碱金属腐蚀分析.docx

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1、120碱金属腐蚀分析元素迁移UKIS06040200KM90()1()(K)1100【2CM)气化盅度比*NaCl(s)*NaCl(g)*(NaCl):(g)-^NuAlSiO^s)*NaAIS^Ojis}——Na,Ca.SinOJs)■”Na;O(shg)图8不同气化温度下煤中Na的物相变化Fig.8TransformationofNaduringgafiiHcationatilifG-orl1rntr>rMhi在煤气化条件下，Na主要以NaAISiO4,NaCI及NaAISi3O8等形式120存在。在800C时,Na主要以NaAI

2、SiO4形式存在，含量达到％并伴随有少量气态NaCI(g);随煤气化温度的升高，气相NaCI(g)含量不断升高,固相NaAISiO4(s)逐渐降低；950C气化时，有少量NaAISi3O8(s)生成;1000C煤气化条件下生成结渣相Na2O(sIag)。气化试验工况均低于1000C,试验结果中未发现熔融态结渣相，计算结果与试验结果基本一致。当煤气化温度超过1050C时，煤中Na不再以固相形式存在，气相NaCI(g)略有降低并趋于稳定熔融。结渣相Na2O(sIag)不断增加,Na2O(sIag)为Na的主要存在形式。有研究表明K的析出特

3、性与Na相似，只是K的析出强度比Na大一个数量级氯化钠是煤中钠的主要形式，在燃烧与气化过程中会挥发出来，而钾与钠不同，主要存在于不挥发的铝硅酸盐中，然而钾也能从铝硅酸盐中释放出来，并通过和氯化钠蒸汽发生交换反应后以氯化钾的形式出现。有研究表明，随煤种氯含量增加，钾释放量增加。在煤中，碱金属钾钠两种存在状态都有，有机物是以阳离子形式与羟基结合形态存在；无机物或以水溶性盐的形式存在，或可能与硅酸盐结合在一起存在。低阶煤中，钠主要以有机化合物形式存在，高阶煤中，钠则以水溶性的有机化合物形式存在。此外它还可能以与硅铝酸盐结合形成如Na2•AI

4、2O3•(SiO2)6的形式存在。而钾主要是以K2O-(AI2O3)3-(SiO2)6•H2O和K2O-AI2O3-(SiO2)6的硅铝酸盐形式存在。因此在热转化过程中，煤中的钾很难释放到气相中。原煤中钠的含量要高于钾，并且原煤中钠的存在形态的反应性高于钾存在形态的反应性。挥发性K是不断迁移的，部分K以气态形式释放，如KCI(g)、K2S04(g)、KOH(g)、K(g);其他以硅酸钾、硅铝酸钾和硫酸钾的形式存在于灰分中。冷凝过程中，气态钾冷凝在飞灰颗粒上或者经过硫酸化、炭化形成气溶胶或小的飞灰颗粒，最终造成颗粒聚团、结渣。温度高于5

5、00c时,无机钾因蒸汽压升高而挥发出来。Na的析出特性与K相似，只是Na的析出强度比K小一个数量级C1主要以离子的形式存在。在600°C以上,C1以碱金属氯化物形式挥发进入气相，这是C1进入气相的主要形式。它可促进碱金属的气化,形成的气态碱金属氯化物是稳定的挥发物，从而对碱金属起到运输的作用，对积灰结澄的作用相当重要。腐蚀类型及反应机理(1)碱金属氯化物腐烛完全燃烧过程中，由于炉内的高温以及K、Na等碱金属的高挥发性，碱金属氯化物会以气相形态进入烟气中，当烟气遇到低温管壁时会凝结下来形成积灰。I烟气翻的$0农)Rt遍厂C^(gXH?O

6、=HC>{g)：^=K?SOjCh2NaCFSO2+O2=N^,SO4+CL2KCH—-f3FeC]2+2O2=Fe.(^+3CL2lcCI;+L5O2-Fe20,+2ClFtCbPj+F勺Q=2F句Og+Cl』/腐蚀反应层亍緘金厲氯化物腐蚀过柑叮;意閤气化过程中的氯化物腐蚀F勺（）］+Fed,+3N逝（）5而气化条件下含有大量H2和CO生成的FeO氧化膜多孔、松脆且极易脱落,对受热面的腐蚀严重。⑵HCI和CI2腐蚀混燃烧吋氯腭迩丄j毓腐镰是同时證生的.反廉初期贫煤中的黄铁F

7、脸&F⑸破坍曽斥结掏*另一方面会快玉来IT沉积妖申的KCl^酸化，生就K臣Ch・释战口片6与烟气气瓠中的代体对金尿握体形成活性掘化倉蚀.与纯玉米杆尿柜比，甸％配比下的混熾加揺戊牧低.熔锻盐他成削电解岖落液・捕連f咆化学將世作用・便品手金属晶界析出的樂厲碳化物更斡易讲和丘应「为祜晶腐蚀提供杀件・在金尿表向形成点蚀战.HCI的来源（准东）2Na(：l+A1J).-2HJ)4芳i(L^=2NaAlSi()4*2IICIFe+2HCl^FeCl2+H2FeO+2HCl->FeCl2+l!2OFe2O^2HCl+COtFeO+FcCl.+H.O

8、+CO.FejO4+2Ha+COt2FcO+FcC1JH2O+CO2CrO3+4HCI+lI3-^2CfCh,+2H:OHCI随温度变化对金属管壁的腐蚀强度是呈波浪状的。露点以下腐烛严重；露点以上260c以下，腐烛强度减