海水脱硫及设备用材腐蚀行为研究

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1、大连理工大学硕士学位论文海水脱硫及设备用材腐蚀行为研究姓名：赵伟申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：彭乔20090601大连理工大学硕士学位论文摘要本文以自制的二氧化硫吸收装置研究了二氧化硫在海水中的溶解性能，并用此装置配制了不同浓度的二氧化硫海水溶液，以此研究1Crl8Ni9Ti、304、316L不锈钢和Q235A钢在二氧化硫／海水体系的腐蚀行为。实验研究了在总气压为1arm、温度为3～33℃、以N：为惰性载气，S02分压为540"-1340ppm时S02在不同盐度海水中的溶解度。设置不同参数是为了模拟不同季节温度、

2、不同烟道气中S02浓度以及不同盐度的海水环境。结果表明，降低温度，增大S02的浓度及海水盐度都有利于增加S02在海水中的溶解度，且同一温度下不同分压S0。在海水中的溶解性符合线性规律。对不锈钢在二氧化硫／海水体系的腐蚀行为研究表明：S02浓度增大，不锈钢的自腐蚀电位下降，相同S02浓度下，316L的自腐蚀电位高于304和1Crl8Ni9Ti，后两者差别不明显。不锈钢S02／海水体系的腐蚀过程是由阳极过程控制的。当SO：浓度为13．30mmol／L时，1Crl8Ni9Ti、304、316L的腐蚀速率为3．24×10。、2．54

3、1X10一、2．921×10弓mm／a，是纯海水中腐蚀速率的1．5～1．9倍。相同S02浓度下，316L的击破电位高于304，304高于1Crl8Ni9Ti，但316L的保护电位却低于其它两种不锈钢；随着浓度增大，三种不锈钢的击破电位依次下降，但对保护电位影响不大。S02浓度增大，不锈钢的阴极电流密度随之增大，这是因为析氢和吸氧混合作用的结果。在S02浓度为17．40mmol／L的海水中，1Crl8Ni9Ti、304和316L的阻抗值在104～105Q数据级，但出现腐蚀坑时其阻抗值就下降1～3数量级。电化学噪声结果表明，1C

4、rl8Ni9Ti在处于钝态时，电化学噪声点蚀指数为0．020，噪声电阻为12124f2，出现孔蚀时，点蚀指数变为0．112"-0．166，噪声电阻随着孔蚀的加剧而下降，噪声功率密度谱线性部分斜率表明腐蚀主要是局部腐蚀过程。不锈钢在S02海水体系中的腐蚀是因为S02电离的H+、海水中C1。、生成S以及S进一步参与阴极过程生成H。S共同作用的结果。对Q235A钢在二氧化硫／海水体系的腐蚀行为研究表明：Q235A钢在S02／海水体系自腐蚀电位随S02浓度增大而增大。Q235A在S02／海水体系的腐蚀过程受阴极过程和阳极过程共同控制

5、，当S02浓度为13．30mmoUL时，其腐蚀速率为2．259mm／a，约为在纯海水中腐蚀速率的17倍。S02浓度越高，阻抗值越小；当浓度达到4．64mrnol／L时，界面电容急剧增大；当浓度达到17．40mmol／L时出现韦伯阻抗特征。Q235A钢在二氧化硫海水体系中的腐蚀会生成S、FeSO。·2H：O和FeooH，且生成的S因为颜色效应而显示白色。Q235A钢在SO。／海水体系中的腐蚀是因为S0：电离的H+、海水中C1‘、生成S以及S进一步参与阴极过程生成H。S共同作用的结果。关键词：二氧化硫；海水；溶解性；不锈钢；Q2

6、35A钢；腐蚀海水脱硫及设备用材腐蚀行为研究StudyonSeawaterDesulfurizationandCorrosionBehaviorofMaterialsUsedintheEquipmentAbstract．n托solubilityofsulfurdioxideinseawaterWaSstudiedbytheself-madeexperimentdevice．Besides。thecorrosionbehaviorof1Crl8Ni9Ti，304，316Lstainlesssteel(SS)andQ235Aca

7、rbonsteelinseawatersolutionwi}thdifferentconcentrationofsulfurdioxidepreparedbythedevicewasstudied．Measurementsofthes01ubilit)rofsulfurdioxide(s09whosepartialpressuresinmixturesS02+N2was540一"1340ppminseawaterofdifferentsalinityattemperaturesbetween3℃to33℃weretaken．

8、Differenttemperaturesandpartialpressuresandsalinitywereofinterestbyactualoperationalconditionsofseawaterdesulphurizationunitinpowerplant．Resultss