林明麗（安徽 合肥 東華工程科技股份有限公司，安徽 合肥 230024）

變換裝置主要實(shí)現(xiàn)的目的，是通過一氧化碳和水蒸氣的結(jié)合，在催化劑的催化作用下在爐內(nèi)發(fā)生變換反應(yīng)，調(diào)節(jié)氣化爐煤氣產(chǎn)出過程中的氫元素和碳元素比例。同時(shí)，由于變換反應(yīng)為放熱反應(yīng)，還可利用反應(yīng)放出的熱量根據(jù)全廠需要副產(chǎn)不同壓力等級(jí)的蒸汽。因此，變換裝置在煤化工產(chǎn)為中必不可少。變換裝置主要涉及的部分有：變換爐、冷凝液回收系統(tǒng)、鍋爐給水系統(tǒng)、水分離器設(shè)備、廢熱鍋爐設(shè)備等；

由于變換裝置是服務(wù)于煤化工設(shè)備的，因此本身也處于一種長(zhǎng)期滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)之中，在設(shè)計(jì)、制作和安裝過程中，要充分考慮化工環(huán)境對(duì)變換裝置的影響，如裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性、匹配性、兼容性和耐腐蝕性等等。

首先，從受影響最嚴(yán)重的腐蝕性角度出發(fā)，煤化工作業(yè)中具有腐蝕性的物質(zhì)通常為硫化物，針對(duì)硫化物腐蝕性的影響進(jìn)行分析；其次，煤化工的工藝流程對(duì)變換裝置的設(shè)備和管道材質(zhì)也造成了一定影響，對(duì)同一工藝流程下的不同類型下的設(shè)備進(jìn)行分析，包括在不同溫度、介質(zhì)、工藝流程等條件下設(shè)備的材質(zhì)要求。

1 腐蝕作用對(duì)煤化工變換設(shè)備的選擇影響

硫化物是煤炭化工中最容易出現(xiàn)的腐蝕性物質(zhì)，對(duì)化工設(shè)備及裝置的影響很大，具體到變換裝置方面，影響選擇的原因有一下幾方面：

首先，由于不同的煤種、煤質(zhì)及預(yù)處理技術(shù)等原因，煤炭資源中所蘊(yùn)含的硫元素含量是不同的，同時(shí)在發(fā)生反應(yīng)的過程中，水分多少、氣化比例、氧氣含量等諸多因素，也會(huì)形成不同的硫化腐蝕結(jié)果，在這一結(jié)果難以預(yù)測(cè)的情況下，就無法確定變換裝置究竟按照什么樣的標(biāo)準(zhǔn)選擇。

其次，除了硫化腐蝕作用之外，還包括其他高濃度的有機(jī)物、酚類等強(qiáng)酸或強(qiáng)堿類腐蝕性物質(zhì)。隨著煤化工裝置的大型化發(fā)展趨勢(shì)，變換爐所承受的單位荷載量也在不斷提升，在針對(duì)水分離、水汽比例等方面的調(diào)整上存在許多有待改進(jìn)的地方。這些因素，都會(huì)形成靜設(shè)備的選擇標(biāo)準(zhǔn)確定。

再次，煤種和煤質(zhì)的選擇雖然并沒有強(qiáng)制性要求，但根據(jù)煤化工發(fā)展的趨勢(shì)，褐煤和無煙煤的應(yīng)用在技術(shù)上更加成熟，而針對(duì)褐煤和無煙煤的腐蝕性特征尚未完全采取應(yīng)對(duì)措施。

針對(duì)腐蝕作用的影響，變換裝置，尤其是大型靜態(tài)變換裝置的選擇可以依據(jù)如下的原則。

根據(jù)煤化工過程中的腐蝕性機(jī)理分析，具有針對(duì)性的添加化學(xué)制劑，或者從變換裝置的密封性方面入手，改進(jìn)方式更加簡(jiǎn)單和快捷；從本質(zhì)上解決問題的方法，是通用性防腐材料的使用，如內(nèi)襯手段，或直接采用不銹鋼材質(zhì)。

除此之外，一些物理工藝也能夠影響腐蝕性對(duì)設(shè)備材質(zhì)的影響，進(jìn)而影響設(shè)備及管道材質(zhì)的選擇。如針對(duì)變換爐出口的溫度控制，溫度在控制在一定范圍內(nèi)，可以有效降低硫化腐蝕作用的活性。

2 工藝流程對(duì)煤化工變換設(shè)備的選擇影響

變換裝置在煤化工產(chǎn)業(yè)中的最大用途是對(duì)工藝的支持和實(shí)現(xiàn)，本質(zhì)上說，工藝流程對(duì)變換裝置的影響而言是最大的。例如，為了減少煤化工產(chǎn)業(yè)中對(duì)水資源的浪費(fèi)，化工裝置中要設(shè)計(jì)配套的冷凝液回收循環(huán)系統(tǒng)，但冷凝液中蘊(yùn)含的有害成分、雜質(zhì)較多，變換裝置的材質(zhì)和功能設(shè)計(jì)都深受影響。

以冷凝液為例進(jìn)行分析，煤化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)中，冷凝液通常含有大量的硫化物、有機(jī)物、氨類、酚類和焦油等復(fù)雜有毒成分，這些物質(zhì)在通過變換裝置進(jìn)行回流循環(huán)使用的過程中，一旦出現(xiàn)泄漏事物，勢(shì)必造成環(huán)境的破壞污染；因此，冷凝液變換裝置在設(shè)計(jì)上要實(shí)現(xiàn)密封性要求，在材料選擇上要選擇耐腐蝕、光滑度高的材質(zhì)，防止密度過大產(chǎn)生粘連。

任何工藝的輔助設(shè)施都不是一勞永逸的，尤其是針對(duì)煤化工藝而言，密封性雖然可以解決掉暫時(shí)的問題，但仍然需要定期的更換。由此就提出了變換裝置設(shè)計(jì)和材料選擇的另外一個(gè)研究問題，提高設(shè)備的拆卸機(jī)動(dòng)性，以及材料的穩(wěn)定性。其中，材料的穩(wěn)定性實(shí)質(zhì)自身的化學(xué)性質(zhì)，性能衰減速度相對(duì)固定。

同時(shí)，考慮到煤化工產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)特性，越是龐大的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，工藝流程的復(fù)雜程度就越高。要實(shí)現(xiàn)聯(lián)合作業(yè)生產(chǎn)，變換裝置的穩(wěn)定性、兼容性和可移植性必須良好，無論嫁接在任何一個(gè)部位，都能夠體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)。

3 結(jié)語

變換裝置在煤化工業(yè)中的作用十分重要，它的存在不僅能將不同煤氣化技術(shù)產(chǎn)生的煤氣轉(zhuǎn)化成一定氫碳比的合成氣，以滿足產(chǎn)品需要，同時(shí)還能利用反應(yīng)熱副產(chǎn)不同壓力等級(jí)的蒸汽。截至目前我國(guó)在煤化工變換裝置的設(shè)計(jì)和材料選擇上，并沒有一定的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)大多根據(jù)自身的需要自行設(shè)計(jì)開發(fā)，這無疑存在很大的技術(shù)發(fā)展空間和市場(chǎng)潛力。

隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源利用形式多元化的要求，未來煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會(huì)越來越快，標(biāo)準(zhǔn)化體系的建設(shè)勢(shì)在必行，因此，積極展開對(duì)煤化工變換裝置的研究具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。

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