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国际期刊的腐蚀
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国际期刊的腐蚀/2014年/文章

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体积 2014年 |文章的ID 505306年 | https://doi.org/10.1155/2014/505306

Deepa Mudgal,苏伦德拉辛格,萨提亚普拉卡什, ”在焚化炉和Biomass-Fuel-Fired锅炉腐蚀问题”,国际期刊的腐蚀, 卷。2014年, 文章的ID505306年, 14 页面, 2014年。 https://doi.org/10.1155/2014/505306

在焚化炉和Biomass-Fuel-Fired锅炉腐蚀问题

Deepa Mudgal,1 苏伦德拉辛格,1 和 萨提亚普拉卡什1

1冶金与材料工程系,印度理工学院,Roorkee, 247667年北阿坎德邦,印度

学术编辑器:弗拉维奥Deflorian
收到了 2014年1月22日
修改后的 2014年4月12日
接受 2014年4月12日
发表 2014年5月12日

文摘

焚化炉广泛用于燃烧城市垃圾、废物,木头,稻草,和生物医学废料。燃烧这些类型的浪费导致生成的钠和钾氯化物可能攻击焚化炉的金属部分。在biofuel-fired锅炉、高腐蚀环境存在的类似。一直在尝试评估腐蚀问题及其解决方案根据可用的文学。

1。介绍

焚烧是一个高温过程,减少了有机和无机可燃垃圾,可燃物质和结果在大幅减少废物的体积和重量1- - - - - -3]。焚烧炉是广泛用于处理工业、危险,无毒害,商业、市政,一些农业、和医院废物4]。通常情况下,垃圾焚烧厂运营在高温300°C和1100°C之间基于数量和类型的浪费,焚化炉,和燃料使用5]。在最近的文献认为,焚烧是垂死的废物处理的技术,因为它不可靠并产生二次废物流比原来更危险(6]。建立危险废物焚化炉处理的是在1976年通过了由美国环保署“资源保护和恢复法案PL 94 - 580。“Postmanaging烟气系统广泛应用于垃圾焚烧厂减少任何伤害,可以由烟道气体流。这些系统包括设备(如静电除尘器,文丘里洗涤器,填充床洗涤器、板式塔,干洗涤器,半干的洗涤器,滤袋或袋房子,湿式静电除尘器,电离湿式洗涤器7]。因此,二次流可以清洗的应用程序使其无害的上述设备。

作为全球废物产生大大增加在过去的几十年里,燃烧生物废料、城市固体废物和生物量中流化床锅炉设备是一个有吸引力的解决方案对能源生产和保护土地,否则浪费在垃圾填埋场(8,9]。垃圾填埋处置废物可能导致地下水污染如果垃圾填埋场设计或操作不当(1]。在地方人口密度很高,垃圾填埋场的使用废物处理已变得不那么可行和废物焚化成为一个更有吸引力的选择(10]。数百万吨的都市固体废物(垃圾)每年生产治疗使用焚烧技术,减少浪费和体积90%质量70%,以及提供能源发电(11]。废物产生生物医学活动反映了自然和人类世界的生活真正的问题(8]。医疗废物的处置不当、注射器和针头,回收和重用可能导致丙型肝炎和艾滋病等疾病的传播12]。因此,这种浪费是预期的正常处理。焚烧是一个热过程,摧毁了大部分的废物包括微生物(13]。调查显示,大多数垃圾焚烧厂运营在不正确的温度和不破坏浪费完全由于使用燃料不足的14]。有必要充分氧化的主要有机危险废物99.99%的破坏。附近完全毁灭的危险废物只能在温度达到1000°C以上的强烈反应条件可以提供的帮助增加了湍流燃烧区反应,最大限度地减少停留时间。提供足够的压力来创建必要的刷洗卤素和颗粒物(14]。使用高温焚化炉将导致建筑材料的降解,从而减少组件的使用寿命面临更高的温度。

2。焚化炉的高温腐蚀问题

腐蚀损害在垃圾焚烧炉是一个主要的问题需要不断修复从而增加运行成本(15]。炉边腐蚀经常遇到在焚化炉(16]。在燃烧的浪费和某些类型的生物量、高浓度的盐酸、氯化钠和氯化钾释放。氯化物和硫酸盐包含融化在垃圾焚烧可能对过热器管形式。熔融氯化物更经常遇到由于熔点较低(17]。米勒和克劳斯(18]发现,积累的元素如硫、氯、锌、铝、钾,偶尔铅和铜发生在金属/接口作为市政垃圾焚烧厂的存款规模。马和无赖19)报道,城市固体垃圾保持大量的氯,作为一个自由元素导致的高温腐蚀后细粉煤灰颗粒凝结换热器表面。Yokoyama et al。20.]表明,盐酸气体、盐和硫酸盐在床上引起腐蚀的热交换器管流化床废物焚化炉,而磨损是由于剧烈运动的砂床。阿加瓦尔和白21]发现高温腐蚀作用在焚化炉是由成分如氧、碳、氢、氮、卤化物(Cl、F和Br)、硫、有机磷化合物,和熔融盐和/或液态金属攻击由于存在低熔点金属,如铅、锡、锑、铋、锌、镁和铝。材料浪费在高温地区的最废物焚化炉主要由氯化和chloride-induced腐蚀发生,虽然攻击酸/基本稀释硫酸造成的存款,熔融氯化物,侵蚀可能也起着重要的作用21]。

几项研究已经报道关于垃圾焚烧厂环境中的腐蚀。Ishitsuko和鼻子22)讨论保护性氧化膜在垃圾焚烧的稳定环境NaCl-KCl和NaCl-KCl-Na等2所以4- k2所以4在三个不同层次的碱度。在垃圾焚烧的环境中,一个保护性的Cr2O3电影很容易溶解在熔融氯化物 因为 熔融氯化物会有小的价值由于燃烧气体中水蒸气的影响。李等人。23)进行了一项研究在各种Fe-based合金不同的铬和镍含量和铁,铬,镍纯金属。模拟的研究已经进行了垃圾焚烧炉在450°C环境ZnCl之下2氯化钾存款流动纯氧。他们得出的结论是,腐蚀产物的依从性高等Cr-containing材料衬底更糟糕,而耐腐蚀环境可以明显改善镍含量增加,而张et al。24]研究了铁和四个商业钢的腐蚀行为与不同的Cr内容在一个包含盐酸氧化气氛500 - 600°C,并模拟材料的环境通常暴露在垃圾焚化炉。所有的标本进行了加速腐蚀。他们建议提高Cr含量合金可以提高耐蚀性。苏乐[25)发现在城市固体垃圾焚烧炉主要腐蚀物种氯化物,通常结合碱金属(钠,钾)和重金属(铅、锌)。组成的新的探针设计水冷支持兰斯由镍基高温合金的气冷式探测头之间的样本保持陶瓷盘子和探针引入WTE工厂(15]。他们从这项研究得出结论,主要是由于高温氯腐蚀攻击,通过气态物种如盐酸或Cl2氯化或颗粒,沉积在过热器管导致氧化形成的强大的加速度的影响(15]。在钢中添加钼和硅的影响也检查和发现在热腐蚀环境中,钼以及硅腐蚀率减少1%。测试进行了T91铁素体钢和AC66几个大气压下奥氏体钢在燃煤电厂和废物焚化炉在几个灰混合物和在不同的温度。曝光时间一般都是100个小时,有时500小时。燃煤电厂的实际降解取决于碱硫酸盐等2内容和温度。HCl的存在几乎没有影响。在垃圾焚烧炉下降更明显,厚的发展,严重附着层发生腐蚀,深的合金内部退化是由于活性氧化由于熔融碱金属氯化物(26]。Jegede et al。27]还测试了Udimet合金和310不锈钢在模拟垃圾焚烧烟气在750°C,等温地72 h和120 h,并周期性检测120 h。在这两个条件,底物显示初始体重减肥周期后紧随其后。他们报告说,氯形成挥发性物种可能通过裂缝规模发展从而留下缺陷和多孔的规模。哦,et al。28]讨论了一系列商业超合金的腐蚀行为流动argon-20 pct有氧2 pct氯在900°C。他们报告说,合金的质量下降可能是由于形成的挥发性氯或氯氧化物腐蚀产品。延迟等。29日还证实,动员的碱和微量元素存在于临床废物会导致加速恶化的组件和可能引起的环境破坏。Covino et al。30.]进一步表明,垃圾焚烧炉有更严重的热梯度影响腐蚀问题比大多数煤燃烧器因为火山灰沉积废物(WTE)植物通常包含低熔点熔盐和共晶混合物,从而加速腐蚀(30.]。倪et al。31日)确定了粉煤灰组成和底灰的组成医疗废物焚化炉(MWI)在中国运营。他们讨论了粉煤灰主要由钙、铝、硅、镁、钠、O、C、S Cl,而底灰由CaCO3、SiO2,Ca(哦)2。他们还报道,粉煤灰中的氯含量从MWI高于市政固体废物焚烧炉产生的粉煤灰(MSWI)。

3所示。Biofuel-Fired锅炉

提高燃料价格和努力可持续能源生产导致的探索新的生物燃料在能源行业生产的锅炉和供热供电也在交通行业新的高质量的生产运输燃料在引擎直接使用(32]。认为,生物量可能是唯一的可再生能源,可以直接取代传统化石燃料(33]。集成的生物量与联合循环燃气轮机发电厂(燃机)赋予提高效率和降低成本可能比独立植物(34]。目前全球能源需求的12%左右是由燃烧生物质燃料的,不同于木材和木材废料(例如,从建筑业或拆迁)作物和黑液(35]。生物质燃料是一种低密度、笨重,释放挥发物(36]。生物质燃料燃烧的三个主要类型的锅炉,即炉篦解雇,鼓泡床和循环流化床机组。这些锅炉通常单独运营发电但也可以操作的同时产生热量和力量的结合(37]。发现越来越多的兴趣使用生物燃料等能源目的由于各种原因减少对进口石油的依赖,一代的20倍就业,缓解温室气体(38- - - - - -40),和减少酸雨41]。拇指规则是基于废物co-combustion混合物的生物质燃料和煤与生物质多达10%的能源输入导致轻微下降,N2仅O排放,可能会导致轻微或几乎没有操作问题42]。除了这些好处与烧结相关的一些技术问题包括燃料供应,处理和存储的挑战,潜在的腐蚀增加,整体效率下降,火山灰沉积问题,污染物的排放,碳倦怠影响灰市场营销,对选择性催化还原(SCR)性能的影响,以及总体经济学(43]。燃料供应是生物燃料的问题往往有高含水量,增加体重,从而增加运输成本。它可以增加成本比化石燃料的生物质能量密度较低。明显更大体积的生物质燃料需要生成相同的能源作为化石燃料的体积小,所以它会增加成本。低能量密度意味着燃料收集和运输的成本会很快超过价值的燃料;因此,它应该从较短的距离(运输44]。也报道称,许多发电厂燃烧燃料,如废弃物是燃料的经验失败的超级加热器和/或增加水冷壁腐蚀由于激进的燃料组件甚至在低温下(45]。最大的挑战之一燃用生物质成型燃料的增加趋势中遇到床聚集和增加对流换热表面的污垢,有时与腐蚀增加有关。最具破坏性的生物量向集聚,污染,和腐蚀似乎是由于他们的灰成分如硫、氯、磷(46]。碱金属氯化物生物质燃烧过程中形成并通过气溶胶或内的气相燃烧气体,随后沉积在金属表面或已形成氧化层(47]。

4所示。在生物燃料锅炉腐蚀和环境效果

近年来(48),在瑞典,有远离燃烧化石燃料,生物质为了减少有限公司2排放。100%的生物质燃烧导致严重的腐蚀问题。氯含量木、泥炭、煤较为相似,但有相当多的钠和钾和硫减少木材燃料和建议的形成复杂的碱金属氯化物主要引起的腐蚀问题。瑞典的经验与100%的木质生物燃料发电站发射表明传统的过热器钢(低铁素体钢铬)约20000小时后必须更换如果蒸汽温度为470°C或更高版本(48]。亨德森et al。49)报道,大多数生物质燃料高碱金属和氯含量,但它们包含很少的硫与化石燃料相比。木材的主要关心的碱金属钾。钾的多数是在燃烧释放进入气相,主要是目前氯化钾(氯化钾)和氢氧化钾(KOH)。碱金属化合物形式与低熔点温度和过热器管子会凝结成氯化物引起大范围的污染和其他运营问题在燃烧。图1显示了过热器管腐蚀在100 MW发射高氯(> 1%)生物量与烟煤(50]。


图1
50 高氯腐蚀生物质烧结(]。

氯会导致加速腐蚀导致增加氧化,金属损耗,内部攻击,空隙的形成,和宽松的不依从鳞片。燃用生物质成型燃料系统中最严重的腐蚀问题,预计发生由于Cl-rich存款形成在过热器管51]。Viklund et al。52)进行了短期暴露在waste-fired锅炉腐蚀测试(3 h)分析组成的存款和最初的腐蚀,以及长期暴露(1550 h)对腐蚀速率进行调查。这些调查是用铁素体钢13 crmo44 HCM12A,奥氏体钢超304,317 l, Sanicro 28日和镍基合金Hastelloy c - 2000和铬镍铁合金625。分析显示存款由卡索4、氯化钾和氯化钠,而且数额可观的ZnCl等低熔点盐混合物2氯化钾,PbCl2氯化钾,FeCl2氯化钾,NaCl-NiCl2。金属损失测量显示高得令人无法接受的腐蚀率13 crmo44 HCM12A,超304人。这些合金的耐腐蚀的形成体现了混合金属氯/金属氧化物。不同类型的行为被视为高合金奥氏体钢、镍基合金、能够形成一个丰富的氧化铬金属。然而,这些合金遭受一些局部的点腐蚀。行为是由氧化溶解在熔融盐存在的存款(52]。Reidl et al。53)发现,使用的主要生物质燃料在奥地利是树皮木屑和锯屑。他们报道严重腐蚀在几个木屑和树皮燃烧植物配备热水火管锅炉导致泄漏后几热交换器管不到10000小时的操作时间。Uusitalo et al。54)报道,严重腐蚀发生在氧化条件模拟biofuel-fired锅炉环境样品暴露在合成盐含有40 wt % K2所以440 wt % Na2所以4,10 wt %氯化钾,10 wt %氯化钠在550°C在氧化和还原性气氛100 h。腐蚀测试进行低合金铁素体钢和奥氏体不锈钢,HVOF喷涂涂层(Ni-50Cr, Ni-57Cr、Ni-21Cr-9Mo和铁3Al)、激光熔覆(Ni-53Cr)和扩散渗铬钢。他们还报道,氧化物在长条木板沿着它渗透边界遭到了氯(54]。Karlsson et al。55]报道的影响氯化钠、氯化钾和CaCl2在生物质燃料锅炉的腐蚀和建议CaCl2不腐蚀与氯化钠和氯化钾。他们进一步建议氯化钾和氯化钠强烈的存在加速了304 l不锈钢的高温腐蚀5% O2H + 40%2O环境用氮气作为载气在600°C。腐蚀是由铬酸碱性的形成(VI)通过与保护氧化碱的反应。铬酸氧化铬的形成是一个水槽并导致其防护性能的损失。佩特森et al。56)研究了氯化钾对304奥氏体不锈钢的影响存在5%的O2和5%啊2H + 40%2O环境400 - 600°C的曝光时间1周。他们的研究表明,氯化钾强烈腐蚀性的物种和最大腐蚀发生在600°C。腐蚀是由氯化钾的反应与克劳莉娅包含氧化合金通常形成一个保护层。这个反应产生铬酸钾颗粒,在合金表面留下chromia-depleted氧化物。佩特森et al。57)也报道了氯化钾的影响,K2所以4和K2有限公司3得出结论,氯化钾和K2有限公司3强烈加速腐蚀304 l, K2所以4对腐蚀速率的影响不大。夏普等。58]表明碱金属和氯释放生物燃料锅炉导致加速腐蚀和污染过热器蒸汽温度较高时由于他们必须比先进的操作在较低的温度远低于fossil-fuel-fired锅炉导致效率下降。Hernas et al。59)确认高温腐蚀的回转式空气预热器在生物质和煤的燃烧是由于存在碱金属氯化物的存款。Karlsson et al。60)研究生物燃料锅炉和得出结论,腐蚀的腐蚀主要是由于碱金属氯化物和氯化氢。研究[61年)进行了两个耐高温钢、山特维克8 lr30 (18 cr 10倪Ti)和Sanicro 28 (27 cr 31倪4帽),确定角色的火山灰沉积在垃圾焚烧炉和稻草/木电厂。火山灰在这项研究中收集辐射室,过热器和经济器部分垃圾焚烧和燃烧秸秆/木屑发电厂。他们在实验室进行这些调查600°C的烟气温度和金属温度800°C到300小时暴露于盐酸等2。他们报告说,激进的气体和火山灰存款增加腐蚀速率表现为协同作用,由于氯化钾与二氧化硫和氧气之间的反应导致的形成多孔氧化unprotective [61年]。如氯和锌元素的存在,一起从生物质碱金属,有可能形成粘性化合物增加存款增长率和腐蚀速率迅速增加62年]。燃烧单位的成功操作取决于控制和缓解ash-related问题的能力,从而降低效率,能力,和可用性的设施,从而增加成本。这些问题包括污染、猛击,腐蚀设备,以及污染物的排放63年]。烟灰吹的是最常见的方法减少存款管传热的影响(62年]。在炉边减轻腐蚀的一种方法是通过改变环境等燃料添加剂硫。也发现,硫酸铵减少存款增长速度和降低铁素体/马氏体钢的腐蚀速率在一个木质的锅炉。硫酸的增加,铁硫化物氧化形成,这被认为阻碍了腐蚀过程和铁氯化物在很大程度上没有(64年]。Viklund et al。64年)还发现,除了燃用生物质成型燃料锅炉的硫酸铵减少腐蚀倾向。原位敞口进行了浪费解雇,75 MW循环流化床锅炉在瑞典Handelo。植物燃烧30 - 50%的生活垃圾和工业废料的50 - 70%,存款被发现由钠,钾、钙、氯,年代,o .低合金铁素体钢EN1.7380 (fe - 2.25 - cr - 1 - mo)和奥氏体EN1.7380 (Fe-18Cr-9Ni)暴露在4小时在气冷式调查。金相学显示了一个在腐蚀攻击两个钢之间的显著差异。建议增加300 ppm2导致的腐蚀速率大幅减少导致K的形成2所以4不与Cr反应吗2O3同时抑制alkali-chlorides丰富的矿床的形成。除了含硫或硫化合物的燃料导致了50 - 70%减少暴露样品的腐蚀速率。Karlsson et al。65年)报道,增加消化污泥的查尔默斯大学12-MWth CFB锅炉技术导致的腐蚀速率下降304 l和Sanicro 28日在600°C的24小时后曝光。李等人。66年)报道,添加石灰或采用爆炸减少腐蚀的镁与钒结合形成钒酸镁的固体在锅炉的温度。高岭土(Al2O3·SiO2)除了可以显著降低过热器存款,腐蚀和结渣,从而增强燃用生物质成型燃料锅炉的操作(67年]。高岭土,富含高岭石(Al2如果2O5(哦)4),是用来捕获的碱金属蒸气规避燃烧区域(68年,69年]。

5。补救措施

Guilemany等人报道了可能的解决方案的氧化换热器通过HVOF喷涂钢管热喷涂涂料和得出结论,电线和粉HVOF喷涂涂料显示良好的属性来保护钢换热器管道对侵蚀的影响所产生的烟气中灰(103年]。Rezakhami [119年)模拟燃油锅炉的影响环境(70% V2O5-20%的钠2所以4-10%氯化钠暴露在550°C和650°C 6周期每个48小时)在不同铁素体钢和奥氏体钢以及热喷涂涂层。奥氏体钢患有均匀腐蚀,而铁素体钢的晶界腐蚀攻击。热喷涂FeCrAl, 50 ni-50cr, Tafaloy 45 lt和Cr3C2NiCr涂料还测试了在给定的条件,结果表明,涂料提供良好的耐腐蚀和帮助提高生活的钢(119年]。辛格et al。120年)研究了表面上应用Y2O3在高温腐蚀抑制剂减少导致的超合金存在Na2所以4-60 v2O5在900°C循环条件下。Goyal et al。121年)确认添加抑制剂如ZrO2锅炉环境如Na2所以4-60% V2O5可以帮助减少高温合金在高温下的腐蚀速率。山田et al。106年测试D-gun, HVOF喷涂和等离子喷涂镍50%——50%铬合金涂层钢和镍超合金在实际垃圾焚烧的环境。分析发现氯的存在,覆盖地区的热腐蚀的主要原因。D-gun喷涂料给最大耐腐蚀锅炉的实际垃圾焚化厂工作了7年,没有任何问题,预计将有更长的寿命。保罗和哈维(122年]测试四个镍合金的耐腐蚀涂层沉积模拟高温下HVOF喷涂到P91衬底生物质燃烧状态。NiCrBSiFe发现合金625,和718合金涂层比合金c - 276执行。

6。讨论

需求的电力生产与人口的增加不断增加。在印度,电力需求每年增长3.6%。其中大部分能量来自化石燃料如煤等等。煤炭燃烧导致温室气体如二氧化碳的排放,这将导致全球变暖。这些气体造成环境污染。煤炭的开采也会导致环境恶化。因此,使用生物燃料或有机和其他垃圾发电可能会导致两个基本优点。还需要两个条件:首先减少化石燃料的使用,其次节约面积浪费在垃圾填埋场。焚烧技术目前被用于处理城市固体垃圾、废物、医疗废物。更高的医疗废物焚烧温度必须杀死微生物,以避免疾病的传播。 The type of environment in the incinerator will depend on the type of fuel waste being burnt.

燃烧的城市垃圾产生ZnCl等化合物2,PbCl2、氯化钾和氯化钠,而秸秆废弃物燃烧产生更高浓度的氯化钾和K2所以4。燃烧的木头会产生更高的氯化钠和Na2所以4氯化钾和K2所以4,而煤作为燃料将导致盐物种(如钠的生产2所以4K2所以4,(否定)2(FeSO4)3。生产所有这些类型的物种会导致腐蚀分解基本性质的金属由于攻击腐蚀性化合物在金属表面。信息有关的行为不同的合金和涂料一直在总结表1。
美国号码 材料 环境 简短的细节
1 真空感应熔化铸造镍基高温合金(wt. %)是C = 0.14, Cr = 9.0, = 5.8, = 2.7, W = 10.5, = 2.1, = 10.1, Nb = 1.1,倪=平衡 100%的钠2所以4,75%的钠2所以4Na + 25%氯化钠和60%2所以4+ 30%衣饰归宿3,+ 10%生理盐水测试在900°C, 925°C, 950°C, 975°C 抛物线增长,内部硫;挥发性物种的形成造成蜂窝麻面在晶界报道(70年]
2 镍基超耐热不锈钢酒吧,含有主要和6.3 wt倪。6 wt %,。% Cr,一些公司、钛、钼、W和助教 Na2所以4和75 wt。% Na2所以4-25 wt。% NaClmixture studied in air at 900°C 腐蚀产物是层流,多孔,spallable。高温合金的内部硫被认为(71年]
3 粉末冶金(PM) Rene95镍基高温合金 25%氯化钠+ 75% Na2所以4盐在650°C, 700°C, 750°C 腐蚀动力学遵循一个正方形幂律在650°C以下线性的700°C和750°C (72年]
4 310不锈钢 生理盐水/ Na2所以4不同比例的盐在750°C 75%生理盐水混合物给严重腐蚀与统一的内部攻击。增加了Na2所以4内容会导致晶间腐蚀[73年]
5 硅和铝有或没有铈同时codeposited扩散到奥氏体不锈钢(AISI 316 l) 50 wt。% NaCl+50 wt。% Na2所以4在750°C的存款为120 h 10 h周期 二氧化铈添加提高了涂层的耐蚀性74年]
6 t - 91钢和T-22钢 75 wt。% Na2所以4+ 25 wt。% NaClat a temperature of 900°C in a cyclic manner t - 91钢被发现比T-22更耐腐蚀钢(75年]
7 HVOF喷涂喷WC-NiCrFeSiB涂层沉积在镍基高温合金(Superni 75)和Fe-based超耐热不锈钢(Superfer 800 h) 75 wt。% Na2所以4-25 wt. %;研究了氯化钠混合在空气中在800°C 抗氧化性能提高,形成镍的氧化物,铬、表面和Co和尖晶石规模和在倪的边界,W丰富的长条木板(76年]
8 厘米247信用证 纯钠2所以4以及Na2所以4和氯化钠的混合物在不同温度下不同浓度 严重腐蚀在短短4 h和完全消耗70年人力资源测试90% Na2所以4在900°C(+ 10%氯化钠77年]
9 有限公司、Co-10Cr Co-10Cr-5Al合金 Na2所以4-25%氯化钠在1173°C环境中 获得质量是按照以下顺序:Co-10Cr-5Al <有限公司< Co-10Cr [78年]
10 倪+ CrAlYSiN纳米晶体复合涂料、涂料和NiCrAlYSi参考K438合金 75 wt。% Na2所以4+ 25 wt。% NaCl)environment at 900°C 这两种涂料K438炎热的耐蚀性提高。复合涂层的氧化尺度过程组成的2O3、铬2O3,小NiCr2O4(79年]
11 Mar-M 509 Na2所以4或Na2所以4+ 1%氯化钠,Na2所以4+ 25 wt。% NaClat 750°C Na2所以4+ 25%氯化钠非常激进的比纯Na2所以4或Na2所以4+ 1%氯化钠。Sulfidation-oxidation机制提出了(80年]
12 Ti-48Al-2Cr-2Nb合金 75%的钠2所以4和25%氯化钠(质量分数)在800°C 间期一阶段的选择性腐蚀原因在层流间期在热腐蚀坑。这些薄片的细化导致缓解这个问题的81年]
13 钴超耐热不锈钢K40S有无NiCrAlYSi涂层 Na2所以4和钠2所以4包含25 wt。% NaClsalt deposit 裸露的合金遭受加速腐蚀nonprotective和不依从的规模。NiCrAlYSi形成涂层提供了保护 状态”2O3规模(82年]
14 镍基高温合金GH37 75 wt。% Na2所以4-25 wt。% NaClat temperature of 700 and 850°C under stresses of 471 and 196 MNm−2 蠕变断裂寿命减少了在这种环境下均能降低温度裂纹萌生期和增加蠕变的速度传播83年]
15 镍基高温合金(Superni 75)和Fe-based超耐热不锈钢(Superfer 800 h) 空气和熔盐(Na2所以4-25%氯化钠)在循环条件下在800°C环境中 规模的形成丰富的Cr2O3NiO,尖晶石NiCr2O4导致了更好的氧化和热腐蚀电阻Superni 75相比Superfer 800 h (69年]
16 倪3艾尔包含小添加钛、锆、和B 有和没有Na2所以4氯化钠盐存款在600 - 800°C 加速腐蚀在600和800°C下盐。在600°C氧化铝在800°C NiO-Al形成规模2O3与硫化合物(84年]
17 Al-gradient NiCoCrAlYSiB coatingon Ni-base高温合金使用电弧离子镀(AIP) 纯钠2所以4和钠2所以4/生理盐水(75:25,wt. / wt)盐在静态空气在900°C 通过部分牺牲艾尔2O3(即。,Al), the gradient NiCoCrAlYSiB coating specimen behaved excellently in the two kinds of salts [85年]
18 硅化Cr13Ni5Si2-based金属合金 Na2所以4-25 wt。% K2所以4在900°C和Na2所以4-25 wt。% NaClat 850°C 金属硅化物合金表现出较高的热熔融Na的耐蚀性2所以4-25 wt。% K2所以4由于高铬含量。添加氯化钠Na2所以4加速了Cr的开裂和剥落2O3氧化尺度和促进了硫化物的形成86年]
19 Fe-28Cr和Fe-28Cr-1Y 0.1 - 1.0%盐酸氧化在氩- 20%啊2在600和700°C 形成FeCl2,CrCl2,阴极射线示波器2Cl2观察期间与蒸发腐蚀。1%的Y导致显著改善防腐通过允许Cr的形成2O3丰富的层(87年]
20. Ni-11Cr纳米复合材料、Ni-10Cr Ni-20Cr合金 25氯化钠+ 75 (Na2所以4+ 10 k2所以4在700°C)在空气中 在纳米复合材料的情况下,快速形成连续克劳莉娅规模提供了保护,而内部硫只是观察到在合金(88年]
21 Udimet合金和310党卫军 模拟城市垃圾焚烧烟气在750°C, 72年和120年等温地h,并在热循环120 h Udimet,挥发性MoO的形成2Cl2和我们2Cl2可能是减肥和多孔氧化造成的。相比之下,310年的动力学党卫军在热循环显示线性腐蚀率(27]
22 铁、铬、镍、铁素体合金铁±15铬和铁±35 Cr,奥氏体合金:合金800,600年825合金,合金 N2±5卷% O2他±5卷% O2+ 500 - 1500 vppm HCl温度使用不连续曝光400到700°C 活跃的氧化是发现腐蚀500°C以上的主要机制(89年]
23 演员Fe-Cr-Ni合金(cr - 25.5、Ni-13 mn - 0.5, c - 0.3, si - 1.2, ti - 0.4, al - 0.05 , 每个:< 0.01%,落下帷幕。Fe) (K, Na)硫酸+ 21 wt。%氯)[K] /摩尔的基础上(Na)比等于1.4 碱硫酸盐存款增加200倍的腐蚀速率和碱硫酸盐氯化物混合率约增加20000倍相比,空气氧化(90年]
24 三个铁- 30.1 -锰- 6.93 - 0.86 al - c铝和铬基合金具有不同的内容 氯化钠存款(2 mgcm−2在空气中)750到850°C 为8%,空气氧化了2O3。添加铬给最好的抗氧化性能在750°C和800°C。与生理盐水热腐蚀金属沉积铬的加入减少了损失,但整体电阻没有改善(91年]
25 Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层沉积于75年Superni Superni 718, Superfer 800 h 75 wt。% Na2所以4+ 25 wt。% K2所以4电影在900°C的100周期 Cr3C2-NiCr-coated超合金
显示热耐蚀性比裸超合金(92年]
26 化学镀镍涂层(EN),热浸铝添加硅涂层(HD)和包铝化合物涂层(PC),在低碳钢 氯化钠(2毫克/厘米2在850°C)氧化1 - 169 h等温地 渗铝涂层(HD和PC)比在涂层的腐蚀速率较低。预氧化有助于充填胶结情况下(93年]
27 fe - 20%铬合金 氯化钾、氯化钠、Na2所以4和K2所以4纯盐,这些盐的混合物在800°C 碱性氧化物氧化条件下有较高的溶解度为含铁和铬物种相比他们的溶解度在碱硫酸盐94年]
28 由multiarc K38G铸造合金离子镀和LP-CVD (NiCoCrAlY和扩散铝化合物涂层) 75 wt。% Na2所以4+ K2所以4和75 wt。% Na2所以4+氯化钠盐混合物在900°C 低氧化率观察涂层,而盐加速氧化率的存在。NiCoCrAlY涂层显示更好的热腐蚀(95年]
29日 788年,在718 c, 100年,Ni-30A1 (NiA1) Na2所以4、氯化钠和Na2所以4生理盐水混合物与阿2和O2+所以2环境 Na2所以4有这么2在环境中给了最大腐蚀速率在750°C。所有的二进制和超合金2O3Cr2O3形成腐蚀时较少2或生理盐水没有腐蚀媒体(96年]
30. 低和高合金钢 生理盐水或粉煤灰测试在500°C的温度和高合金钢在600和700°C 形成多孔unprotective规模和活跃的氧化氯被注意到催化了(97年]
31日 锅炉管钢(X20CRMV121和符合美国钢铁协会的347 fg) 氯化钾和/或K2所以4和实际存款暴露于合成烟气(6卷% O212卷%股份有限公司2400 ppmv HCl, 60 ppmv2、平衡N2在550°C)从1星期5个月 两种合金遭受了轻微的内部攻击与氯化钾。斑也观察到(98年]
32 247厘米LC超耐热不锈钢、NiCoCrAlY NiCoCrAlY 1%高频,NiCoCrAlY 1% Si, NiCrAlY, CoCrAlY涂层 95%的钠2所以45%氯化钠和90% Na2所以45%氯化钠5% V2O5在900°C环境中 麦克蕾展品最长的使用寿命在氯化钠和含钒的环境。存在的微量元素在涂层能显著降低涂料的生活(99年]
33 IMI 834 Na2所以4,90%的钠2所以4-10%的氯化钠,Na2所以4+ 5%生理盐水+ 5% V2O5在500、600和700°C 重要的观察减肥pitting-type腐蚀的氯化钠(One hundred.]
34 镍铝化合物倪3艾尔包含8质量% Cr和0.9质量% Zr型 氯化和硫测试进行了在缺氧的(盐酸/ H2和H2S / H2、职责)和含氧(Cl2/ O2所以2/空气,resp)大气。750到1100°C 纯的倪3艾尔显示优秀的阻力在空气中,在渗碳气体,在氯化/氧化大气,而在缺氧的氯化气体氛围和sulphidising大气阻力差。添加锆是有益的在缺氧的情况下氯化环境但增加空气中的氧化速率和氯化(101年]
35 Mar-M247超耐热不锈钢、镀铝和boroaluminized充填胶结 Na2所以4氯化钠熔盐,1000°C 包含NiAl热耐蚀性提高的标本。热处理后增加了Mar-M247渗铝层的耐蚀性;boroaluminized Mar-M247标本减少耐腐蚀由于阻塞向外扩散的Cr硼(102年]
36 符合美国钢铁协会的c - 1055 (UNS G10550)、铬镍铁合金 原位测试,样品2厘米2表面布满了过多的共晶盐混合物和测试在400°C 360 h。氯化钾:ZnCl2盐的混合物 线和粉HVOF喷涂涂层显示良好的属性来保护钢热交换器管道对侵蚀的影响产生的灰烬在烟气103年]
37 铁、镍、和一些模型Fe-Ni合金 不同氯(10的大气层−3,10−5,10−7Pa)和低氧势(10−11-10年−15Pa)这样的温度在- 800和1000°C 在所有三个大气压800°C的反应动力学线性和腐蚀产品被确认为氯化亚铁。在1000°C条件下10−3Pa、镍被发现是惰性的。限制镍含量50%被发现授予优秀氯化耐铁(104年]
38 成分的二进制Fe-Cr合金(2、5、9、14日和25 wt。% Cr) Bioxidant oxygen-chlorine环境( 在1000°C),相比之下,在低氧逸度( Pa)时期96 h 增加水平的逐步抑制腐蚀这样Fe25Cr铬合金表现出几乎没有进攻。主要产品是FeCl腐蚀2蒸汽与少量的Cr2O3规模。攻击的金属发生最初通过晶界,主要在后期严重腐蚀105年]
39 倪50% - 50%铬合金HVOF喷涂喷雾涂层锅炉管,SS400, SUS310S, 625年825年因科镍铬不锈钢,铬镍铁合金 实际垃圾焚化厂 这种植物已经经营了7年没有任何问题和涂层管料寿命(106年]
40 CoNiCrAlYRe合金 熔融钠2所以4在900°C 提出了适当的预氧化处理的优点,为保持修复2O3规模和抑制硫渗透(107年]
41 Ti-6Al-4V (Ti-31)合金 在空气和60% V2O5na2所以4和钠2所以4-50%氯化钠在750°C 退化Ti-31发生由于二氧化钛和氯离子之间的化学反应,硫、钒的环境中(108年]
42 13 crmo4-5 St35.8钢铁、钢铁、St35.8钢铬和铝扩散涂料、HVOF喷涂(CrC-WCo Cr3C2-NiCr Ni-55Cr),等离子体(TiC-NiCo) 用纯SiO侵蚀测试2侵蚀的。在英汉测试0.1 wt。%氯化钾+ SiO2和氯化钾(7 g)。氧化气氛中8%的氧气和天然气温度(850°C)和标本温度550°C 高铬镍基HVOF喷涂涂层内容显示良好的抵抗英汉在高温氯的存在。硬质合金含有HVOF喷涂涂料无法抗拒升高温度和氧气袭击中氯的存在(109年]
43 铁素体和奥氏体钢、锅炉五高速氧燃料(HVOF喷涂)涂料、激光熔HVOF喷涂涂层和扩散渗铬钢 氧化气氛包含500 vppm HCl, 20% H2O, O 3%2,基于“增大化现实”技术的平衡温度为1000 h = 550°C 均匀、致密的涂层与高铬含量表现良好和保护基材。腐蚀性物种能够穿透一些HVOF喷涂涂料和攻击衬底通过互联网络空洞和氧化物的长条木板边界(110年]
44 低合金铁素体钢和奥氏体不锈钢,五个高速氧燃料(HVOF喷涂)涂料、激光熔覆和扩散渗铬钢 40 wt。% K2所以440 wt。% Na2所以4,10 wt。% KCl,和10 wt.% NaCl., oxidizing and in reducing atmospheres at 550°C for 100 h 在氧化条件下腐蚀非常严重,因为活跃的氧化。减少大气中腐蚀推迟是由于蒸发消耗氯的尺度的金属氯化物,并形成一层富含铬、钠、硫和氧金属表面附近。氯能够穿透涂层沿长条木板边界(54]
45 铁素体锅炉钢、奥氏体锅炉钢,五个高速氧燃料(HVOF喷涂)涂料、一个激光熔HVOF喷涂涂料,一个扩散渗铬钢 500 ppm HCl, 600 ppm H2年代,20% H2啊,5%的公司,基于“增大化现实”技术的平衡在550°C 1000 h 均匀、致密的涂层与高铬含量表现良好,能够保护底物。有些HVOF喷涂涂料受到腐蚀性物种通过互联网络空洞和氧化物的长条木板边界(111年]
46 Superni Superni 718年,600年,Superco 605 40%的钠2所以4+ 10%生理盐水+ 40% K2所以4+ 10%氯化钾在900°C环境中 两种镍基超合金表现出良好的耐腐蚀性能而Superco 605显示散裂在100周期112年]
47 合金214合金600铬镍铁合金601、230年海恩斯,Hastelloy X,海恩斯556年,海恩斯25日,海恩斯188年,合金800 h, Hastelloy C276, 310不锈钢 盐酸氧氩- 5.5% - 0.96% - 0.862在等温下900 ~和热循环条件 所有的合金等温条件下表现出良好的阻力但退化在热循环条件下由于失败的保护。观察形成的挥发性含氯化合物(113年]
48 NiCoCrAlYSi涂层和梯度涂层 在静态空气氧化进行了测试1000和1100°C,分别。热腐蚀试验:75 wt。% Na2所以4+ 25 wt。% NaCl在900°C 梯度涂层提供了更好的防锈保护攻击比正常NiCoCrAlYSi涂料由于其优势,拥有丰富的储层。应该归功于有利的耐腐蚀性能梯度分布和浓缩的114年]
49 316 l不锈钢(SS)、表面改性与金属间化合物涂层。三种不同类型的金属间化合物涂层系统包含铝、钛、钛/铝多层膜 氯化钠salt-applied合金在空气炉在800°C到250 h Titanium-modified合金展示最好的hot-salt与附着形成的抗氧化性能,防护,薄,连续的氧化层115年]
50 铂铱电影(Ir = 0;32;46个;83;100年%)沉积在镍基单晶高温合金通过磁控溅射tms - 82 + 900°C的Na2所以4+ 10%氯化钠盐涂层 的最低质量获得观察Pt-46Ir铝化合物涂层,形成密集的和持续的保护2O3规模表面(116年]
51 T92 HR3C, 347 hfg钢;镍基合金625 600、650和700°C 铁素体合金(T92)被证明是最穷的表演合金(117年]
52 superni - 75 实际医疗垃圾焚烧炉在1100°C 用一层薄薄的Cr的增长2O3沿着规模/表面边界接口层,合金的性能改进烟气对攻击的实际服务条件(118年]
表1
合金腐蚀研究的摘要包含环境和涂料在氯化物和硫酸盐。

从表可以看出,氯化钠将导致严重的腐蚀。合金钢和超合金耐硫酸盐环境但增加氯化物增加了腐蚀速率曲线。活跃的氧化腐蚀是主要机制氯化物环境导致质量损失由于挥发性物种的形成,形成多孔的规模,和内部氧化。

也见过镍基超合金更耐氯包含环境但在含硫易受腐蚀环境。Cr2O3形成合金容易腐蚀碱性熔剂中溶解铬物种导致增强的腐蚀。的木材、城市垃圾、和生物医学垃圾燃烧可以进行温度约500 - 1000°C,而在医疗垃圾焚烧炉的燃烧温度可能需要大约1200°C。这需要使用超合金和涂料照顾激进的高温环境。

7所示。结论

(1)焚烧是一个世界范围内的技术用于燃烧浪费和产生能量,但腐蚀问题过程中遇到的燃烧浪费的原因之一是不可预见的关闭这些焚化炉。(2)在焚化炉和biomass-fuel-fired锅炉腐蚀可能发生由于盐如氯化物或硫酸盐的存在。(3)研究表明,环境中存在的氯主要负责保护氧化的伤害。(4)添加硫或含硫化合物燃料导致减少在焚化炉和biofuel-fired锅炉的腐蚀速率。(5)涂层可以使用不同的热喷喷的技巧可以节省的材料直接接触盐,因此提高生活。D-gun和HVOF喷涂喷涂料如50% ni - 50% Cr、合金625,NiCrBSiFe,合金718一直在尝试模拟垃圾焚烧炉和biomass-fuel-fired锅炉环境,展示了良好的性能。(6)抑制剂减少腐蚀的表面应用程序在给定的环境中可以做到的。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

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