焦爐煤氣管道腐蝕機理與防護技術

志盛威華唐工

煉焦煤制成煤餅以后進入焦爐炭化室干餾，煤餅在950～1050℃的溫度下經(jīng)過約24小時干餾后進行出焦。干餾過程中產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)炭化室頂部、上升管、橋管匯入集氣管。在橋管和集氣管處用循環(huán)氨水噴灑冷卻，使700-800℃左右的荒煤氣冷卻至80℃左右，并分離出焦油氨水。粗煤氣進入兩段式橫管初冷器進一步冷卻至約25℃，依次進入脫硫、脫氨、脫苯等工序得到干凈煤氣供給下游使用。

焦爐煤氣是煉焦過程的副產(chǎn)物，一般每噸干煤可生產(chǎn)焦爐氣300~350Nm3。其主要成分為氫氣（55%~60%）和甲烷（23%~27%），少量的一氧化碳（5%~8%）、C2以上不飽和烴（2%~4%）、二氧化碳（1.5%~3%)、氧氣(0.3%~0.8%))、氮氣(3%~7%)。另外還含有少量的腐蝕性介質(zhì)，如H2S、HCl、NH3、HCN、HF等，雖然含量很低，但腐蝕性卻很強，腐蝕穿孔現(xiàn)象時有發(fā)生。

炭化室頂部管、上升管、橋管、集氣管等部位，因煤氣溫度高，主要是氧化腐蝕比較嚴重，同時還有主溫硫腐蝕。而初冷器以后的煤氣管道屬于低溫管道，出現(xiàn)的腐蝕及穿孔現(xiàn)象主要是上述的腐蝕介質(zhì)引起的電化學腐蝕。

焦爐煤氣中通常含有800-1000ppM的H2S氣體，經(jīng)過濕法脫硫塔脫硫后可下降至200ppM，再經(jīng)過干法脫硫可降至50PPM以下。H2S氣體在低溫干燥情況下沒有腐蝕性，但焦爐煤氣中通常含有水汽，就構成了濕H2S腐蝕環(huán)境。與煤氣中的CO2、HCl、NH3、HCN、HF等各種腐蝕介質(zhì)相互促進，加速腐蝕過程。

焦爐煤氣中的H2S、HCN、CO2等腐蝕性氣體與水共存時會生成氫硫酸、HCN酸和碳酸，在水溶液中發(fā)生電離形成電解質(zhì)溶液。焦爐煤氣管道內(nèi)壁表面與電介質(zhì)結合的界面上就會發(fā)生電化學腐蝕，生成FeS而沉積于管壁上。其反應式如下：

H2S→H⁺+HS^-

HS^-→H⁺+S^2-

陽極：Fe→Fe²⁺+2e

陰極：2H⁺+2e→H₂

Fe²⁺+S^2-→FeS

硫化亞鐵（FeS）是焦爐煤氣管道內(nèi)壁發(fā)生電化學腐蝕的產(chǎn)物。

焦爐煤氣中含有的少量氧氣也會與管道內(nèi)壁發(fā)生氧化反應，生成氫氧化亞鐵，繼而生成氫氧化鐵，從而造成管壁的腐蝕。

陽極：Fe→Fe²⁺+2e

陰極：O2+H2O+2e→2OH^-

Fe+O2+H2O→Fe(OH)2

Fe(OH)2+ O2+H2O→Fe(OH)3

焦爐煤氣管道中腐蝕介質(zhì)種類很多，這些腐蝕介質(zhì)相互促進加速腐蝕進行，所以焦爐煤氣管道出現(xiàn)腐蝕減薄，甚至穿孔的現(xiàn)象時有發(fā)生。很多企業(yè)為了節(jié)省成本僅對內(nèi)壁采用普通的防腐措施，曾經(jīng)有客戶反饋，煤氣管道使用不到半年就出現(xiàn)滲漏的情況，特別是一些焊縫的地方，嚴重影響生產(chǎn)，而且焦爐煤氣是一種易燃性混合氣體，煤氣的泄漏帶來重大的安全生產(chǎn)隱患。

北京志盛威華公司生產(chǎn)的工業(yè)重防腐涂料*可以解決上述的腐蝕問題，且有多款產(chǎn)品可供選擇。

對于高溫的上升管、橋管、集氣管等可以采用耐溫750℃的ZS-1041煙氣防腐涂料或者耐溫1200℃的ZS-821陶瓷防腐涂料。初冷器后的低溫煤氣管道則可采用ZS-1034耐酸堿防腐涂料，底面合一，施工方便。如果煤氣中HF含量較高，則可選用ZS-1033耐HF酸防腐涂料，這是一款氟樹脂改性涂料，涂層致密耐磨，能有效防止HF的滲透腐蝕。煤氣管道外壁防腐則可采用耐候型ZS-711導電防腐涂料，耐用10年以上。如需更多信息，可以致電咨詢志盛威華唐工，為您排憂解難。