Estudio del comportamiento de corrosión en superficies calentadas a baja temperatura en el modo de combustión mixta amoníaco-carbón

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摘要

El modo de generación eléctrica con combustión mezclada de amoníaco-carbón puede reducir significativamente el nivel de emisiones de carbono de las unidades, pero cuando la cantidad de amoníaco mezclado es demasiado alta, la disposición de los quemadores de mezcla de amoníaco/amoniaco puro es inadecuada y el efecto de la combustión mixta de amoníaco y carbón es deficiente, el amoníaco escapado reacciona a bajas temperaturas con SO2/SO3, aumentando el riesgo de corrosión y obstrucción por cenizas en las superficies calentadas a baja temperatura. Por lo tanto, se realizaron experimentos continuos de corrosión durante 168 horas a 250℃ y 150℃ en una atmósfera oxidante NH3-SO2-O2-CO2-H_2O(g)-N2 sobre muestras de acero tipo 20 y acero ND, con el objetivo principal de investigar el efecto de la temperatura, la fracción volumétrica de NH3 y el recubrimiento de cenizas volantes en la tasa de corrosión de las muestras metálicas, y se realizó un análisis microestructural y mineralógico de las muestras metálicas y de cenizas después de la corrosión. Los resultados muestran que al aumentar la fracción volumétrica de amoníaco de 0.0025% a 0.0050%, la tasa de corrosión promedio del acero ND disminuyó en un 58%. El acero tipo 20 cubierto con cenizas mostró una aceleración evidente en la tasa de corrosión bajo una atmósfera con un contenido de NH3 de 0.005%, alcanzando una tasa promedio de 0.0036 mg/(cm2.h). El aumento de la temperatura aceleró significativamente la tasa de corrosión, alcanzando la velocidad promedio de corrosión más rápida del acero ND cubierto con cenizas a 250℃, de 0.0112 mg/(cm2.h). A 250℃, se detectó CaSO3 recién formado en las muestras de cenizas cubiertas del acero ND, que posiblemente promueve la adhesión entre las partículas de cenizas. A 150℃, las muestras de cenizas después de la corrosión del acero tipo 20 cubierto mostraron una severa aglomeración y compactación, atribuida principalmente a la formación de NH_4HSO4 y (NH4)_2SO3 que favorecen la aglomeración de las partículas de cenizas. En el futuro, cuando las unidades termoeléctricas a carbón operen con una gran proporción de mezcla de amoníaco, especialmente utilizando carbón de azufre medio a alto, se debe prestar especial atención a los cambios en las características de las cenizas volantes y al riesgo de corrosión por acumulación en las superficies de baja temperatura.

关键词

combustión mixta amoníaco-carbón; corrosión a baja temperatura; sales de amonio; acumulación de cenizas

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