煤化工制氣管道和設備腐蝕機理及預防

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

1 前言

根據煤化工企業的特點判斷，一般都存在較多的管道和設備，因此在正常的生產中需要維護這些裝置的穩定性，減少腐蝕、泄露、爆裂等問題的出現。一旦煤化工企業中的管道或設備發生故障，就需要從源頭關閉生產，造成巨大的經濟損失，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，其危害發生又有一定的隱密性，因此需要格外關注。

“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。其中生產用即工業級煤制氣產品，由于種類較多、成分復雜，造成的腐蝕問題也十分明顯。

從國內現狀分析，煤化工制氣管道和設備腐蝕的類型主要有化學腐蝕、電化學腐蝕、雜質腐蝕、氧化物腐蝕等，其表現形態包括縫隙腐蝕、斑點腐蝕、點腐蝕、磨損腐蝕等。

2 煤化工制氣管道和設備腐蝕機理分析

2.1 化學腐蝕機理

煤化工產業的設備包括高爐、焦爐、轉爐等內容，在不同的原料、工藝等影響下造成的化學腐蝕情況也不同，如在進行高爐煤氣過程中出現的二氧化硫、硫化氫會快速與冷凝水結合，形成強酸，對管道和設備都有很強的腐蝕作用。

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

2.2 電化學腐蝕機理

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，電導率大大提升，會引起一部分化學腐蝕；當冷凝水在管道內壁形成一層水膜，就完全構成了電池腐蝕的原理條件。電化學腐蝕的機理中，主要表現是腐蝕性氣體和冷凝水結合之后，與水共存形成的氫硫酸、碳酸、硫酸等電解質。

2.3 雜質腐蝕劑機理

煤化工環境十分復雜，在管道連接處、墊片、焊縫、設備間隙等位置容易積累污垢、雜質，這些都是導致腐蝕產生的主要介質。尤其是在金屬保護層（如油漆）脫落的部分，更容易發生化學反應，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業中產量較高，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合之后，就會生成碳酸根（CO32-），同時水分子中電離成H+，其反應式為:

除此之外，還存在水腐蝕、應力腐蝕、焦油腐蝕等多種情況，需要根據煤化工企業所使用的煤炭原料、工藝、設備具體分析。

3 煤化工制氣管道和設備防腐措施

3.1 加強生產工藝的管理

我國大部分煤化工企業都采用的是露天生產形式，雖然可以有效節約一次性投資，但在管道和設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，加強生產工藝管理以及相關制度的執行，可以有效防止腐蝕問題出現。

3.2 改善運轉維護的手段

設備的運轉和管道的輸送是不間斷展開的，腐蝕問題也是持續進行的，因此這就要求運維手段也實現連續性。通過學習和借鑒先進企業的管理經驗，結合自身情況，對管道和設備的腐蝕問題進行梳理，尋求主要的預防方向；如煤化工肥料企業中要側重預防銨鹽腐蝕，而發電企業要重點預防電化學腐蝕等。

3.3 合理使用化學緩蝕劑

緩蝕劑是一種可以減緩材料腐蝕的化學物質（復合物），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備體系。例如，在焦化生產中使用緩蝕劑的環節，主要是冷凝水循環系統，而在其他非循環系統中容易造成資源浪費。

4 結語

近年來我國的煤化工產業取得了長足發展，提高了國內平衡能源利用比例的水平，也提高煤炭資源的利用效率，同時減少環境污染的影響，是實現可持續經濟發展的重要手段。煤化工制氣管道和設備的腐蝕因素很多，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。一方面實現管道和設備的使用壽命延長，另一方面，實現生產區域內的安全性，降低安全事故發生機率。

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

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