焦炉煤气管道防腐机理与防护措施

焦炉煤气管道腐蚀机理与防护技术

志盛威华唐工

炼焦煤制成煤饼以后进入焦炉炭化室干馏，煤饼在950～1050℃的温度下经过约24小时干馏后进行出焦。干馏过程中产生的荒煤气经炭化室顶部、上升管、桥管汇入集气管。在桥管和集气管处用循环氨水喷洒冷却，使700-800℃左右的荒煤气冷却至80℃左右，并分离出焦油氨水。粗煤气进入两段式横管初冷器进一步冷却至约25℃，依次进入脱硫、脱氨、脱苯等工序得到干净煤气供给下游使用。

焦炉煤气是炼焦过程的副产物，一般每吨干煤可生产焦炉气300~350Nm3。其主要成分为氢气（55%~60%）和甲烷（23%~27%），少量的一氧化碳（5%~8%）、C2以上不饱和烃（2%~4%）、二氧化碳（1.5%~3%)、氧气(0.3%~0.8%))、氮气(3%~7%)。另外还含有少量的腐蚀性介质，如H2S、HCl、NH3、HCN、HF等，虽然含量很低，但腐蚀性却很强，腐蚀穿孔现象时有发生。

炭化室顶部管、上升管、桥管、集气管等部位，因煤气温度高，主要是氧化腐蚀比较严重，同时还有主温硫腐蚀。而初冷器以后的煤气管道属于低温管道，出现的腐蚀及穿孔现象主要是上述的腐蚀介质引起的电化学腐蚀。

焦炉煤气中通常含有800-1000ppM的H2S气体，经过湿法脱硫塔脱硫后可下降至200ppM，再经过干法脱硫可降至50PPM以下。H2S气体在低温干燥情况下没有腐蚀性，但焦炉煤气中通常含有水汽，就构成了湿H2S腐蚀环境。与煤气中的CO2、HCl、NH3、HCN、HF等各种腐蚀介质相互促进，加速腐蚀过程。

焦炉煤气中的H2S、HCN、CO2等腐蚀性气体与水共存时会生成氢硫酸、HCN酸和碳酸，在水溶液中发生电离形成电解质溶液。焦炉煤气管道内壁表面与电介质结合的界面上就会发生电化学腐蚀，生成FeS而沉积于管壁上。其反应式如下：

H2S→H⁺+HS^-

HS^-→H⁺+S^2-

阳极：Fe→Fe²⁺+2e

阴极：2H⁺+2e→H₂

Fe²⁺+S^2-→FeS

硫化亚铁（FeS）是焦炉煤气管道内壁发生电化学腐蚀的产物。

焦炉煤气中含有的少量氧气也会与管道内壁发生氧化反应，生成氢氧化亚铁，继而生成氢氧化铁，从而造成管壁的腐蚀。

阳极：Fe→Fe²⁺+2e

阴极：O2+H2O+2e→2OH^-

Fe+O2+H2O→Fe(OH)2

Fe(OH)2+ O2+H2O→Fe(OH)3

焦炉煤气管道中腐蚀介质种类很多，这些腐蚀介质相互促进加速腐蚀进行，所以焦炉煤气管道出现腐蚀减薄，甚至穿孔的现象时有发生。很多企业为了节省成本仅对内壁采用普通的防腐措施，曾经有客户反馈，煤气管道使用不到半年就出现渗漏的情况，特别是一些焊缝的地方，严重影响生产，而且焦炉煤气是一种易燃性混合气体，煤气的泄漏带来重大的安全生产隐患。

北京志盛威华公司生产的工业重防腐涂料*可以解决上述的腐蚀问题，且有多款产品可供选择。

对于高温的上升管、桥管、集气管等可以采用耐温750℃的ZS-1041烟气防腐涂料或者耐温1200℃的ZS-821陶瓷防腐涂料。初冷器后的低温煤气管道则可采用ZS-1034耐酸碱防腐涂料，底面合一，施工方便。如果煤气中HF含量较高，则可选用ZS-1033耐HF酸防腐涂料，这是一款氟树脂改性涂料，涂层致密耐磨，能有效防止HF的渗透腐蚀。煤气管道外壁防腐则可采用耐候型ZS-711导电防腐涂料，耐用10年以上。如需更多信息，可以致电咨询志盛威华唐工，为您排忧解难。