燃油加热炉熔灰腐蚀及其抑制技术研究

摘要

燃料油中的金属杂质如钒和钠,它们在燃料油燃烧时生成氧化物,这些金属氧化物本身熔点较低,只有500-700℃,它们之间相互作用可能生成熔点更低的化合物.这些低熔点化合物随机地粘附在炉管外壁上,形成垢源点,它们不但粘附灰分形成垢,而且还对加热炉管产生高温腐蚀.该文研究了20g、20g渗铝钢、Cr5Mo、Cr5Mo渗铝钢等加热炉辐射室炉管常用钢材在750℃下模拟灰垢熔盐体系中的腐蚀行为,试验结果表明:750℃下20g钢、Cr5Mo、20g渗铝钢和Cr5Mo渗铝钢抗熔灰腐蚀能力依次增强;渗铝处理可以大大提高合金的耐熔灰腐蚀性能,在纯空气中氧化,渗铝钢也有十分优异的耐蚀性能;20g渗铝钢在熔灰腐蚀时元素Al优先氧化并不十分明显;Cr5Mo渗铝钢在熔灰腐蚀时元素A1优先氧化;按照电化学模型,在熔灰腐蚀中V<,2>O<,5>不但溶解金属氧化物保护层,而且参与阴极过程,循环反应,加速了金属的氧化腐蚀.根据灰垢转化试验结果,考察在模拟灰中添加元素Ce、La、Nd或复配的固体药剂SH1210等对熔灰腐蚀的影响,试验结果表明:750℃下元素Ce、La、Nd及复配的固体药剂SH1210可以和模拟灰形成稳定高熔点化合物,起到疏松灰垢的作用;750℃在熔灰中添加Ce、La、Nd及复配的固体药剂SH1210可以有效的抑制熔灰腐蚀;添加固体SH1210药剂可提高金属的抗热腐蚀性能.采用有机羧酸对固体药剂SH1210进行了油溶化,并建立了测定油溶性药剂的有效浓度的方法,考察了在减压渣油中添加油溶性药剂的促燃性能.促燃试验结果表明,在减压渣油中添加油溶性SH1210药剂后,残碳颗粒的燃烧速度达到无添加药剂的2.25倍.

目录

文摘

英文文摘

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1综述

1.1概述

1.2灰垢腐蚀机理

1.2.1盐溶模型

1.2.2电化学模型

1.3燃油加热炉灰垢腐蚀的影响因素

1.3.1燃料油矿物质含量及种类

1.3.2温度

1.3.3气氛

1.3.4合金元素

1.4防护措施

1.4.1燃料油脱硫、脱金属

1.4.2使用防护涂层

1.4.3使用化学添加剂

1.4.4降低过剩空气系数

1.5研究趋势

1.6论文的选题意义及研究内容和目标

2熔灰腐蚀试验

2.1试验材料

2.2试验介质

2.3试验方法

2.4试验结果

2.4.1腐蚀试样原貌

2.4.2腐蚀速率曲线

2.4.3 X射线衍射分析

2.4.4扫描电镜与电子能谱分析

2.5讨论

2.6结论

3灰垢转化研究

3.1概述

3.2加热炉灰垢转化试验

3.2.1试验方法

3.2.2结果与分析

3.3结论

4添加元素及SH1210添加剂对熔灰腐蚀的影响

4.1试验材料

4.2试验介质

4.3试验方法

4.4试验结果与讨论

4.5结论

5油溶性药剂的合成及性能测试

5.1概述

5.2合成

5.3油溶性SH1210添加剂合成检验

5.4油溶性药剂的检测

5.4.1测定原理

5.4.2测定方法

5.4.3滴定准确性验证

5.5油溶性药剂的促燃实验

5.5.1试验方法

5.5.2试验结果

5.6结论

6油溶性SH1210对南京炼油厂燃料重油的作用

6.1试验方法

6.2结果分析

6.3结论

7论文总结

参考文献

攻读学位期间发表论文目录

致谢