碳鋼和不銹鋼在二氧化碳捕集封存與利用裝置中現場掛片腐蝕性能研究

李夫濟

(華潤電力(深圳) 有限公司，廣東 汕尾 516468)

0 前 言

近年來，隨著全球環境保護意識的提升，減少碳排放、實現碳中和成為各國共識。二氧化碳捕集封存與利用(CCUS)技術是減少大氣中CO2存量的有效手段之一[1，2]，它主要是將火力發電廠、火力供熱站等工廠所排放的CO2廢氣通過設備捕捉、管道(或車船)輸送最終到達地下廢棄礦區或空層進行長時間封存，或者將這些CO2作為驅油劑注入至低產、難產等油井中，以提高原油開采率，即CO2提高采收率技術(CO2-EOR 技術)[3，4]。燃煤發電行業推廣應用CCUS 技術對于我國實現2060 碳中和目標具有重大意義。

然而，CO2的腐蝕問題成為制約CCUS 應用及發展的關鍵因素之一。國內學者研究表明，CO2對碳鋼設備具有很強的腐蝕性，腐蝕形態有點蝕、輪癬狀腐蝕和臺面狀坑蝕，腐蝕速率高達3～7 mm/a，在無氧條件下，腐蝕速率高達20 mm/a[5]。溫度、pH 值、流速、含氧量、分壓、氯離子含量等對其腐蝕性產生重大的影響。因此，本工作在國內某CCUS 系統胺法碳捕集單元實施碳鋼和不銹鋼材料掛片試驗研究，為CCUS 系統的設備選材提供基礎腐蝕數據，并對現有設備的使用情況進行腐蝕評估。

1 試 驗

選取304L、316L 不銹鋼和Q355 碳鋼作為掛片試驗材料，其化學成分見表1。每種材料準備3 個平行試樣，每個試樣外形尺寸為50 mm×25 mm×3 mm，在一端打直徑為10 mm 小孔方便試樣的安裝。試樣表面經水砂紙打磨至600 號后，用酒精擦拭，再用蒸餾水沖洗后烘干稱重。在胺法碳捕集裝置中選取8 個具有代表性的位置進行掛片試驗，依次以測試點1、測試點2、測試點3、測試點4、測試點5、測試點6、測試點7、測試點8標識，其運行工藝參數見表2。……