蒸汽转化管内壁瘤状物组成与形成机制研究
更新日期:2024-06-18     浏览次数:68
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蒸汽转化管内壁瘤状物组成与形成机制研究 《化工设备与管道》2024年 第2期 | 闫硕 陈海见 徐辽 Olivia Wu 曹铁山 赵杰 程从前 大连理工大学材料科学与工程学院 辽宁大连116024 烟台慕迪工业技术有限公司 山东烟台264006 Unionville high school Canada ontario L3R 8G5 Canada

一、研究背景

在天然气制甲醇的过程中,蒸汽转化炉管是核心设备。然而,在这些炉管内壁某些位置出现的瘤状物,不仅突出于内壁还向炉管内部生长,严重影响了炉管的性能。为了深入了解这一现象,本研究对瘤状物的组成和形成机制进行了详细的分析。

二、研究方法

采用了光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等手段,对瘤状物的组织和成分进行了细致的观察和分析。

三、研究结果

  1. 瘤状物的组成:瘤状物主要由Cr(铬)和Fe(铁)的氧化物组成,与基体之间存在一个特殊的过渡区。
  2. 内部结构:在瘤状物内部观察到许多富碳的疏松结构,这可能与瘤状物的形成机制有关。

四、形成机制推测

研究团队推测瘤状物的形成机制与还原-氧化相互作用有关。在蒸汽转化炉的工作环境中,高温和氧化-还原气氛的变化可能导致金属元素(如Cr和Fe)在氧化和还原之间循环,从而促进了瘤状物的形成。

五、潜在影响

瘤状物的存在可能导致炉管有效内径减小,增加流体流动的阻力,同时可能改变炉管内壁的热传导性能,导致局部过热或热应力集中,进一步影响炉管的性能和使用寿命。

六、结论与建议

深入理解瘤状物的组成和形成机制,有助于制定更有效的预防措施和解决方案。建议通过优化炉管材料、改善工作环境(如控制气氛和温度)或增加定期维护和检查来减少瘤状物的形成。此外,进一步的实验和模拟研究可以更加全面地了解瘤状物在不同条件下的形成和演变过程。