Fe、Cr、Ni及其氧化物在NaCl、KCl熔鹽中的腐蝕及機(jī)理.pdf

1、近年來(lái),包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家大力發(fā)展垃圾焚燒計(jì)劃,以減輕工業(yè)和生活垃圾對(duì)環(huán)境的壓力,并盡可能利用垃圾中熱值高的部分供熱、發(fā)電,充分利用資源.但在焚燒處理垃圾過(guò)程中,焚燒設(shè)備受到的腐蝕問(wèn)題也日益突出,很多設(shè)備的實(shí)際壽命達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命.本文主要從保護(hù)性氧化膜與因熔融氯鹽反應(yīng)遭到破壞的機(jī)理來(lái)討論垃圾焚燒環(huán)境中沉積鹽引起的熱腐蝕.從澄清保護(hù)性氧化膜在熔鹽中溶解失去保護(hù)作用的機(jī)制來(lái)研究材料在氯鹽中的耐蝕性作為前提,需要更多的有關(guān)氧化物在氯鹽中溶

2、解度的數(shù)據(jù).本論文對(duì)Fe<,2>O<,3>、Cr<,2>O<,3>、NiO在NaCl、KCl熔鹽中的溶解度進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)Fe<,2>O<,3>、Cr<,2>O<,3>、NiO在NaCl及KCl熔鹽中的溶解同其在Na<,2>SO<,4>熔鹽、NaCl-KCl共晶熔鹽、NaCl-KCl-Na<,2>SO<,4>-K<,2>SO<,4>混合熔鹽中的有相近的溶解趨勢(shì).Cr<,2>O<,3>在NaCl及KCl熔鹽中的溶解度高于Fe<,2>O<,

3、3>、NiO的溶解度,且Cr在熔鹽中易以CrO<,4><'2->的形式發(fā)生溶解.在此基礎(chǔ)上論文又對(duì)Fe、Cr、Ni純金屬在不同堿度KCl熔鹽中的腐蝕情況進(jìn)行了對(duì)比研究,發(fā)現(xiàn)與中型環(huán)境相比,Fe、Cr、Ni純金屬在堿性KCl熔鹽中的腐蝕失重要小的多,氧化膜厚度降低且與基體有更好的結(jié)合性.純Cr在該腐蝕環(huán)境中沒(méi)有提供良好的保護(hù)性能,這與Cr<,2>O<,3>在熔融鹽中容易以CrO<,4><'2->的形式發(fā)生溶解有關(guān).純Ni表現(xiàn)出最為優(yōu)異的耐

4、蝕性,腐蝕初期后不再有明顯的減重,減重趨勢(shì)漸趨平緩.最后提出通過(guò)改變?nèi)埯}堿度使氧化膜在熔鹽中的溶解速度降低,從而可以找到一種在熔融氯鹽中提高材料使用壽命的途徑.通過(guò)分析高溫環(huán)境下Fe<,2>O<,3>、Cr<,2>O<,3>、NiO與NaCl反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)并利用XRD確定反應(yīng)產(chǎn)物,發(fā)現(xiàn)NaCl與金屬氧化物在高溫下的反應(yīng)導(dǎo)致明顯的失重現(xiàn)象,說(shuō)明存在NaCl/Cl<,2>(g)/揮發(fā)性金屬氯化物的揮發(fā).Na<,2>O.M<,2>O<,x>和金