高炉煤气管道及不锈钢管件氯根腐蚀的解决措施

发布时间:2018-10-13 08:13          

  摘 要: 文章对高炉干法除尘工艺中产生的高炉煤气腐蚀管道原因进行分析, 阐述了高炉煤气氯根(Cl)主要来源以及高炉煤气管道容易受到腐蚀的主要部位,进而提出了延缓或控制管路腐蚀的解决方案从而减少和避免煤气中腐蚀成份对高炉煤气系统、管网系统、用户系统设备设施的腐蚀,以此提高设备安全可靠性,延长设备正常使用寿命周期。

  关键词: 高炉煤气;腐蚀;不锈钢波纹补偿器

  1 前言

  干法除尘装置是国内高炉广泛应用的除尘设备,并且近几年在钢铁行业被广泛地推广。受干法除尘工艺影响,高炉煤气中的 Cl、S- 2 无法通过洗涤方式在除尘工序中被溶解、稀释、外排,而是通过管网带到了用户端。由于高炉煤气的温度在输送和使用过程中存在较大的变化,温度降低幅度大约在 20~30℃, 因此,煤气中大量的饱和水被析出,Cl、 So4 - 2 溶解到冷凝水中就形成了腐蚀性很强的酸性水溶液。酸性水溶液在管道底部流动或沉积,并与管道内壁金属表面的 Fe2O3 保护膜发生化学反应,从而破坏保护层结构,形成腐蚀产物层,该层又很容易脱落, 脱落后在管道内壁局部区域形成腐蚀坑, 在初始腐蚀坑处更容易积聚酸性水溶液, 导致腐蚀坑向深处发展,最终可能导致管壁腐蚀穿孔,从而引发设备停机,乃至安全事故。

  由于氯离子体积小, 容易穿透金属氧化膜破坏膜结构。因此,酸性溶液中的氯根对不锈钢管件具有很强的腐蚀性,即使是在中性环境下,氯离子的存在也会对管道以及不锈钢材件造成腐蚀。

  2 高炉煤气氯根(Cl)主要来源

  高炉原料矿中的氯元素含量普遍较高,并且成份复杂多变,导致高炉煤气中 Cl- 含量较高,主要为: (1) 生产工序中的浓盐水大部分被用于高炉 INBA 冲渣或原料厂喷洒降尘,这些水资源回收利用举措加大了高炉煤气 Cl- 含量,加剧了高炉煤气有害成分对相关设备设施的腐蚀。(2)为了改善高炉炉况,部分高炉原料均被加工成球团,而为了利于成型,同时提高球状(粒状)原料的硬度,含氯的添加剂正在被普遍使用,含氯添加剂的使用在一定程度上也使得高炉煤气中的氯根含量进一步增高。

  3 高炉煤气管道容易受到腐蚀的部位

  Cl、SO4 - 2 对高炉煤气管道的腐蚀是全方位的,因此,在高炉煤气管道各部位均可以找到被腐蚀的痕迹:(1)在高炉煤气余压回收透平电装置(TRT)喷水点后的管道及 U 形水封排水器处腐蚀最为严重。(2) 发生腐蚀的部位多为水平管道的下部和其它与煤气冷凝水接触的部位。(3)燃气(工业高炉煤气)锅炉煤气管道上使用的不锈钢金属软管及波纹管补偿器,由于管道中的煤气冷凝液不能及时外排,并且不断受到锅炉高温浓缩,冷凝液中的氯根含量可以达到 10×104 mg/l,这种高浓度的冷凝液对锅炉煤气管道上使用的不锈钢金属软管及波纹管补偿器具有强烈的腐蚀作用,部分不锈钢金属软管及波纹管补偿器使用寿命甚至无法超过 15 天。

  4 延缓或控制腐蚀的解决方案

  4.1 控制源头,减少进入高炉煤气的氯根含量

  为了避免 cl- 在整个炼铁生产工艺中循环浓缩,应当从根本上解决氯根外排问题,即从高炉原料环节即开始采取措施,以降低进入高炉的氯根含量。原料降尘喷洒尽量不用或者少用浓盐水或其它含氯水。高炉原料在制粒过程中,选用其它添加剂代替含氯添加剂,以避免增加进入高炉煤气的氯根含量。

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