不锈钢在火电厂FGD系统中的耐腐蚀性能研究

摘要

由于石灰石石膏湿法烟气脱硫具有煤质适应面广、烟气处理量大、脱硫效率高、稳定运转周期长、工艺技术成熟等优点，已成为国内的主导工艺。石灰石石膏湿法烟气脱硫是以CaCO3作为吸收剂，浆液与废烟气逆流接触反应，在吸收塔系统中存在着气、液、固三相的共同作用，若选材不合理，能够使吸收塔内壁以及吸收塔的内部设备产生严重的腐蚀。相对于大多数有机和无机防腐材料，尽管采用耐腐蚀金属材料有较高的投资成本，但如果选材合理，则可以减少检修时间，能够降低长期的年维修费用。
　　 本文以不锈钢316L、317LMN、2205和255为研究对象，主要研究了Cl-浓度及SO42-浓度变化对不锈钢腐蚀行为的影响，并在动态模拟装置的浆液罐中进行挂片，测量四种不锈钢材料的失重并观察它们的形貌。在三电极体系中，分别以四种不锈钢为工作电极，通过塔菲尔法、交流阻抗来测量不锈钢的腐蚀电流密度、腐蚀电位、击穿电位、电化学阻抗值等电化学参数，以比较不锈钢材料的耐腐蚀性能。
　　 分别在Cl-浓度为2.2g/L以及22g/L的浆液中进行动态模拟实验，在动态模拟挂片实验后，用光学显微镜观察金属的表面状况，四种材料的显微结构图显示双相不锈钢255、2205的表面状况较奥氏体不锈钢316L、317LMN好，四种材料的失重大小顺序为316L＞317LMN＞2205＞255，因此不锈钢材料在浆液中的耐蚀性能强弱顺序为255＞2205＞317LMN＞316L。
　　 电化学实验结果表明:在pH=5.5，温度为50℃的条件下，随着溶液中Cl-浓度的增加，四种不锈钢的腐蚀电流密度逐渐增大，击穿电位逐渐下降，电化学阻抗值逐渐减小，即四种不锈钢的耐腐蚀性能下降。而在pH=5.5，Cl-浓度为10g/L，温度为50℃的条件下，随着硫酸根离子浓度的增大，四种不锈钢的腐蚀电流密度逐渐减小，击穿电位上升，电化学阻抗值增大，即随着SO42-的加入，四种不锈钢的耐腐蚀性能有所上升，说明在该条件下加入SO42-对不锈钢材料有一定的缓蚀作用。且四种不锈钢材料所表现出的耐蚀性强弱顺序与挂片数据一致。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 湿法FGD工艺的组成部分

1．2．1 烟气系统

1．2．2 SO2吸收系统

1．2．3 石灰石浆液制备系统

1．2．4 石膏脱水系统

1．2．5 废水排放和处理系统

1．2．6 公用系统

1．3 湿法FGD系统的腐蚀环境及腐蚀形式

1．3．1 吸收塔入口

1．3．2 吸收塔内部

1．3．3 吸收塔出口烟道及烟囱

1．4 防腐材料及组件的经济性比较

1．4．1 防腐方案的经济性比较

1．4．2 喷淋塔及其塔内主要组件材料的经济性比较

1．5 FGD系统中不锈钢的腐蚀情况及研究现状

1．5．1 奥氏体不锈钢

1．5．2 双相不锈钢

1．5．3 FGD系统中不锈钢腐蚀的主要因素

1．5．4 FGD系统中不锈钢材料的研究现状

1．6 主要研究内容

第二章 实验材料和方法

2．1 实验材料，试剂和仪器

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验试剂

2．1．3 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 失重法

2．2．2 电化学实验方法

2．2．3 电化学过程中的重要参数

2．2．3 实验方案

2．3 本章小结

第三章 动态模拟实验

3．1 实验材料及试样制备

3．2 实验介质及实验仪器

3．3 实验方法

3．4 结果和讨论

3．5 本章小结

第四章 电化学实验

4．1 Clˉ对不锈钢腐蚀行为的影响

4．1．1 Clˉ对不锈钢316L腐蚀行为的影响

4．1．2 Clˉ对不锈钢317LMN腐蚀行为的影响

4．1．3 Clˉ对双相不锈钢2205腐蚀行为的影响

4．1．4 Clˉ对双相不锈钢255腐蚀行为的影响

4．1．5 讨论

4．2 SO42ˉ对不锈钢腐蚀行为的影响

4．2．1 SO42ˉ对不锈钢316L腐蚀行为的影响

4．2．2 SO42ˉ对不锈钢317LMN腐蚀行为的影响

4．2．3 SO42ˉ对双相不锈钢2205腐蚀行为的影响

4．2．4 SO42ˉ对双相不锈钢255腐蚀行为的影响

4．2．5 讨论

4．3 本章小结

结论及展望

参考文献

致谢

附录