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超臨界水氧化系統(tǒng)腐蝕的類型及控制方法
初識超臨界水氧化技術(shù)
什么是超臨界氧化技術(shù)？
超臨界水氧化(Supercriticalwateroxidation，簡稱SCWO)技術(shù)，在20世紀(jì)80年代由美國學(xué)者M(jìn)odell提出：純水溫度達(dá)到374.2℃，壓力達(dá)到21.8MPa時(shí)，即達(dá)到了水的臨界狀態(tài)，該溫度、壓力點(diǎn)稱之為水的臨界點(diǎn)，溫度和壓力均超過臨界點(diǎn)的水，稱為超臨界水。該狀態(tài)下有機(jī)物能與O2充分的互溶，迅速氧化分解成無害的小分子化合物。
超臨界氧化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及不足：
與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該技術(shù)反應(yīng)迅速、去除率高、無二次污染，然而該技術(shù)在高溫、高壓、過氧的狀態(tài)下運(yùn)行，會對預(yù)熱器、反應(yīng)容器、換熱器等系統(tǒng)造成極其嚴(yán)重的腐蝕，影響設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，同時(shí)大大減少設(shè)備的使用壽命。
超臨界水氧化系統(tǒng)腐蝕的類型及控制方法
超臨界水氧化系統(tǒng)常見的腐蝕
為了盡快有效的解決系統(tǒng)的腐蝕問題，推動該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用，科研人員對超臨界水氧化技術(shù)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，根據(jù)研究結(jié)果分析總結(jié)可將超臨界水氧化系統(tǒng)的腐蝕分為以下幾種類型：
1.全面腐蝕
全面腐蝕作用發(fā)生在整個(gè)金屬表面，可能是均勻的，也可能是不均勻的；金屬表面以統(tǒng)一速度向材料內(nèi)部腐蝕終導(dǎo)致材料失效。
在超臨界水氧化系統(tǒng)中由于大部分的合金成分不能建立或維持一個(gè)鈍化層以阻止全面腐蝕的進(jìn)行，故大部分情況下均存在全面腐蝕現(xiàn)象，但是全面腐蝕危險(xiǎn)性相對較小，并且能夠被預(yù)測到。
2.孔蝕
孔蝕通常發(fā)生在局部地區(qū)。由于在金屬表面往往不能形成完整的保護(hù)膜，故而在保護(hù)膜缺陷的地方容易產(chǎn)生孔，使得腐蝕性物質(zhì)累積在該處從而導(dǎo)致金屬腐蝕。
實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，鎳基合金與不銹鋼在含有Cl、S的SCWO環(huán)境中均存在著孔蝕，鈦合金在含有磷酸鹽或氟化物的SCWO環(huán)境中也存在孔蝕。
3.晶間腐蝕
晶間腐蝕是由于SCWO環(huán)境中被處理的廢棄物里含有大量的離子，這些離子與金屬通常會形成一種微電池而引起材料腐蝕。
研究發(fā)現(xiàn)，625合金、617合金、316L等在含有氯離子、硫酸根離子或者硝酸鹽的環(huán)境中存在著嚴(yán)重的晶間腐蝕。
4.垢下腐蝕
鹽類物質(zhì)在超臨界水中是一種難溶性的物質(zhì)，這類物質(zhì)會附著在反應(yīng)器壁上形成一種垢。金屬與垢接觸的表面通常會形成一條小的縫隙，導(dǎo)致垢物下面的金屬出現(xiàn)腐蝕，這類腐蝕稱為垢下腐蝕。
S.Baurd等研究發(fā)現(xiàn)，Alloy625在高濃度有機(jī)廢棄物環(huán)境中存在垢下腐蝕現(xiàn)象。
5.脫合金成分腐蝕
在一個(gè)特定的操作條件下，某一個(gè)合金成分選擇性氧化導(dǎo)致的應(yīng)力開裂，這類腐蝕稱為脫合金成分腐蝕。
例如，合金C-276在超臨界水氧化條件下鉻或鎳的脫合金腐蝕是取決于pH值的大小。
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