Fe、Cr、Ni及其氧化物在NaCl、KCl熔鹽中的腐蝕及機理.pdf

1、近年來,包括中國在內(nèi)的許多國家大力發(fā)展垃圾焚燒計劃,以減輕工業(yè)和生活垃圾對環(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程中,焚燒設備受到的腐蝕問題也日益突出,很多設備的實際壽命達不到設計壽命.本文主要從保護性氧化膜與因熔融氯鹽反應遭到破壞的機理來討論垃圾焚燒環(huán)境中沉積鹽引起的熱腐蝕.從澄清保護性氧化膜在熔鹽中溶解失去保護作用的機制來研究材料在氯鹽中的耐蝕性作為前提,需要更多的有關氧化物在氯鹽中溶

2、解度的數(shù)據(jù).本論文對Fe<,2>O<,3>、Cr<,2>O<,3>、NiO在NaCl、KCl熔鹽中的溶解度進行了研究,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.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.在此基礎上論文又對Fe、Cr、Ni純金屬在不同堿度KCl熔鹽中的腐蝕情況進行了對比研究,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合性.純Cr在該腐蝕環(huán)境中沒有提供良好的保護性能,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.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,減重趨勢漸趨平緩.最后提出通過改變?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.通過分析高溫環(huán)境下Fe<,2>O<,3>、Cr<,2>O<,3>、NiO與NaCl反應的動力學并利用XRD確定反應產(chǎn)物,發(fā)現(xiàn)NaCl與金屬氧化物在高溫下的反應導致明顯的失重現(xiàn)象,說明存在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