秸稈類生物質燃燒鍋爐的熱管材料
工業(yè)中常用秸稈類生物質燃料有棉桿、楊木桿和玉米桿。秸稈中較高的氯含量使其與堿金屬鹽一起對鍋爐受熱面造成高溫腐蝕從而影響鍋爐的安全經濟運行。為減輕腐蝕問題,鍋爐的熱管換熱器裝置制造材料應具備一定的抗氯堿腐蝕的能力。研究表明耐熱金屬材料在堿金屬熔融鹽中的腐蝕程度與原料中的氯元素比例呈正相關。
(1)棉桿灰中Cl元素含量占1.79%,屬于低氯的秸稈生物質,工業(yè)生產中可以使用造價低、耐蝕性較好的低合金鋼AISI4140型材料作為熱管、過熱器制備金屬;楊木桿中氯元素比前者大2~3個百分點,熱管材料宜采用普通耐蝕奧氏體合金鋼,如AISI304;N.Arivazhagan等將低合金鋼AISI4140與普通奧氏體合金鋼AISI304焊接后置于650℃下Na2SO4/V2O5與Na2SO4/NaCl兩種不同的堿金屬熔融鹽中進行腐蝕試驗。實驗結果顯示兩種金屬都具備抗腐蝕能力,但在熔融鹽中還是會受到不同程度的腐蝕。兩種材料都在Na2SO4/NaCl熔融鹽中受到較大腐蝕,但對比低合金鋼AISI4140與奧氏體合金鋼AISI304在相同熔鹽中的腐蝕程度(如圖1所示),可知后者相比于前者具有較強的耐蝕性。

(2)玉米桿中Cl元素含量極大,為最大程度上緩解腐蝕,管壁金屬材料應選擇高強度奧氏體合金鋼如HH、310SS等;奧氏體合金鋼的抗腐蝕性能強于低合金鋼,前者相比于后者Cr元素等合金元素所占比例大。Charng-Cheng Tsaur等研究了310SS型奧氏體合金鋼在不同Na2SO4/NaCl摻混比熔融狀態(tài)下的腐蝕形態(tài),此材料在純Na2SO4熔融鹽環(huán)境下的腐蝕程度小于Na2SO4與NaCl混合熔融狀態(tài);當Na2SO4與NaCl熔融混鹽中的摻混比為25%/75%時,腐蝕程度最大。


