此之外，要做好各項(xiàng)工藝指標(biāo)的把控以及控制，優(yōu)選高質(zhì)量的材料以及設(shè)備工具，提高抗腐蝕性能水平。第三，加大防腐蝕技術(shù)的研究力度。從煤氣化裝置使用實(shí)際來(lái)說(shuō)，腐蝕問(wèn)題是長(zhǎng)期困擾企業(yè)的難點(diǎn)，需要加大防腐蝕技術(shù)的研究力度，提出有效的防腐蝕方法和手段，進(jìn)而有效解決。這需要充分調(diào)動(dòng)一線作業(yè)人員的創(chuàng)新積極性，使其能夠注重觀察，了解腐蝕問(wèn)題產(chǎn)生的原因，采取相應(yīng)的技術(shù)措施加以應(yīng)對(duì)，提高防腐蝕整體效果。在生產(chǎn)管理工作中，發(fā)揮激勵(lì)機(jī)制的作用，調(diào)動(dòng)相關(guān)人員的研究動(dòng)力，使其從工藝角度出發(fā)，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的腐蝕問(wèn)題，進(jìn)行深入探索，總結(jié)應(yīng)對(duì)措施。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，加強(qiáng)對(duì)殼牌煤氣化裝置常見(jiàn)腐蝕問(wèn)題的研究分析，對(duì)于其良好實(shí)踐效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的殼牌煤氣化裝置防腐過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點(diǎn)要素的重視程度，并注重其具體實(shí)施措施與方法的科學(xué)性。

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