摘要:分析煤气化装置激冷室黑水高温碱液注入管道存在的腐蚀问题,解析腐蚀机理,针对工程项目实例优化选材方案。
关键词:煤气化黑水 高温碱液 管道 选材分析
1 概述
某煤气化装置因原料煤中氯离子含量较高,激冷室黑水需增设注碱系统, 以调节黑水的 p H值、降低设备管道选材投资。激冷室黑水摩尔组成:CO 0.06%、H20.03% 、CO20.08% 、H2O 99.77% 、H2S 0.02% 、NH30.03% ;操作工况:246 ℃、6.5 MPa; 设计工况:288℃、7.36MPa;激冷室黑水管道材料选用 304L。碱液为 30%的 Na OH 溶液;操作工况为常温、7.5 MPa;设计工况为 80 ℃、9.0 MPa;碱液管道材料选用碳钢。流程见图 1。
注碱管道选材既要考虑高温碱液腐蚀, 又要考虑碱液注入管线接触高温黑水工况。 这种综合工况的管道选材至今尚无系统研究, 如何选用合适的材质就成了急需解决的问题。
2 腐蚀机理及影响因素分析
Na OH 是一种强碱, 在常温下腐蚀性并不强,但在高温和有应力存在的情况下会对许多金属产生严重腐蚀[1]。
2.1 碱腐蚀[2]
由碱液浓缩导致的局部腐蚀通常发生在温度较高或高的热传递条件下, 但是也会发生均匀腐蚀。受碱腐蚀影响的材料主要是碳钢、低合金钢和300 系列不锈钢。
碱腐蚀典型特征包括:局部的金属损失,如管道的沟槽局部减薄; 沿水平管线在腐蚀物质浓缩的区域会有局部的凿槽, 在垂直的管线可能会表现为一个环形的沟槽,在水平....