酸性沉积环境下腐蚀介质形成机制与防腐涂层研究

这篇研究揭示了垃圾焚烧厂烟气净化区在酸性气体（HCl/SO2/SO3）与灰渣沉积共存条件下腐蚀介质的协同形成机制，创新开发了冷凝模拟装置，证实灰渣作为凝结核可使酸冷凝量提升1.6-8.8倍，并解析了环氧基有机涂层在50-130°C复杂环境中的长效防护机理（阻抗提升3-6个数量级），为垃圾焚烧设备防腐提供了重要理论支撑和工程解决方案。

　　

Highlight

酸性气体与灰渣在冷凝过程中的显著相互作用

灰渣作为冷凝核显著加速了酸性气体（HCl 0-600 ppm，SO₂ 0-300 ppm和SO₃ 5 ppm）的冷凝，其冷凝质量分别增加了1.7-5.9倍、1.8-8.8倍和1.6倍。酸性冷凝液还促进了灰渣中腐蚀性离子的浸出：在HCl暴露下，Ca²⁺、Na⁺和K⁺含量增加了23.9%以上；而在SO₂/SO₃存在时，Na⁺和K⁺增加了25.4%以上。但由于CaSO₃/CaSO₄沉淀，Ca²⁺浓度仅增加了4.7%。

涂层在耦合腐蚀环境中的防护性能

在50-90°C的耦合腐蚀环境中，所应用的涂层将Q235碳钢的耐腐蚀性提高了3到6个数量级。即使在130°C的苛刻条件下以及为期一年的现场测试中，涂层阻抗逐渐降至10⁵ Ω·cm²。尽管如此，涂层中无机填料的迷宫效应有效阻碍了腐蚀介质（Na⁺、Ca²⁺、K⁺和Cl^?）的渗透，从而为Q235碳钢提供了有效保护。

Conclusion

本研究阐明了垃圾焚烧厂烟气净化区腐蚀介质的形成机制和主要腐蚀条件，并基于电化学行为研究了Q235钢的腐蚀机理和涂层的耐腐蚀性能。主要结论如下：

酸性气体与灰渣在冷凝过程中存在显著相互作用。灰渣作为冷凝核，显著加速了酸性气体的冷凝。酸性冷凝液还增强了灰渣中腐蚀性离子的浸出。在耦合腐蚀环境（50-90°C）中，涂层显著提高了Q235碳钢的耐腐蚀性。即使在苛刻条件（130°C）和为期一年的现场测试中，涂层仍能提供有效保护。