甲烷和氢气混合气体金属尘化腐蚀的热力学分析

【摘要】：石油化工、天然气工业、煤气转化及热处理等具有饱和碳气氛的加热转化设备时常发生金属尘化腐蚀,造成重大的经济损失。本文运用化学热力学理论与方法对CH4-H2气氛下发生金属尘化时的吉布斯函数ΔG0T进行计算,从而得到气氛碳活度(αc)gas与温度T的关系式。通过气氛碳活度(αc)gas与材料碳活度(αc)Fe3C/Fe的比较,得到两种金属尘化类型。CH4-H2气氛碳的化学势受温度、气氛组成、总压的影响,减少CH4的含量,降低总压,会使发生金属尘化的温度范围扩大。通过这些分析结果,从理论上解释了金属尘化的发生,并进而推断出尘化发生的条件。 【作者单位】： 南京工业大学机械与动力工程学院;
【关键词】： 金属尘化 热力学 碳活度 化学势
【基金】：国家自然科学基金(50675096)资助
【分类号】：TG179
【正文快照】： 在石油化工、化学工业、煤气转化及热处理等行业中,金属材料经常暴露在由碳(CO、CH4、C3H8及各种石油裂解原料气等)和载气(氢气和水蒸汽)构成的含碳气氛中,这些气氛通过如下反应产生活性碳原子:CO+H2=C+H2O(1)CH4=C+2H2(2)2CO=C+CO2(3)活性碳原子从外界进入基体的过程发生渗碳

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