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【摘要】 本文从脱硫系统的工艺流程以及我公司脱硫设备及煤气管道使用情况角度出发，分析化产设备及管道腐蚀的原因，并且根据这些原因提出具体的解决措施。
【关键词】 脱硫系统 腐蚀 不锈钢热喷涂 改进措施
1. 脱硫系统的工艺流程
预冷后的煤气进入脱硫塔，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触，以吸收每期内的H2S。被吸收了H2S的煤气进入硫铵工序。这时，煤气内的硫化氢含量低于200mg/m3。吸收了硫化氢的脱硫液，从塔底流出，被脱硫泵送入再生塔。同时自再生塔底部通入压缩空气，使溶液在塔内得以氧化再生。再生后的溶液，自塔顶经液位调节器自流回脱硫塔顶部循环使用。
在脱硫系统生产运行过程中，由于酸碱及盐类的存在，往往造成管道的腐蚀、设备的腐蚀。
2. 造成煤气管道腐蚀的原因
2.1脱硫系统使用的脱硫液成分复杂，含有NH3、HS-、NH4+、S2O42-、SCN-、CN-等，具有很强的腐蚀性。我公司煤气管道的材质为普通碳钢，管道内壁直接与煤气中夹带的脱硫液雾气接触，久而久之，造成腐蚀。
2.2酸气腐蚀
2.2.1脱硫的主要目的是脱出煤气中含有的H2S、HCN。这两种物质可以直接造成对管道的腐蚀。这种腐蚀对普通碳钢材质的煤气管道来说，几乎是无法避免的。在酸气的浓度高，温度高的位置，腐蚀的情况也就越为严重。H2S等酸气与管道发生反应的原理如下：
2.2.2氨的腐蚀
我公司的湿法脱硫工艺是利用氨水在催化剂的作用下，对煤气中的H2S、HCN进行吸收。氨在系统中以两种状态存在。一种是气态的氨，另一种是液态的氨水。气态的氨，特别是从蒸氨过来的浓氨气，浓度约为12-18%，与管道接触，直接发生化学反应。提高脱硫液中氨水的浓度，脱硫效果越好，还可以减少脱硫液的循环量。但是，氨水的浓度越高，在温度升高的情况下，对管道的腐蚀速度也会增加。氨水的浓度大于10%（wt%）极易发生腐蚀，因此氨水的浓度不宜过高。
2.2.3、NH4+的腐蚀
脱硫液中存在多种离子，在H2S的吸收和氧化过程中，不可避免地会发生一些副反应，生成较为稳定的铵盐。这些铵盐在固态下对管道的腐蚀很小， 但在潮湿或溶解的状态下，铵离子会与水中的OH-结合，使溶液呈酸性，进而导致管道的腐蚀。
3. 我公司脱硫设备及煤气管道使用情况
3.1园区化产二车间脱硫系统2008年11月投用。2010年3月起，脱硫塔、再生塔壁板已出现腐蚀泄漏的现象。2011年4月检修期间，检查再生塔内部时，发现塔底局部已腐蚀很严重。
3.2老厂化产一车间硫铵至洗脱苯间煤气管道底部自2009年开始，已出现腐蚀泄漏现象。现在整个管道多处发生腐蚀泄漏，尤以出硫铵捕雾器后最为严重。
4. 采取措施
4.1设备采取改善直接与脱硫液接触的内表面结构形式。
4.1.1设备制作期间，对内表面采用重防腐措施。例如脱硫塔、再生塔、预冷塔。具体步骤如下：
（1）首先使用手工除锈对设备内表面进行粗除锈。
（2）对塔内壁进行第二步喷砂除锈。
（3）对塔内壁进行第一道底漆涂刷，厚度约为50um。
（4）底漆涂刷完毕，自然风干后再分别进行两道中漆涂刷，漆膜厚度约为80um。
（5）最后进行三道面漆涂刷，漆膜厚度约为100um。
园区化产二车间的再生塔、脱硫塔均采取了重防腐措施，但是从使用效果来说，不是很好。
4.1.2、设备在制作时，选用复合材料不锈钢材料的设备。例如，园区化产二车间正在进行的3#脱硫塔技改项目，就是选用的复合304材质的板材。这将会大大延长设备的使用寿命。
4.1.3、对现有已发现腐蚀的设备采取内壁不锈钢喷涂技术延长设备使用寿命。
（1）不锈钢喷涂工艺简介
①金属表面采用喷砂除锈处理。
a利用压缩空气将储罐内的刚玉砂或氧化铝砂，喷到需喷涂材料表面。
机体表面实施清洁及粗化处理。
b砂粒的粒度在0.5—2.0mm，要求砂粒必须清洁、干燥，不得有油污。
c喷砂后机体表面粗糙度达到R240—80微米。
d喷砂后应在4小时内完成喷涂，时间越短越好。
②喷涂
a第一层喷涂的材料为锌铝合金，喷涂厚度为50um。
b第二层喷涂的材料为不锈钢—1Cr18Ni9Ti，涂层厚度为200um。
c第二层材料喷涂完毕之后，要对喷涂层进行外观检查；涂层与基体结合强度的检查；检查涂层的孔隙率。最后，选用与喷涂层具有同等效应的材料进行封孔（防腐材料进入到孔隙中并填满）。
③封闭涂层
涂刷50um厚度的环氧陶瓷材料。
（2）不锈钢喷涂与重防腐的性价比较
以园区脱硫塔、再生塔为例，进行热喷涂与重防腐的比较：
从数据上看，进行一次热喷涂的费用约是重防腐施工费用的3倍。但是热喷涂的质保期是重防腐的5倍；热喷涂后保证使用时间是重防腐的3倍多。不锈钢喷涂性价比优于重防腐。
4.2避免煤气管道腐蚀的措施
4.2.1管道安装时，按照一定的坡度铺设，在管道的最低点位置增加排液水封，定期排放。以避免煤气中夹带的酸雾留存在管道内造成腐蚀。
4.2.2管道不选用螺旋焊管，选用钢板卷管，减少螺旋焊缝存在焊接缺陷造成的腐蚀。
4.2.3增加钢板卷管的厚度，即增加管道的腐蚀厚度，延长管道耐腐蚀时间。
4.2.4加强管道施工期间，对焊缝焊接质量的控制。
①接口必须开坡口，焊接时，预留一定间隙。保证焊缝的厚度大于管道厚度，以提高焊缝的防腐蚀时间。
②钢板卷管的直口安装时，布置在水平位置以上，防止酸雾自焊接缺陷部位首先腐蚀。
老厂化产一车间的硫铵腐蚀管道，采取的就是以上措施。
管道与设备的腐蚀问题，是焦化厂普遍存在的现象。随着新材料、新技术的不断出现，选择解决设备及管道腐蚀的方法也越来越多。我们最终能够找到一种性价比最优的方案。
参考文献：
[1] 张晶莹 浅析化工机械设备腐蚀原因及防腐措施 化工技术与开发 2012年第03期.
[2] 罗道成 刘俊峰 焦化厂煤气管道和设备腐蚀原因及预防 《煤化工》2007年第01期.
【关键词】 脱硫系统 腐蚀 不锈钢热喷涂 改进措施
1. 脱硫系统的工艺流程
预冷后的煤气进入脱硫塔，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触，以吸收每期内的H2S。被吸收了H2S的煤气进入硫铵工序。这时，煤气内的硫化氢含量低于200mg/m3。吸收了硫化氢的脱硫液，从塔底流出，被脱硫泵送入再生塔。同时自再生塔底部通入压缩空气，使溶液在塔内得以氧化再生。再生后的溶液，自塔顶经液位调节器自流回脱硫塔顶部循环使用。
在脱硫系统生产运行过程中，由于酸碱及盐类的存在，往往造成管道的腐蚀、设备的腐蚀。
2. 造成煤气管道腐蚀的原因
2.1脱硫系统使用的脱硫液成分复杂，含有NH3、HS-、NH4+、S2O42-、SCN-、CN-等，具有很强的腐蚀性。我公司煤气管道的材质为普通碳钢，管道内壁直接与煤气中夹带的脱硫液雾气接触，久而久之，造成腐蚀。
2.2酸气腐蚀
2.2.1脱硫的主要目的是脱出煤气中含有的H2S、HCN。这两种物质可以直接造成对管道的腐蚀。这种腐蚀对普通碳钢材质的煤气管道来说，几乎是无法避免的。在酸气的浓度高，温度高的位置，腐蚀的情况也就越为严重。H2S等酸气与管道发生反应的原理如下：
2.2.2氨的腐蚀
我公司的湿法脱硫工艺是利用氨水在催化剂的作用下，对煤气中的H2S、HCN进行吸收。氨在系统中以两种状态存在。一种是气态的氨，另一种是液态的氨水。气态的氨，特别是从蒸氨过来的浓氨气，浓度约为12-18%，与管道接触，直接发生化学反应。提高脱硫液中氨水的浓度，脱硫效果越好，还可以减少脱硫液的循环量。但是，氨水的浓度越高，在温度升高的情况下，对管道的腐蚀速度也会增加。氨水的浓度大于10%（wt%）极易发生腐蚀，因此氨水的浓度不宜过高。
2.2.3、NH4+的腐蚀
脱硫液中存在多种离子，在H2S的吸收和氧化过程中，不可避免地会发生一些副反应，生成较为稳定的铵盐。这些铵盐在固态下对管道的腐蚀很小， 但在潮湿或溶解的状态下，铵离子会与水中的OH-结合，使溶液呈酸性，进而导致管道的腐蚀。
3. 我公司脱硫设备及煤气管道使用情况
3.1园区化产二车间脱硫系统2008年11月投用。2010年3月起，脱硫塔、再生塔壁板已出现腐蚀泄漏的现象。2011年4月检修期间，检查再生塔内部时，发现塔底局部已腐蚀很严重。
3.2老厂化产一车间硫铵至洗脱苯间煤气管道底部自2009年开始，已出现腐蚀泄漏现象。现在整个管道多处发生腐蚀泄漏，尤以出硫铵捕雾器后最为严重。
4. 采取措施
4.1设备采取改善直接与脱硫液接触的内表面结构形式。
4.1.1设备制作期间，对内表面采用重防腐措施。例如脱硫塔、再生塔、预冷塔。具体步骤如下：
（1）首先使用手工除锈对设备内表面进行粗除锈。
（2）对塔内壁进行第二步喷砂除锈。
（3）对塔内壁进行第一道底漆涂刷，厚度约为50um。
（4）底漆涂刷完毕，自然风干后再分别进行两道中漆涂刷，漆膜厚度约为80um。
（5）最后进行三道面漆涂刷，漆膜厚度约为100um。
园区化产二车间的再生塔、脱硫塔均采取了重防腐措施，但是从使用效果来说，不是很好。
4.1.2、设备在制作时，选用复合材料不锈钢材料的设备。例如，园区化产二车间正在进行的3#脱硫塔技改项目，就是选用的复合304材质的板材。这将会大大延长设备的使用寿命。
4.1.3、对现有已发现腐蚀的设备采取内壁不锈钢喷涂技术延长设备使用寿命。
（1）不锈钢喷涂工艺简介
①金属表面采用喷砂除锈处理。
a利用压缩空气将储罐内的刚玉砂或氧化铝砂，喷到需喷涂材料表面。
机体表面实施清洁及粗化处理。
b砂粒的粒度在0.5—2.0mm，要求砂粒必须清洁、干燥，不得有油污。
c喷砂后机体表面粗糙度达到R240—80微米。
d喷砂后应在4小时内完成喷涂，时间越短越好。
②喷涂
a第一层喷涂的材料为锌铝合金，喷涂厚度为50um。
b第二层喷涂的材料为不锈钢—1Cr18Ni9Ti，涂层厚度为200um。
c第二层材料喷涂完毕之后，要对喷涂层进行外观检查；涂层与基体结合强度的检查；检查涂层的孔隙率。最后，选用与喷涂层具有同等效应的材料进行封孔（防腐材料进入到孔隙中并填满）。
③封闭涂层
涂刷50um厚度的环氧陶瓷材料。
（2）不锈钢喷涂与重防腐的性价比较
以园区脱硫塔、再生塔为例，进行热喷涂与重防腐的比较：
从数据上看，进行一次热喷涂的费用约是重防腐施工费用的3倍。但是热喷涂的质保期是重防腐的5倍；热喷涂后保证使用时间是重防腐的3倍多。不锈钢喷涂性价比优于重防腐。
4.2避免煤气管道腐蚀的措施
4.2.1管道安装时，按照一定的坡度铺设，在管道的最低点位置增加排液水封，定期排放。以避免煤气中夹带的酸雾留存在管道内造成腐蚀。
4.2.2管道不选用螺旋焊管，选用钢板卷管，减少螺旋焊缝存在焊接缺陷造成的腐蚀。
4.2.3增加钢板卷管的厚度，即增加管道的腐蚀厚度，延长管道耐腐蚀时间。
4.2.4加强管道施工期间，对焊缝焊接质量的控制。
①接口必须开坡口，焊接时，预留一定间隙。保证焊缝的厚度大于管道厚度，以提高焊缝的防腐蚀时间。
②钢板卷管的直口安装时，布置在水平位置以上，防止酸雾自焊接缺陷部位首先腐蚀。
老厂化产一车间的硫铵腐蚀管道，采取的就是以上措施。
管道与设备的腐蚀问题，是焦化厂普遍存在的现象。随着新材料、新技术的不断出现，选择解决设备及管道腐蚀的方法也越来越多。我们最终能够找到一种性价比最优的方案。
参考文献：
[1] 张晶莹 浅析化工机械设备腐蚀原因及防腐措施 化工技术与开发 2012年第03期.
[2] 罗道成 刘俊峰 焦化厂煤气管道和设备腐蚀原因及预防 《煤化工》2007年第01期.