煤气化炉激冷段316L不锈钢内层和NH4Cl废液中Q/235的腐蚀与缓蚀研究

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在煤气化和精炼中,含有大量腐蚀性的水溶液或废水。这些废水还要通过管道和设备系统进行处理。侵蚀离子的存在,例如Cl-,在高温会导致工艺钢管和设备腐蚀。通常,不锈钢具有很好的抗腐蚀性,其在工业中的利用率正在上升。不锈钢在不同行业领域可用于同腐蚀性介质接触的容器和实施。此外,为了减轻腐蚀,工业上也需采用无机和有机缓蚀剂对腐蚀进行抑制。本文在模拟条件下,研究了煤气化炉激冷段中硫酸盐(SO42-)离子对不锈钢316L(SS-316L)的点蚀的作用,以及临界点蚀温度(CPT)以上的偏硅酸盐离子(SiO32-)的抑制机理(100 mgL-1-Cl-,?10 mgL-1-NO3-,300 mgL-1-SO42-和300 mgL-1-HCO3-)。用电位动力和静态极化技术估算模拟电解质中SS-316L的CPT,并进行了SEM分析。结果表明,硫酸根离子阻止了亚稳态坑的最初钝化,随后促进了坑的生长。通过吸附SiO32-离子可保护金属表面免受氯离子的影响,进一步通过改变点蚀溶液的化学性质抑制了点蚀的生长并抑制了金属的溶解。用电化学和热化学方法研究了磷酸根离子(PO43-)对316L不锈钢点蚀的影响。直流极化测量表明,在含氯化物的模拟煤气化废水(CGW)中,SS-316L在72 oC以上会自发出现点蚀。在模拟的CGW中添加高于临界点蚀温度(CPT)的磷酸根离子会延迟氧还原反应,降低点蚀频率并显着阻碍点蚀生长。EIS研究表明,PO43-离子通过与水合Fe物种的相互作用吸收和修饰钝化膜,从而增强了SS-316L的耐点蚀性。XRD分析进一步证实,在170 oC下暴露于含有PO43-离子的模拟CGW中的SS-316L表面的腐蚀层中存在磷酸铁。通过电位动力学研究了新合成的2-(2-十七烷基-4,5-二氢-1H-咪唑-1-基)乙醇(HDIE)抑制剂)对Q/235钢在7.5%NH4Cl溶液中腐蚀行为的抑制作用。298-338K温度范围内的极化,电化学阻抗谱和失重测量。结果表明,当浓度为0.5 mML-1时,在298K时,抑制效率可达到90%以上。吸附研究表明,HDIE遵循Langmuir模型,其吸附机理是混合型的,主要作用于阴极半电池。从腐蚀的钢表面的EDS表征可以看出,HDIE通过阻止氯化物侵蚀而延迟了腐蚀。量子化学计算表明,咪唑啉环和杂原子是活性位点。此外,通过关联量子化学计算和实验腐蚀研究,分析了其抑制机理。
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