ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные закономерности образования соединений ванадия и щелочных металлов из "Коррозия газового тракта котельных установок " Одними из важнейших компонентов минеральной части высокосернистого мазута, вызывающими коррозионные процессы и загрязнения поверхностей по газовому тракту, являются соединения ванадия и натрия. [c.39] Ванадий находится в мазуте в растворенном состоянии в виде порфиринов. Элементарный ванадий—хрупкий, очень твердый металл светлосерого цвета, плотность при 15 °С 5,87, температура плавления 1375+50 °С. При высоких температурах он легко соединяется с кислородом. В соединениях двух-, трех-, четырех- и пятивалентен. Двух- и трехвалентный ванадий имеет основной характер, четырехвалентный — амфотерный и пятивалентный — кислотный. Ванадий хорошо растворим в растворах едких щелочей. Соединения ванадия ядовиты и обусловливают повышенную токсичность дымовых газов и золовых отложений на поверхностях нагрева. [c.39] Температура плавления ванадата натрия составляет 630 °С и менее, и поэтому он опасен как по условиям шлакования, так и по условиям стимулирования коррозии. Окислы низших валентностей ванадия тугоплавки. Пяти-окись ванадия имеет температуру плавления 670 °С. Надежных данных о наличии в шлаке ванадия низших валентностей не опубликовано. [c.40] В процессе сгорания топлива весь ванадий успевает превратиться в окислы УО, УОг. При конденсации УОг окисляется до УгОз, У2О4, УгОз. Образование высшего окисла ванадия У2О5 определяется температурой и парциальным давлением кислорода. [c.40] Хлористый натрий в присутствии окислов серы и кислорода образует сульфат иатрия с температурой плавления 864°С. Соединения натрия и ванадия в топочной камере возгоняются, а затем конденсируются и кристаллизуются на перегревательных поверхностях нагрева и других элементах котла. Возникающие при этом в отложениях комплексные соединения ванадия и натрия могут иметь температуру плавления меньше, чем исходные вещества. [c.40] Расчетные исследования показали, что объемная концентрация коррозионно-активных соединений (V, Ыа, Ре и др.) становится заметной при температурах 1230— 1730 °С и составляет 0,001—0,004 %. [c.41] При сжигании топлив с высоким содержанием соединений щелочных металлов возможны затруднения, обусловленные конденсацией сульфатов и хлоридов этих металлов из потока дымовых газов на поверхностях нагрева. Сульфаты и хлориды щелочных металлов коррозионно-агрессивны и могут быть причиной образования связанных отложений. [c.42] Интенсивность загрязнения зависит от содержания щелочных соединений в топливе, глубины их превращения в процессе горения, от концентрации окислов серы и др. Имеются сведения, что при наличии их в золе 30 % эксплуатация котлов становится весьма затруднительной. [c.42] В реакциях образование сложных сульфатов идет с участием 8О3 в первой — непосредственно с присутствующим 80з, во второй —с 80з, образующимся каталитически на поверхности РегОз из 8О2 и О2. [c.42] Эти реакции могут приводить к прямой потере металла из-за разрушения окисной пленки и замещения РегОз в ходе обычного окисления. Сложные сульфаты калия или натрия имеют низкую температуру плавления и являются сильными ускорителями коррозии. Коррозия заключается в разрушении защищающих металл окислов и потере основного металла. [c.43] Наличие в окружающей атмосфере высокого содержания ЗОз предупреждает разложение этих соединений. [c.43] Роль соединений щелочных металлов в процессах загрязнения и коррозии усиливается с появлением в топливе хлора. Как правило, в углях хлор содержится в виде хлоридов натрия и калия. Критическим считается содержание хлора в топливе 0,5—0,6 % [80]. [c.43] Температурные пределы и интенсивность конденсации щелочных соединений на поверхностях нагрева зависят от парциального давления в продуктах сгорания. Температура начала конденсации хлоридов меньше, чем щелочных сульфатов, т. е. они начинают конденсироваться при более низкой температуре, чем сульфаты. [c.43] В отечественных марках ископаемого угля содержание соединений щелочных металлов невелико, и особых затруднений, связанных с их наличием, не возникает. Так, например, в донецких углях среднее содержание МагО + +К2О равно 2,5—3,0%, в канско-ачинских углях оно не превышает 3 %. [c.43] Наибольшие трудности ири сжигании твердого топлива вызваны наличием в топливе кальцийсодержащих минералов. [c.43] Окись кальция в окислительной атмосфере соединяется с сернистым ангидридом и переходит в сульфат кальция. Интервал температур, в котором наблюдается сульфати-зация золы, зависит наряду с содержанием окиси кальция и сернистого ангидрида от времени пребывания в высокотемпературной зоне факела, наличия других соединений и др. Этим определяется разный уровень температуры суль-фатизации для различных марок угля. Так, как при сжигании назаровского угля сульфатизация окиси кальция происходит при температуре менее 1184°С. Возможна сульфатизация при температурах менее 800 °С. [c.44] Вернуться к основной статье