壳牌煤气化装置的常见腐蚀及对策

崔述敏

摘 要：就目前我国煤炭市场的现状来看，使用最多的煤气化装置是壳牌煤气化装置，所以针对壳牌煤气化装置进行研究，对于整个煤炭市场中的企业而言，都具有重要的意义。随着壳牌煤气化装置使用率的提升和普及度的提高，壳牌煤气化装置的使用问题逐渐暴露出来，尤其是腐蚀问题的产生，需要我们予以关注和重视。本文首先阐述了壳牌煤气化装置工艺概述，然后对壳牌煤气化装置的常见腐蚀与对策进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：壳牌;煤气化装置;腐蚀;对策

基于节能环保的生产背景，工业领域积极探索如何提高能源利用率，减少能源损耗的方法，获得了不错的成效。其中，壳牌煤气化装置的研发和应用，具有广阔的前景。壳牌煤气化不仅能源转化率高，而且煤耗低，不会产生废弃物料外排的情况，是企业产业升级的主要方向。但是，壳牌煤气化装置应用时，常见腐蚀问题，影响着其效能的发挥，因此要采取有效的措施，做好防范和应对。

1 壳牌煤气化装置工艺概述

1.1 壳牌煤气化装置工艺主要流程

壳牌煤气化装置的主要构成包括气化炉、合成气冷却器、废热锅炉、激冷管、输气管等。在壳牌煤气化装置运行当中，需要先将碎煤磨成煤粉，然后进行干燥和加压处理，将其输送到气化炉当中，与氧气及水蒸气的混合物反应，发生部分氧化反应，同时将气化的压力保持在3MPa～4.1MPa，温度保持在1400℃～1600℃。经过高温处理之后，气体在激冷气入口与激冷循环气混合，被冷却到900℃，然后通过输气管被送到合成气冷却器中，之后经过回收、除尘和洗涤，合成甲醇、氨等产品。其他熔渣会排泄到气化炉的底部，经过淬冷形成微小玻璃颗粒，通过除渣系统清除。

1.2 壳牌煤气化装置工艺主要特点

气化炉的结构较为复杂，一般情况下，气化炉、输气管、合成气冷却器三个部分都是连接成为一个整体的，而在激冷段、输气管、合成气冷却器上共计装有58个敲击器，由于需要动静结合，因此使其密封存在较大的难度。在煤气化装置中，存在着较多的疲劳设备，所以管理难度相对较大，同时在气化装置中，其仪表点、复杂逻辑和控制回路较多，使得仪表管理以及工艺控制的难度大大增加。最后，粗煤气的成分较为复杂，而且粗煤气是湿气，所以又增加了腐蚀和泄漏的概率。

2 壳牌煤气化装置的常见腐蚀与对策

2.1 激冷气压缩机的腐蚀以及对策

2.1.1 腐蚀原因探析

为研究腐蚀产生的原因，提取腐蚀产物进行分析，发现腐蚀化合物很多，包括FeS和各类硫化物等。对其进行深入分析，获得腐蚀的原因：第一，使用的原料煤中，含有氯元素和硫元素等，经过高温合成后，很容易产生各类腐蚀物质，如，H2S和HCL等，经过循环输送后，会造成压缩机的腐蚀问题。第二，在装置入口位置，运用湿法工艺和干洗除尘，经过洗涤处理后，极易产生冷热气体混合。若其温度没有超过200℃，极易使得氯化铵产生露点腐蚀。第三，当壳牌煤气化装置停开车时，或者停车期间，机组中的压缩机，其温度会出现突然降低的情况，使得部分水蒸气出现冷凝的情况，使得局部产生液相环境，为腐蚀问题的发生营造了“良好的环境”，造成各类腐蚀问题。第四，压缩机设备的原材料，以碳钢或不锈钢材质为主，对氯离子很敏感，极易引发氯化物的点腐蚀问题，或者晶间腐蚀问题，在有水环境中，极易产生碳酸物质。此环境下运行，使得压缩机系统极易被腐蚀，进而影响气化装置运行效果，使得循环系统出现腐蚀泄漏的情况。除此之外，装置运行产生的各类腐蚀物，经过长时间堆积后，极易堵塞管道，引发结垢问题，使得装置产生故障，气化炉出现联锁跳车，进而造成安全运行事故。

2.1.2 处理措施

针对这种腐蚀现象，很多相关人士都在致力于改进中，具体的改进以及保护措施如下：第一，升级材料;为了有效抵御腐蚀采用了825材料，这种材料具备了较好抗氯化物腐蚀性能，但是在升级材料上还要考虑到成本、使用工艺介质、焊接性能及各种环境条件等多个方面因素。目前升级材料上使用了最优方案使用了碳钢+825的复合管;第二，除雾器的丝网上使用了825材料;第三，改进相关的设计及操作;要防止进口管线发生腐蚀，就要控制进口温度达到205摄氏度之上，防止循环系统靠近NH4Cl而发生腐蚀，还要增强进口管线伴热保温，避免管线中出现液相析出。同时还要加强停车之处吹扫次数，增长吹扫的时间，将系统中的内积水排尽，清除掉腐蚀环境，尽可能降低装置上腐蚀管线的速度，增长装置的使用寿命。

2.2 合成气在洗涤之时出现腐蚀以及对策

2.2.1 腐蚀原因探析

对于氣化装置上一个重要工序就是湿法洗涤，也是关心着关键设备正常运行，同时还涉及到合成产品质量优劣。从研究发现，如今许多壳牌煤气化装置中的洗涤塔出现了腐蚀，致使后续工程出现故障，最终只能够停产检修。事实上出现碱垢大都是因为NaOH碱溶液添加过多，导致碳钢因为电化反映而被腐蚀，进而就在洗涤器中存下了大量结垢，减低了洗涤效果。如果碱量没有按照标准添加，一旦处于高温环境碳钢就会发生碱脆现象。并且装置在运行之时还发现，在洗涤塔底、管道的竖直段以及水平段弯头焊口处发生泄漏，这些点肉眼不可见，但是在小孔四周出现晶体状的物质，研究分析发现属于氯离子的晶间腐蚀。

2.2.2 处理措施

具体的改进以及保护措施如下：第一，做好碱量的控制。对于合成气洗涤过程中产生的腐蚀问题，可采取的方式较多，其中效果最佳的为碱量控制。具体措施如下：首先，控制碱量。煤气化装置运行问题的防范，要从多个方面入手。采取抗碱腐蚀的计量器设备，开展精准测量，避免碱液添加量过多，引发碱垢问题。采取此措施，能够有效应对洗涤腐蚀问题。其次，煤气化装置开停环节，除了适合增加N2的加热次数外，同时还需要做好洗涤塔的吹扫处理，结合装置实际情况，合理增加吹扫的次数以及力度。在煤气化装置运行管理工作中，选择适合的时间，做好管道中含有的腐蚀物清除，保证设备处于正常的使用状态。第二，合理控制工艺。煤气化装置腐蚀问题的防范和控制，要从工艺角度出发，采取有效的措施。在确保工艺正常运行的前提下，使用具有较强防腐蚀性能的缓蚀剂，延缓腐蚀问题产生的速度，提高抗腐蚀性能。除此之外，要做好各项工艺指标的把控以及控制，优选高质量的材料以及设备工具，提高抗腐蚀性能水平。第三，加大防腐蚀技术的研究力度。从煤气化装置使用实际来说，腐蚀问题是长期困扰企业的难点，需要加大防腐蚀技术的研究力度，提出有效的防腐蚀方法和手段，进而有效解决。这需要充分调动一线作业人员的创新积极性，使其能够注重观察，了解腐蚀问题产生的原因，采取相应的技术措施加以应对，提高防腐蚀整体效果。在生产管理工作中，发挥激励机制的作用，调动相关人员的研究动力，使其从工艺角度出发，对各个环节产生的腐蚀问题，进行深入探索，总结应对措施。

结束语

综上所述，加强对壳牌煤气化装置常见腐蚀问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的壳牌煤气化装置防腐过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献

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