煤气化合成气中微量As对飞灰过滤器中镍基高温弹簧的影响.pdf

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1、第43卷第1期煤化工Vo1．43No．12015年2月CoalChemicalIndustryFeb．2015煤气化合成气中微量As对飞灰过滤器中镍基高温弹簧的影响杨启尧，田蒙奎，黄世冈4(1．翁福集团贵州天福化_丁有限责任公司，贵州福泉550501；2．贵州大学，贵州贵阳550025)摘要为探索砷化物对飞灰过滤器中镍基高温弹簧的影响，通过SEM实验对比了InconelX一750镍基高温弹簧在煤气化合成气中使用前、后不同件表层的化学成分，发现使用后的弹簧表层存在硬皮层且检测As、Re、Ni及其他微量元素，且使用后的弹簧中Ni元素含量明显偏低、cr及其他元素含量偏高。研

2、究认为，在含有硫化物和砷化物的煤气化合成气中，硫化物对镍基材料表面的腐蚀和砷化物的富集造成了镍基材料的腐蚀，并且在高温高压及外加机械应力作用下，镍基腐蚀形成的高缺口应力区产生微裂纹，并逐渐扩散开裂直至断裂。关键词煤气化合成气，砷化物，Incone1X750镍基弹簧，腐蚀，断裂文章编号：1005—9598(2015)一01—0067—03中图分类号：TQ055．8'3文献标识码：B在煤气化合成气生产过程中，为脱除粗煤气中的基高温弹簧在此煤气化合成气环境中使用一段时间杂质、灰尘等，需要采用高温高压(t>~340℃；P=3．8MPa)后，用NITONXLt989手持式光谱合

3、金分析仪检测，发飞灰过滤器进行过滤，过滤后灰分含尘量在1mg／m”～现化学成分发生很大变化，并且表面有一层硬化层附2mg／m。、最大≤16mg／m的合成气进人下游装置。该着物。InconelX一750镍基弹簧的主要成分标准见表1。高温高压飞灰过滤器中，用于过滤除灰的滤棒(陶瓷)在煤气化合成气环境中使用前后弹簧的成分见表2。主要通过InconelX一750镍基合金高温弹簧固定。而表1InconelX一750镍基弹簧成分标准％所有高温合金中，镍基合金最复杂，且为受热零部件应CCrA1TiFe用最广泛的一种合金。该弹簧用InconelX一750镍基合≤0．0814．0～l7

4、．00．40～1．002．25～2．755．OO～9．OO金主要是以[Ni．(AI、Ti、Nb)]相进行时效强化的镍Ni+CoNb+TaCoMnSiSCuP基高温合金，在高温下具有良好的耐腐蚀、抗氧化以≥70．00．70～1．2O≤l≤l≤O．5≤0．Ol≤O．5≤0．015及耐松弛性能，并且有较高的强度。本文通过研究分析镍基高温弹簧在含有高温高压cO和Hs的煤气化表2镍基高温弹簧在煤气化合成气中使用前后部分元素成分对比％合成气中使用后，表面附着硬化层成分及产生的原因，并结合弹簧断裂情况，研究砷化物的存在对该镍NbReTaNiFeCrTiZn基合金材料性能的影响。1．

5、O774．225．6815．O82．80O．49使用前1·1574·625·76l5·O52·39O·571煤气化合成气中使用前后弹簧的成分分析1．1074．675．85l5．032．17O．621．0273．706．0915．342．53O．671．273．O20．3661．509．822O．053．18某合成氨甲醇装置，以黔西南盘县和黔西北织金使用后1．303．500．3862．159．4419．373．31等地煤为原料，掺烧少量石油焦，通过干煤粉加压气2．134．920．5851．329．3726．2l4．32化工艺，生产以C0和H为主要成分的粗煤气。该镍收稿日

6、期：2014—10—18作者简介：杨启尧(1977一)，男，土家族，贵州思南，T程师，在职研究生，2010年本科毕业于贵州T业大学化丁设备与机械专业，主要从事设备管理和煤化_[方面的研究，E-mail：yangqy05l8@l26．com。68煤化工2015年第1从表2可以看出，在煤气化合成气中使用后，弹要产煤区煤中As元素含量偏高，所以，原料煤在簧成分中Ni元素含量明显偏低(标准Ni≥70％)；而炉高温欠氧环境中燃烧(1400℃～1700℃)时，Ascr、Ti等其他元素含量偏高。素完全熔化并附着在合成气的飞灰中，在下一工月鉴于NITONXLt989手持式光谱合金分析

7、仪只能检滤时，富集在滤芯的InconelX一750压紧弹簧上，测金属元素，不能检测非金属元素，故对煤气化合成气簧表面附着一层硬化物，并且在多个层面硬皮上泰环境中使用前后的InconelX750镍基合金弹簧进行出As、Re、Ni元素和微量Si、0、s、ca、Fe、c等元素了扫描电镜(SEM)检测。电镜检测发现使用前的化学而原料煤中一般都含有一定量的硫，所以该镑成分符合该镍基材料的要求，而使用后的弹簧表面存高温弹簧长期在高温高压含s、As等合成气环境q在硬皮层并且检测出As、Ni、Fe及其他微量元素，且用，受到两方面的腐蚀：Ni元素含量明显偏低而cr、T