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Oxy-combustionは、炭素の捕獲と隔離のための最も有望な技術の1つです。「酸素 - ビオマス燃焼」と名付けられた酸素燃焼条件下でCO2中立バイオマスが燃焼すると、負のCO2排出を達成できます。しかし、バイオマス中のカリウムと塩素の高い含有量は、空気発射炉での重度の灰の沈着と腐食をもたらし、煙道リサイクルによる腐食種の濃縮により、さらに酸素変異モードで悪化します。この論文では、炉のスーパーヒーターに使用される2つの代表的な材料（TP347H、HR3C）の高温腐食挙動とメカニズムが研究されています。酸素変異雰囲気、KCl沈着、SO2の効果、水蒸気の影響、および開始段階での腐食速度に対する温度の効果を調査します。材料の腐食の重症度は、体重増加法を使用して決定され、腐食層の微細構造と化学組成は、エネルギー分散型分光法とX線回折を備えた走査型電子顕微鏡検査によって特徴付けられました。結果は、高温腐食速度がKClの堆積によって大幅に増加し、同じガス組成と温度の下でのガス腐食速度の5倍以上が増加することを示しています。CrおよびNi含有量が多いHR3Cは、TP347Hよりも腐食層と基質の間の界面にCR濃縮を形成する可能性が高く、TP347Hよりも高温腐食に対する耐性が強くなります。腐食雰囲気が空気燃焼から酸素燃焼に変更されると、高密度のCr酸化膜と金属硫化物が少ないと、高温腐食速度が低下します。KCl堆積の存在下での温度の上昇は、高温腐食速度に大きく影響します。650°Cでの腐食速度は、450°Cでの腐食率の16倍です。水蒸気とSO2濃度は、それぞれ高温腐食に反対の影響を及ぼします。乾燥した環境と比較して、高湿度環境は高温腐食率を低下させます。ただし、SO2濃度が高いほど、KCL堆積物の硫酸化が促進され、酸化クロムフィルムがより強い損傷が発生し、それによって高温腐食速度が増加します。
Oxy-combustionは、炭素の捕獲と隔離のための最も有望な技術の1つです。「酸素 - ビオマス燃焼」と名付けられた酸素燃焼条件下でCO2中立バイオマスが燃焼すると、負のCO2排出を達成できます。しかし、バイオマス中のカリウムと塩素の高い含有量は、空気発射炉での重度の灰の沈着と腐食をもたらし、煙道リサイクルによる腐食種の濃縮により、さらに酸素変異モードで悪化します。この論文では、炉のスーパーヒーターに使用される2つの代表的な材料（TP347H、HR3C）の高温腐食挙動とメカニズムが研究されています。酸素変異雰囲気、KCl沈着、SO2の効果、水蒸気の影響、および開始段階での腐食速度に対する温度の効果を調査します。材料の腐食の重症度は、体重増加法を使用して決定され、腐食層の微細構造と化学組成は、エネルギー分散型分光法とX線回折を備えた走査型電子顕微鏡検査によって特徴付けられました。結果は、高温腐食速度がKClの堆積によって大幅に増加し、同じガス組成と温度の下でのガス腐食速度の5倍以上が増加することを示しています。CrおよびNi含有量が多いHR3Cは、TP347Hよりも腐食層と基質の間の界面にCR濃縮を形成する可能性が高く、TP347Hよりも高温腐食に対する耐性が強くなります。腐食雰囲気が空気燃焼から酸素燃焼に変更されると、高密度のCr酸化膜と金属硫化物が少ないと、高温腐食速度が低下します。KCl堆積の存在下での温度の上昇は、高温腐食速度に大きく影響します。650°Cでの腐食速度は、450°Cでの腐食率の16倍です。水蒸気とSO2濃度は、それぞれ高温腐食に反対の影響を及ぼします。乾燥した環境と比較して、高湿度環境は高温腐食率を低下させます。ただし、SO2濃度が高いほど、KCL堆積物の硫酸化が促進され、酸化クロムフィルムがより強い損傷が発生し、それによって高温腐食速度が増加します。
Oxy-combustion is one of the most promising technologies for carbon capture and sequestration. When CO2-neutral biomass is burned under oxy-combustion conditions, named "oxy-biomass combustion" a negative CO2 emission can be achieved. However, the high content of potassium and chlorine in biomass results in sever ash deposition and corrosion in air fired furnaces, which are further aggravated in oxy-combustion mode due to the enrichment of corrosive species by flue gas recycle. In this paper, the hot corrosion behaviors and mechanism of two representative materials (TP347H, HR3C) used for superheaters in furnaces are studied. The effects of oxy-combustion atmosphere, KCl deposition, effect of SO2, effect of water vapor, and temperature on the corrosion kinetics at the starting stage are investigated. The corrosion severity of the materials was determined using the weight gain method, and the microstructures and chemical compositions of corrosion layers were characterized by the scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy, and X-ray diffraction. The results show that the hot corrosion rate is significantly sped up by KCl deposition, more than five times the gas corrosion rate under the same gas composition and temperature. HR3C with higher Cr and Ni contents is more likely to form Cr enrichment on the interface between the corrosion layer and the substrate than TP347H, resulting in stronger resistance to the hot corrosion than TP347H. When the corrosion atmosphere is changed from air-combustion to oxy-combustion, the hot corrosion rate is reduced with a denser Cr oxide film and less metal sulfides. The increase of temperature in the presence of KCl deposition significantly affects the hot corrosion rate, e.g. the corrosion rate at 650 °C is 16 times higher than that at 450 °C. Water vapor and SO2 concentrations have opposite influences on the hot corrosion, respectively. Compared to the dry environment, a high-humidity environment decreases the hot corrosion rate; however, a higher SO2 concentration facilitates the sulfation of KCl deposits, leading to stronger damage to the chromium oxide film and thereby an increased hot corrosion rate.
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