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，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，由于變換反應為放熱反應，還可利用反應放出的熱量根據(jù)全廠需要副產(chǎn)不同壓力等級的蒸汽。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)、水分離器設備、廢熱鍋爐設備等；

由于變換裝置是服務于煤化工設備的，因此本身也處于一種長期滿負荷運轉(zhuǎn)的狀態(tài)之中，在設計、制作和安裝過程中，要充分考慮化工環(huán)境對變換裝置的影響，如裝置運行的穩(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，針對硫化物腐蝕性的影響進行分析；其次，煤化工的工藝流程對變換裝置的設備和管道材質(zhì)也造成了一定影響，對同一工藝流程下的不同類型下的設備進行分析，包括在不同溫度、介質(zhì)、工藝流程等條件下設備的材質(zhì)要求。

1 腐蝕作用對煤化工變換設備的選擇影響

硫化物是煤炭化工中最容易出現(xiàn)的腐蝕性物質(zhì)，對化工設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)及預處理技術等原因，煤炭資源中所蘊含的硫元素含量是不同的，同時在發(fā)生反應的過程中，水分多少、氣化比例、氧氣含量等諸多因素，也會形成不同的硫化腐蝕結(jié)果，在這一結(jié)果難以預測的情況下，就無法確定變換裝置究竟按照什么樣的標準選擇。

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

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

針對腐蝕作用的影響，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理分析，具有針對性的添加化學制劑，或者從變換裝置的密封性方面入手，改進方式更加簡單和快捷；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設備材質(zhì)的影響，進而影響設備及管道材質(zhì)的選擇。如針對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 工藝流程對煤化工變換設備的選擇影響

變換裝置在煤化工產(chǎn)業(yè)中的最大用途是對工藝的支持和實現(xiàn)，本質(zhì)上說，工藝流程對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)中對水資源的浪費，化工裝置中要設計配套的冷凝液回收循環(huán)系統(tǒng)，但冷凝液中蘊含的有害成分、雜質(zhì)較多，變換裝置的材質(zhì)和功能設計都深受影響。

以冷凝液為例進行分析，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、有機物、氨類、酚類和焦油等復雜有毒成分，這些物質(zhì)在通過變換裝置進行回流循環(huán)使用的過程中，一旦出現(xiàn)泄漏事物，勢必造成環(huán)境的破壞污染；因此，冷凝液變換裝置在設計上要實現(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。

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

同時，考慮到煤化工產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動生產(chǎn)特性，越是龐大的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，工藝流程的復雜程度就越高。要實現(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部位，都能夠體現(xiàn)標準化的特點。

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，同時還能利用反應熱副產(chǎn)不同壓力等級的蒸汽。截至目前我國在煤化工變換裝置的設計和材料選擇上，并沒有一定的規(guī)范和標準，企業(yè)大多根據(jù)自身的需要自行設計開發(fā)，這無疑存在很大的技術發(fā)展空間和市場潛力。

隨著我國能源結(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)展會越來越快，標準化體系的建設勢在必行，因此，積極展開對煤化工變換裝置的研究具有深刻的現(xiàn)實意義。

[1]馬小東,梁進倉.多倫煤化工變換水氣比在線顯示計算公式的修正[J].廣州化工,2013,08:191-192+239.

[2]李曉軍.煤化工變換爐的風險識別與控制研究[J].化工管理,2013,22:47.

[3]劉剛.煤焦油加氫裂化裝置管道選材探討[J].化工設備與管道,2014,03:73-76.

[4]王金剛,謝肥東.淺談煤化工變換裝置的低水汽比改造[J].中州煤炭,2011,06:87-88.

[5]吳世凱,王高興,李圣君.QDB-05/04型催化劑在煤化工變換裝置中的運行分析[J].化肥工業(yè),2014,05:19-22.