亚/超临界水环境下表面涂层对合金腐蚀防控的研究进展

[目的]亚/超临界水氧化技术是处理固废和难降解废水的有效方法之一,但苛刻的反应条件导致的设备腐蚀问题限制了这项技术的发展。如何提高亚/超临界水环境下的合金耐蚀性成为研究重点和难点,而涂层技术是延缓金属腐蚀的有效手段。[方法]对亚/超临界水环境下传统合金涂层、陶瓷涂层、复合涂层和高熵合金涂层的耐腐蚀机理及涂层失效机理进行归纳。[结果]传统合金涂层、陶瓷涂层和复合涂层主要通过形成致密连续的氧化物层来隔绝腐蚀介质与基体元素反应。高熵合金涂层则通过形成尖晶石结构和氧化层来提高材料的耐腐蚀能力。[结论]亚/超临界水环境下防腐涂层的主要失效原因为氧化物层的完整性被破坏,同时不同类型涂层也存在不同的失效过程。最后对未来亚/超临界水涂层防腐蚀的发展方向进行展望。

亚/超临界水-磷酸盐环境中Alloy625的腐蚀行为研究

腐蚀问题限制了亚/超临界水氧化技术的发展,而磷酸盐在超临界水环境中会形成低熔点混合熔盐,形成更严峻的腐蚀环境,如何解决腐蚀和盐沉积问题成为了目前研究的重点。采用失重法、X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)和扫描电镜(SEM)研究Alloy625在亚/超临界水-磷酸盐环境中的腐蚀行为,重点考察了表面形貌和腐蚀产物的演变特征。结果表明,腐蚀产物除金属磷酸盐外,在亚临界条件中主要为Cr_(2)O_(3)、NiO、FeO和NiCr_(2)O_(4),在超临界条件下腐蚀产物膜内层由致密的鳞片状Ni_(2)O_(3)、Cr_(2)O_(3)和NiCr_(2)O_(4)尖晶石构成,外层由疏松的针状Fe_(2)O_(3)和FePO_(4)构成。此外,磷酸盐能引起氧化膜严重剥落,使腐蚀加剧,在350℃亚临界条件下腐蚀失重规律呈类抛物线,而在450℃超临界中腐蚀失重受腐蚀产物膜演化过程(生成-脱落-再生成)的影响,腐蚀质量变化远高于亚临界条件下的。

杜氏盐藻在亚/超临界水中液化制生物油

在高温高压反应釜中进行亚/超临界水直接液化杜氏盐藻制生物油过程的研究。对杜氏盐藻的藻粉和藻渣两种原料的主要成分进行了分析。考察了反应温度、反应时间、催化剂、料液比、反应压力等对盐藻粉和盐藻渣液化行为的影响。在此基础上通过正交试验表明:反应温度360℃,反应时间60min,催化剂K_2CO_3加入量2.5%是适合的条件。在上述条件下微藻在超临界水中的液化率为89.37%,产油率为29.04%。通过FT-IR、GC-MS等手段分析了生物油的特性和组分,表明生物油是组成复杂的酸性有机混合物。

亚/超临界乙醇-水体系中杜氏盐藻直接液化制备生物油

在间歇式高温高压反应釜中,以乙醇-水混合溶剂为介质,研究了在亚/超临界条件下杜氏盐藻直接液化制备生物油的工艺,探索了乙醇-水介质中不同乙醇体积分数和液化温度对盐藻液化率和产油率的影响,采用FT-IR和GC-MS方法分析了生物油的主要成分。结果表明,在亚/超临界乙醇-水体系中,当乙醇的体积分数为40%、液化温度为320℃时,杜氏盐藻的液化率为98.24%,产油率高达64.68%。在亚/超临界乙醇-水体系下,杜氏盐藻中各主要生化组分都能被有效液化。以亚/超临界乙醇-水为介质直接液化杜氏盐藻制备生物油时,随着介质中乙醇体积分数的增加,所得生物油中的酸性物质含量显著减少,酯类物质含量不断增加,从而提高了生物油的品质。

表面处理对Alloy 825合金在超临界水中耐腐蚀性能的影响

采用间歇式高温高压反应装置,研究了表面镀铬、镀TiN和酸洗钝化三种表面处理对Alloy 825合金在超临界水中耐腐蚀性能的影响。结果表明:在相同腐蚀介质中,表面处理后合金的耐腐蚀性能都优于未表面处理合金的,其耐腐蚀性能由高到低依次为镀铬、镀TiN、酸洗钝化;在腐蚀性最强的含氯含氧超临界水中,镀TiN、酸洗钝化和未处理合金试样的氧化膜脱落严重,镀铬合金表面生成的铬氧化物致密、稳定,因此具有最好的耐腐蚀性能;腐蚀后的合金表面氧化物主要成分均为Cr2O3和NiCr2O4。