[发明专利]一种生物质燃烧烟气腐蚀模拟体系及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物质燃烧烟气腐蚀模拟体系及其制备方法和应用，属于新能源利用技术领域。

背景技术

随着我国经济的快速发展，对能源的需求越来越大，而煤炭、石油、天然气等传统能源的储量日益枯竭，使得新能源和可再生能源的开发越来越受到重视，作为可再生能源重要组成部分的生物质能的利用也得了快速的发展，但是由于我国对生物质能的研究起步较晚，对生物质能的商业化使用也只是最近几年的事情，尤其在生物质能发电技术方面仍然存在着许多需要探索和研究的问题，由于缺乏完善的理论基础和足够的经验积累，使得电力设计单位在生物质能发电厂的设计和设备选型方面遇到了一定的困难。针对生物质发电厂的烟气腐蚀性分析，发现了目前生物质能发电采用的生物质燃料燃烧后灰分是碱性的，但烟气是酸性的，而且富含氯离子，其独特的腐蚀特性既不同于仅含氯离子的海水腐蚀，又不同于以硫酸根为主的燃煤电厂的酸性腐蚀，因此如何能更好地研究这种烟气的腐蚀特性，以便为采取更有效的防腐措施成了一个重要的问题。

发明内容

本发明的目的是针对目前生物质烟气的成分，提供了一种生物质燃烧烟气腐蚀模拟体系及其制备方法和应用，该种体系与生物质燃烧烟气实际腐蚀的情况接近，为抗腐蚀的研究提供了重要的途径。

本发明采取的技术方案为：

一种生物质燃烧烟气腐蚀模拟体系的制备方法，包括步骤如下：

(1)配制含氯离子水溶液，用可溶性氯盐配制成氯离子浓度0.1-5wt％的含氯离子溶液；

(2)将含氯离子溶液用酸调节pH值至2.0-4.0，形成酸性腐蚀液；

(3)向酸性腐蚀液中不断通入二氧化碳气体并保温或者不通二氧化碳直接保温形成生物质燃烧烟气腐蚀的模拟环境。

所述的可溶性氯盐选自NaCl、KCl中的一种或两种。

所述的酸优选用醋酸或硫酸或两种同时用。

所述的硫酸为稀硫酸。

所述的模拟体系的温度在0-100℃，优选室温至70℃之间。

所述的二氧化碳气体为每升酸性腐蚀液中通入量控制在0.1-2升每分钟，保证溶液中的碳酸根浓度达到饱和状态即可。

当模拟以麦秆、棉杆、玉米杆等秸秆为主的生物质燃烧时，调节pH值优选醋酸。

当模拟以木材、木屑等木质类为主的生物质燃烧时，含氯离子溶液中氯离子浓度优选为0.1-1wt％，调节pH值优选硫酸。

上述方法制备的生物质燃烧烟气腐蚀模拟体系。

所述的生物质燃烧烟气腐蚀模拟体系在抗腐蚀性检测中的应用，特别是在浸泡腐蚀试验、电化学腐蚀实验或盐雾腐蚀实验中的应用。

本发明的有益效果为：

根据不同的生物质烟气中的腐蚀性成分不同，配制腐蚀液，采用通入二氧化碳来增加酸度，模拟体系的腐蚀与实际腐蚀的情况接近。分析研究表明以麦秆、棉杆、玉米杆为主的生物质中燃烧后的烟气含有较高的氯离子，以松木、杨木屑等木材类生物质为主的生物质燃烧后的烟气含有较多二氧化硫，当模拟以麦秆、棉杆、玉米杆等秸秆为主的生物质燃烧时，调节pH值选醋酸更接近实际，当模拟以木材、木屑等木质类为主的生物质燃烧时，调节pH选硫酸更接近实际。用上述的模拟腐蚀液，配合腐蚀测定方法可来综合判断用于一些生物质发电关联设备中的材料耐蚀性问题，为生物质燃烧烟气处理的研究提供了简便途径。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明。

实施例1

一种生物质燃烧烟气腐蚀模拟体系的制备方法，包括步骤如下：

(1)配制含氯离子溶液，用氯化钠、水配制成氯离子浓度5wt％的含氯离子溶液；

(2)将含氯离子溶液用醋酸调节pH值至3.0，形成酸性腐蚀液；

(3)向酸性腐蚀液中不断通入二氧化碳气体，保证溶液中的碳酸根浓度达到饱和状态形成生物质燃烧烟气腐蚀的模拟环境(室温)。

将所制备的生物质燃烧烟气腐蚀模拟体系用在浸泡腐蚀试验、电化学腐蚀实验或盐雾腐蚀实验(浸泡腐蚀属于材料完全被浸泡在腐蚀介质中的情况，但在实际中的一些设计会避免这种类似死角的设计，避免腐蚀液的长期积攒；电化学腐蚀反应了材料在这种特点腐蚀介质中的腐蚀电位，即耐蚀倾向，腐蚀电位越低越不耐蚀；而盐雾实验与浸泡实验对应，反应了腐蚀介质以气体形式腐蚀时候的特性)等抗腐蚀性检测中。

实施例2

一种生物质燃烧烟气腐蚀模拟体系的制备方法，包括步骤如下：