煤炭学报

作者：周寅聪, 熊小鹤, 谭厚章,

关键词：垃圾焚烧炉, 高温腐蚀, H₂S, HCl, 腐蚀深度, 活化能,

受热面高温腐蚀泄露严重威胁垃圾焚烧炉安全运行，腐蚀性元素S和Cl在其中发挥着重要作用，但H2S和HCl在与合金及氧化膜反应中呈现着不同的理化特性和腐蚀特征。由此，进行了气相腐蚀动力学实验，对比了不同温度、浓度气氛下高温H2S腐蚀和HCl腐蚀的速率差异，并基于Pilling-Bedworth理论对腐蚀深度模型进行优化，优化后的模型可以对不同气氛下的腐蚀深度进行预测，进而在一定程度上用于垃圾焚烧炉管壁材料的生命周期计算。气相动力学实验结果表明：在450 ℃和550 ℃下，H2S的腐蚀速率大于HCl。而在650 ℃下，虽然反应刚开始H2S腐蚀速率较大，但72 h后，HCl腐蚀速率开始大于H2S腐蚀速率。H2S和HCl腐蚀速率与温度呈现正相关性，温度越高，腐蚀速率越大。H2S腐蚀反应的平均活化能为22.8 kJ/mol，低于HCl腐蚀反应的平均活化能(52.0 kJ/mol)，但HCl腐蚀反应对温度更敏感，随着温度升高，HCl腐蚀速率增加幅度明显快于H2S。H2S腐蚀速率与浓度呈现正相关性，H2S浓度越大，腐蚀越快，但HCl腐蚀速率与浓度没有显著相关性。此外，氧气对于H2S、HCl的腐蚀速率存在协同作用。氧气存在情况下，H2S和HCl的腐蚀速率与无氧气情况相比明显变大，腐蚀速率增幅平均为52.5%。腐蚀产物的表征分析发现H2S和HCl主要通过点蚀的方式渗透进入铁基体，样品表面主要成分为铁的氧化物，H2S和HCl腐蚀产物分别为FeS和FeClx。

来源：2025年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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