双室隔膜法电解NH4Cl废液

为解决稀土、化肥工业中NH₄Cl废水难以处理,危害较大的问题,针对广东某厂处理碱性氯化铜蚀刻液废水产生大量NH₄Cl的实际废液,提出用电解法处理NH₄Cl废液并对最优实验条件进行探究。发现采用阴离子交换膜将电解槽分隔为两极室可防止Cl₂与NH₄+接触产生易爆炸的NCl₃,保证操作安全,且能有效分离阳极产生的Cl₂和阴极产生的H₂,便于产物收集。在此基础上,通过探究阳极室电解质种类及浓度、阴极室NH₄Cl溶液浓度、电解时间对处理效果的影响,得到最佳实验条件为向阳极室加入20 mL浓度为5 g/L的NaCl溶液,向阴极室加入相同体积浓度为100 g/L的NH₄Cl溶液,在0.3 A恒电流下电解3 h。在此条件下,反应器中93%的Cl-转化为Cl₂和NaClO。该厂每天处理15 t NH₄Cl废液,可为企业创收至少1950元。该双室隔膜电解法在有效去除NH₄Cl废水中Cl-的同时能够产生NH₂·H₂O、Cl₂和可用于消毒的NaClO,具有装置简单,去除率高的优势,是速率可控、清洁高效的处理技术。     

北京市远郊冬季铵盐颗粒物的单颗粒质谱研究

2016年冬季使用单颗粒气溶胶质谱仪（SPAMS）于在北京市平谷区西柏店村进行大气颗粒物的在线观测.以m/z18[NH₄]⁺为特征离子提取含铵盐颗粒物,分析其时间变化特征、粒径分布、化学组分、混合状态和可能来源.含铵盐颗粒物约占观测期间所有颗粒物的31%,分为NH₄-OC（49.9%）,NH₄-EC（5.6%）,NH₄-ECOC（8.9%）,NH₄-HOC（1.4%）,NH₄-K（9.3%）,NH₄-NaK（21.7%）和NH₄-FeK（2.5%）7种主要类别.铵盐主要以硫酸铵、硫酸氢铵和硝酸铵的形态存在,且更易于和含碳类物质发生内混.煤炭和生物质燃烧是铵盐颗粒物的主要来源.后向轨迹分析表明,清洁期气团主要来自采样点北方和西北方的长距离传输,灰霾期气团主要来自西北向的区域传输.潜在源贡献因子分析（PSCF）表明含铵盐颗粒物主要来自本地和周边区域的排放,以及西北方向的长距离传输.     

柴油加氢装置关键换热器管束腐蚀机理研究

目的明确兰州石化柴油加氢装置某换热器管束(主要材质为15Cr Mo钢和321不锈钢)的腐蚀失效原因。方法采用高温高压釜试验和模拟铵盐结晶试验研究15Cr Mo钢和321不锈钢在服役介质中的腐蚀机理。结果 15Cr Mo钢的腐蚀失效形式表现为铵盐结晶下的快速均匀腐蚀和其他部位的点蚀;而321不锈钢的腐蚀失效形式则相反,主要表现为铵盐结晶下的点蚀。结论为避免铵盐结晶引起的腐蚀穿孔,建议提高换热器出口温度到230℃以上,将换热器出口的注水工艺改为注中和缓蚀剂,在加氢反应器出口增设脱氯罐。     

常压塔空冷片翅片管腐蚀穿孔分析及安全对策研究

通过对常减压蒸馏装置常顶失效空冷片翅片管进行宏观形貌分析、穿孔区域以及内壁截面观察,采用电镜组织观察分析、管内腐蚀垢样分析、垢样谱线解析等多种分析手段,从硫元素、氯元素、水的影响深度分析腐蚀机理,掌握设备腐蚀现状。通过合理的原油调配,采用雾化喷头注水、升级设备材质等一系列手段,降低腐蚀速率,并采用在线腐蚀监测、设定腐蚀速率预警值、红外热成像等措施,提高设备的安全防范能力。     

油田化学添加剂对污水处理系统腐蚀行为的影响

目的明确净水剂、絮凝剂、助凝剂、缓蚀剂对污水处理系统腐蚀行为的作用效果。方法通过工艺流程分析、腐蚀形貌观察、腐蚀产物成分分析、腐蚀失重测试等手段,分析污水处理系统腐蚀原因,考察油田化学添加剂对SSF污水处理系统腐蚀行为的影响。结果输送介质中溶解的二氧化碳、高浓度氯离子、氧是导致SSF净化装置内腐蚀的主要原因。分别添加质量浓度为150、0.3、60 mg/L的净水剂、絮凝剂、助凝剂后,动态腐蚀速率可从1.8544 mm/a降到0.6674、0.8627、0.3530 mm/a,静态腐蚀速率可从1.2515 mm/a降到0.9565、0.9474、0.6256 mm/a。添加160 mg/L缓蚀剂,动态腐蚀速率从1.8544 mm/a降低到0.0822 mm/a,静态腐蚀速率从1.2515 mm/a降低到0.0238 mm/a。同时添加净水剂、絮凝剂、助凝剂三种药剂,动态腐蚀速率为0.7672 mm/a,静态腐蚀速率为0.8742 mm/a;同时添加净水剂、絮凝剂、助凝剂、缓蚀剂四种药剂,动态腐蚀速率为0.3069 mm/a,静态腐蚀速率为0.0263 mm/a。结论添加缓蚀剂能有效控制SSF污水处理系统内腐蚀。污水处理用净水剂、絮凝剂、助凝剂对腐蚀有一定抑制作用。在动态条件下,净水剂、絮凝剂、助凝剂降低了缓蚀剂的缓蚀效果,在静态条件下,三种添加剂对缓蚀剂的缓蚀效果影响较小。     

杭州G20减排措施对大气水溶性离子特征的影响

利用2016年颗粒物及水溶性离子采样数据,研究了杭州G20峰会减排措施对大气中无机水溶性离子特征的影响.结果表明,杭州G20峰会减排措施对大气水溶性离子的质量浓度、组成结构、酸碱性等皆存在明显影响.减排措施实施使大气颗粒物和水溶性离子质量浓度下降,受影响的离子主要是NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺、NO₂^-,其中NO₃^-、SO₄^2-质量浓度的下降使NH₄⁺、Ca²⁺、Cl^-成为浓度前3位的离子.SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺、Ca²⁺粒径分布呈单峰型,其中SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺峰值出现在0.65~1.10mm,Ca²⁺峰值出现在5.80~9.00mm,Na⁺、Cl^-、K⁺呈双峰分布,峰值皆出现在3.30~4.70mm和0.65~1.10mm,Na⁺两峰值相当,K⁺、Cl^-在0.65~1.10mm峰值较高.减排措施实施使大气中主要无机盐从NH₄NO₃、（NH₄）₂SO₄、NH₄Cl转变为NH₄Cl、NaCl、KCl,大气颗粒物碱性总体增强.本文研究成果对采取措施改善空气质量具有指导作用.     

三种流速下高强钢与微弧氧化钛电偶腐蚀研究

目的研究三种流速下微弧氧化钛和高强钢的电偶腐蚀行为。方法在面积比为1:1情况下进行1,3,7 m/s流速下的电化学测试和电偶腐蚀试验研究。结果随着流速的增大,偶合电流、总腐蚀速率和电偶腐蚀速率增大。当流速为7 m/s时,高强钢总腐蚀速率和电偶腐蚀速率分别达到8.64 mm/a和0.39 mm/a,与静态相比分别增大146倍和15.6倍,与1 m/s流速下相比分别增大8.6倍和5倍。结论在面积比为1:1时,冲刷腐蚀速率远大于电偶腐蚀速率。     

不同海域Custom450高强度不锈钢的腐蚀规律研究

目的 研究Custom450钢在青岛、舟山、厦门及三亚等4个海域大气和飞溅环境中的自然腐蚀规律。方法 采用形貌分析、腐蚀速率、点腐蚀深度分析等方法对Custom450钢在上述4个海域大气和飞溅区的腐蚀规律进行研究。结果 Custom450钢在4个海域大气环境的年平均腐蚀速率相当,且未观察到有点蚀现象发生,舟山海域的年平均腐蚀速率最小,为0.001 41 mm/a,三亚海域的年平均腐蚀速率最大,为0.001 54 mm/a。4个海域飞溅区的年平均腐蚀速率范围为0.0021～0.0028mm/a,舟山海域的年平均腐蚀速率为0.002 1 mm/a,平均及最大点腐蚀深度分别为5.7μm和25.99μm,均低于其他3个海域。结论 Custom450钢在4个海域的大气环境暴露1 a后,未发现明显的腐蚀现象,表明该钢短期内在上述4个海域海洋大气环境中具有良好的耐蚀性。在飞溅环境中的腐蚀速率高于大气环境,且有明显的点腐蚀现象发生,钢中未溶的NbC相会促进点腐蚀现象的发生。     

渤海油田中深层低含H2S气井油套管选材研究

目的解决渤海油田中深层低含H2S井下环境的油套管安全选材问题。方法利用高压釜模拟气井的腐蚀环境,对不同材质的备选油套管钢在不同井深模拟工况条件下的腐蚀速率和应力腐蚀开裂行为进行研究,采用电子扫描显微镜(SEM)及其能谱仪(EDS)和X射线衍射分析仪(XRD),分析或检测腐蚀形貌、腐蚀产物的组成,综合考虑均匀腐蚀和开裂,提出该气田的油套管选材方案。结果碳钢在气田工况下均未发生应力腐蚀开裂,但腐蚀速率高,为0.242~0.6003 mm/a。S13Cr在气田工况下均未发生应力腐蚀开裂,中层开发井工况下的最大腐蚀速率为0.0399 mm/a,深层开发井工况为0.1633 mm/a。超级双相不锈钢2507、镍基合金2535在该气田工况下应力腐蚀开裂敏感性低,腐蚀速率分别为0.0122 mm/a及0.0083 mm/a。结论超级13Cr马氏体不锈钢(S13Cr)材质适用于地层温度低于180℃的中层开发井全井段使用,2507超级双相不锈钢及2535镍基合金材质适于温度高于180℃的深层开发井,为节约深层开发井的投资,可以考虑采取组合管柱防腐方案。     

模拟海洋全浸区环境下A517海工钢的腐蚀机理研究

目的 探究 A517 海工钢在海洋全浸区环境下的腐蚀机理。方法 通过模拟海洋全浸区腐蚀环境,利用失重法、SEM、EDS、XRD、电化学等测试技术,分析A517钢的腐蚀行为历程,并探讨其在全浸区的腐蚀机理。结果A517钢在厚度方向上的最大电位差为 13 mV,小于发生电偶腐蚀的最小电位差50mV,说明材料在厚度方向上的腐蚀敏感性一致。随浸泡时间的延长,腐蚀质量损失量逐渐增加,平均腐蚀速率先降低、后升高、最后趋于稳定,腐蚀速率约为 0.127 mm/a。结论 腐蚀动力初期主要是由溶解氧的极限扩散控制,后期则是腐蚀产物的氧化还原电荷转移控制。腐蚀首先在 Al₂O₃、MgO 等夹杂物处萌生扩展,腐蚀产物出现明显的分层现象,外锈层主要是疏松易脱落的γ-FeOOH,内锈层主要是致密均匀的 Fe₃O₄,同时锈层中还检测到了β-FeOOH和α-FeOOH的存在。锈层中存在大量微裂纹,削弱了产物膜的保护作用,促进了腐蚀的进行。     

大气中SO2和NH3在天然矿物表面的耦合相互作用

大气中天然矿物与痕量污染气体的相互作用是广泛存在的,污染气体在天然矿物表面的不同吸附方式及不同污染气体间的相互关系会影响二次气溶胶的形成。该研究通过单独实验考察了SO₂和NH₃在蒙脱石和伊利石表面的非均相反应,同时通过同步实验和分步实验研究了SO₂和NH₃在蒙脱石和伊利石表面的协同效应。结果表明,蒙脱石和伊利石对SO₂和NH₃均有一定的吸附活性,产物以SO₃^2-与NH₄⁺为主,但由于结构差异,蒙脱石对SO₂和NH₃的吸附转化活性高于伊利石。而当SO₂和NH₃同时存在时,NH₃通过增加矿物表面的碱度,促进SO₂的吸附和转化;SO₂通过增强或形成新的Br?nsted酸位点,促进和稳定NH₃的吸附和转化...     

气液固多相流对法兰接缝处的腐蚀行为研究

目的揭示不同条件下法兰接缝处的腐蚀速率。方法基于流动动力学数值模拟软件,分析法兰接缝处的流场变化、不同因素的电化学腐蚀速率和冲刷腐蚀速率。结果在文中的研究条件下,随着接缝深度的增加,法兰接缝处的流速分布分为0～0.6 mm和0.6～5 mm两个阶段,在法兰接缝表面均存在明显的压力梯度层和温度梯度层。同时随着固体杂质质量流量的增大,法兰处腐蚀速率呈直线增大,当其质量流量大于4kg/s时,其腐蚀速率达到最大值;而含砂流体流速与腐蚀速率基本符合正态分布规律。结论对于气液固多相流条件下法兰处的腐蚀,主要是由于电化学腐蚀和冲刷腐蚀相互作用产生的,并且其冲刷腐蚀速率远远大于电化学腐蚀速率。     

硫磺回收装置腐蚀机理与防护分析

目的对硫磺回收装置的腐蚀机理进行细化研究。方法研究NH4HS垢下腐蚀、CO2-H2O腐蚀、H2S-H2O腐蚀、H2SO4/H2SO3腐蚀、硫高温腐蚀等几种腐蚀情形,为预防设备管线腐蚀提供相应的理论依据,并且通过硫磺回收装置的液硫及管线腐蚀、高温掺和阀腐蚀、阀门腐蚀及点火枪部位腐蚀等典型案例进行详尽分析。结果通过能谱(EDS)对现场损坏管线分析得知,在液硫界面产生的氧、碳、硫等腐蚀产物导致液硫池蒸汽管线和伴热管腐蚀断裂、液硫泵壳腐蚀。该部分腐蚀产物与液硫池中的水发生反应,生成多种酸(硫酸、亚硫酸等)造成腐蚀。随着液位逐渐升高,腐蚀范围不断上升和扩大。结论由于高温掺和阀阀芯基本处于800~1000℃的高温环境中,大量的单质硫、二氧化硫、硫化氢及有机硫物质在高温环境中,形成高速气流,设备经过高速气流的冲刷,造成严重的腐蚀。同时NH4HS结晶在阀门或点火枪部位析出,在流速较低的部位发生沉积,导致设备功能下降和电化学垢下腐蚀。通过分析硫磺回收装置的工艺原理、腐蚀机理及腐蚀现状,结合具体案例分析,提出相对应的防护措施。     

石脑油/脱丁烷塔进料换热器结垢腐蚀原因及对策

对轻烃回收装置石脑油/脱丁烷塔进料换热器E-1202B结垢腐蚀进行了检查、检验,从腐蚀介质来源、垢样分析结果、流速等多方面分析了换热器腐蚀泄漏的原因,提出了相应的对策。     

模拟在役井注减氧空气对1Cr-L80井筒管材防腐研究

目的在充分调研陆上及渤海周边相似油气田注气开发井筒腐蚀情况的基础上,明确注减氧空气开发井对井筒全寿命周期管材腐蚀速率大小。方法系统性开展注气井不同含氧量条件下的动态腐蚀实验研究,并对生产井动态腐蚀进行评价,深入分析减氧空气对油井管腐蚀行为,分类分层次分析归纳注减氧空气工况管柱腐蚀特性、腐蚀速率影响因素以及管柱腐蚀风险。结果得出在注气井井口、井中、井底工况,不同氧气浓度下,1Cr-L80管材在注气井井口、井中、井底的腐蚀关系曲线。在含氧量为5%(质量分数)的注气井井口、井中、井底,1Cr-L80的腐蚀速度分别为0.345、0.2147、0.1158mm/a;在含氧量为21%的注气井井口、井中、井底,1Cr-L80的腐蚀速率分别为0.7399、1.2854、2.4506 mm/a。结论1Cr-L80材质腐蚀速率均保持在较高水平,老井直接注入空气会存在高腐蚀风险。     

硫酸盐还原菌对EH40焊接钢海水腐蚀的影响

目的研究无菌和SRB体系中EH40钢焊接接头的母材区、热影响区和焊缝区腐蚀差异。方法利用金相显微镜观察、失重法、电化学测试、扫描电镜和X射线光电子能谱仪等分析手段。结果焊缝区微观组织由块状铁素体(BLF)和魏氏组织(W)组成;热影响区可再分为粗晶区(CGHAZ)和细晶区(FGHAZ)两个区;母材区主要由BLF、AF和少量珠光体组成。在无菌对照体系中,焊缝区腐蚀速率为0.0026 mm/a,混合区次之,为0.0023 mm/a,母材区最小,为0.0019 mm/a。含SRB体系中,各区的腐蚀速率为:焊缝区(0.0037 mm/a)混合区(0.0034 mm/a)母材区(0.0030 mm/a)。热影响区腐蚀产物形貌粗大,点蚀孔也较大。结论焊缝区比母材区容易腐蚀,由此易造成小阳极大阴极加速腐蚀,热影响区容易发生点蚀。SRB能促进三个区域试样腐蚀加速。     

微藻在不同氨氮条件下固定CO2耦合净化废水实验

为探究小球藻同步固定CO₂、净化废水及生产蛋白质的潜力,实验研究不同氨氮浓度(30,60,90 mg/L NH₄Cl)和CO₂体积分数(0.038%和10%)对小球藻(Chlorella vulgaris)生长、固碳、氮磷营养盐去除及蛋白质生产的影响,并将Logistic方程与改进的Monod方程相结合,描述小球藻比生长速率与氮、磷营养盐的关系。结果表明:10% CO₂组生物量(380.16~499.52 mg/L)是0.038% CO₂组生物量(44.73~120.00 mg/L)的3.54~8.30倍,同时,10% CO₂组中氨氮和磷酸盐消耗速率明显高于0.038% CO₂组。小球藻比生长速率、固碳速率、蛋白质含量均与生物量呈正相关(R2≥0.83,P<0.05),且在10% CO₂和60 mg/L NH₄Cl条件下获得最大值,分别为0.21 d-1、42.62 mg/(L·d)和228.43 mg/L。此外,拟合结果显示Logistic方程与改进的Monod方程联合应用可较好地描述小球藻的生长过程(R2=0.39~0.96),且10% CO₂条件下的营养盐更易被小球藻吸收。实验结果可为微藻同步固定CO₂、净化废水及副产物(如蛋白质)生产的应用提供理论参考。     

典型耐候钢在江津大气环境中暴晒1 a的腐蚀行为

目的 研究3种典型耐候钢在江津大气环境中暴晒1 a的初期腐蚀行为。方法 采用户外大气挂片、腐蚀质量损失、SEM、XRD、电化学等方法,研究Q355NH、Q460FRW、Q690的腐蚀速率、锈层形貌、锈层物相和锈层电阻,并与Q345碳钢进行对比。结果 耐候钢和碳钢在大气暴晒初期的腐蚀规律是一致的,Q355NH、Q460FRW、Q690和Q345碳钢的腐蚀速率分别为0.050 9、0.053 6、0.047 8、0.055 mm/a,Q690的腐蚀速率最小,约为碳钢的87%。耐候钢和碳钢的锈层都主要由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe₂O₃组成,耐候钢的锈层更致密,裂纹更少。Q355NH、Q460FRW、Q690的锈层电阻值分别为821.3、1 005、1 080?·cm²,碳钢为101.68?·cm²,耐候钢的锈层电阻值约为碳钢的10倍。Cr和Cu元素在耐候钢的锈层中富集明显。结论 耐候钢的腐蚀速率低于碳钢,3种耐候钢的耐蚀性顺序为Q690>Q355NH>Q460FRW。Cr和Cu元素在...     

油田用钨合金镀层腐蚀性能评价研究

目的评价钨合金镀层油管的腐蚀性能。方法利用高压釜模拟高压气井和高含硫气井的腐蚀环境,进行高压高温腐蚀试验,以及标准的氢致开裂(HIC)和硫化氢应力腐蚀试验。采用电子扫描显微镜(SEM)及其能谱仪(EDS)和X射线衍射分析仪(XRD),分析或检测钨合金镀层和基管的腐蚀形貌、腐蚀产物的组成。结果油管表面的钨合金镀层平整而致密,其主要组成元素为W和Ni。高温高压腐蚀试验后,镀层仍然致密平整,腐蚀程度轻微。在60、90、120、140℃试验7天时,镀层和基材的H_2S/CO_2腐蚀速率分别为0.0179、0.0093、0.0102、0.0369 mm/a和1.030、1.272、1.183、0.991 mm/a。试验30天,在120℃时,其H_2S/CO_2腐蚀速率分别为-0.0085、0.1789 mm/a;在160℃时,其CO_2腐蚀速率分别为0.0091、0.8976 mm/a。该钨合金镀层均通过了标准的氢致开裂和硫化氢应力腐蚀试验。结论该钨合金镀层具有很好的耐腐蚀性能。     

含饱和CO2的3.5％NaCl溶液中乙二醇对季铵盐缓蚀剂缓蚀性能的影响研究

采用电化学方法研究了含饱和CO_2的3.5%NaCl溶液中40%乙二醇对水溶性季铵盐缓蚀剂性能的影响。研究结果表明:30 mg/L季铵盐缓蚀剂和40%乙二醇均可抑制X65钢的腐蚀,水溶性季铵盐缓蚀剂与40%的乙二醇溶液完全互溶,向含40%乙二醇的3.5%NaCl溶液中添加30mg/L季铵盐缓蚀剂,可进一步降低阴极和阳极反应电流,提高腐蚀电位;乙二醇并未削弱季铵盐缓蚀剂的性能,两者之间存在协同作用。