【摘 要】
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近年来随着城市垃圾制造量和环保压力的急剧增长,垃圾焚烧发电代替卫生填埋已成为目前城市垃圾无害化处理的主要方式。但目前国内外垃圾焚烧炉的受热面随锅炉燃烧温度的升高普遍存在严重的高温氯腐蚀问题。金属受热面的高温腐蚀较大程度的限制了垃圾处理效率和发电功率。本文针对垃圾焚烧发电系统的高温氯腐蚀防护问题展开相关研究,分别采用高熵合金涂层和热化学反应陶瓷涂层对基底金属进行防护,对涂覆层的微观形貌和组织,抗热震
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近年来随着城市垃圾制造量和环保压力的急剧增长,垃圾焚烧发电代替卫生填埋已成为目前城市垃圾无害化处理的主要方式。但目前国内外垃圾焚烧炉的受热面随锅炉燃烧温度的升高普遍存在严重的高温氯腐蚀问题。金属受热面的高温腐蚀较大程度的限制了垃圾处理效率和发电功率。本文针对垃圾焚烧发电系统的高温氯腐蚀防护问题展开相关研究,分别采用高熵合金涂层和热化学反应陶瓷涂层对基底金属进行防护,对涂覆层的微观形貌和组织,抗热震性、显微硬度、热膨胀系数和耐高温氯腐蚀性能进行全面的测试分析,并特别研究了耐高温氯腐蚀性能的影响因素及对应的优化方案。分别采用高速火焰喷涂和激光熔覆两种工艺制备了AlCoCrFeNiTix（x=0、0.4、0.8、1.2和1.6）高熵合金涂层;研究了激光熔覆不同扫描速度和激光功率对涂层的影响,结果表明激光扫描速度为200mm/min、功率为175W时激光熔覆高熵合金涂层的成形效果最好。在两种制备工艺下AlCoCrFeNiTix高熵合金涂层主要为BCC和FCC结构,随着Ti含量的增加FCC相逐渐减少;涂层的显微硬度随着Ti含量的增加而增大,激光熔覆涂层的平均显微硬度高于高速火焰喷涂涂层;高速火焰喷涂AlCoCrFeNiTi1.2具有良好的抗热震性和优异的耐高温氯腐蚀性能,高温氯腐蚀速率约为Q235的1/3。采用热化学反应法制备了氧化铝基陶瓷涂层,对热化学反应法的粘结剂、添加剂、和陶瓷骨料分别进行优化,获得H3PO4:Al（OH）3:Mg O:Zn O=10:2:1:1的磷酸铝镁锌的复合磷酸盐粘结剂,添加剂为聚丙烯酸和二氧化钛的改性热化学反应配方;调整陶瓷骨料Al2O3和BN不同比例,测试涂层的耐高温氯腐蚀性能,结果表明当Al2O3和BN原子比为1:1时的耐高温氯腐蚀性能最好,高温氯腐蚀速率约为Q235的1/9。同时,根据样品高温氯腐蚀的增重数据,获得了高温氯腐蚀动力学曲线,发现这些曲线均满足幂函数关系,根据其拟合方程判断涂层的腐蚀速率和腐蚀发展倾向,可以为垃圾焚烧电厂选择合适的耐高温氯腐蚀防护涂层提供一定的参考。
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