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Molecule
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CARBONate
(21)
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Cl
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sodium carbonate
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CO
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calcium carbonate
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potassium
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magnesium
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calcium
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quide
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sodium
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iron
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silicon
(1)
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chlorine
(1)
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sulfur
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water
(1)
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oxygen
(1)
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hydrochloric acid
(1)
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potassium carbonate
(1)
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Generic
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metal
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alkali metal CARBONate
(4)
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salts
(4)
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alkaline earth metal
(2)
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carbonates
(2)
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alkali
(2)
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chlorides
(1)
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acids
(1)
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metal carbonate
(1)
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sodium carbonates
(1)
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alkali metal salt
(1)
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Physical
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de 3 mm
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de 20.106 Pa
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106 Pa
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10 microns
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800 microns
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4,5 mm
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9,0 mm
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de 15 cm
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de 30 percent de
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10 percent de
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20 ppm
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7,1 percent
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3,8 percent de
(1)
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2,8 percent de
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14,5 percent de
(1)
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1,5 percent de
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6,1 percent de
(1)
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15,2 percent de
(1)
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1,1 percent de
(1)
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de 0,1 percent
(1)
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80 percent
(1)
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20 percent
(1)
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de 82 percent de
(1)
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18 percent
(1)
[61][_]
70 percent
(1)
[62][_]
15 percent
(1)
[63][_]
de 0,1 mm
(1)
[64][_]
de 15 percent
(1)
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Gene Or Protein
(6/ 15)
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Etre
(8)
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Est A
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Tre
(2)
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Adhe
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Fert
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Cou
(1)
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Polymer
(2/ 3)
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Silicone
(2)
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Polyvinyl Chloride
(1)
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Organism
(1/ 1)
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alca
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519029A1
Family ID 2055606
Probable Assignee Toyo Engineering Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE POUR PROTEGER UN FOUR A COMBUSTION DE LA CORROSION
Abstract
_________________________________________________________________
ON PROTEGE UN FOUR A COMBUSTION CONTRE LA CORROSION EN REALISANT UN
DEPOT D'UN alkali metal CARBONate OU D'UN alkaline earth
metalCARBONate SUR LES SURFACES METALLIQUES DU FOUR AVANT QU'IL AIT
COMMENCE A FONCTIONNER.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention se rapporte a un procede pour
proteger de la corrosion un metal expose aux gaz de combus-
tion contenant H Cl.
De vastes recherches et developpements ont ete effec-
tues recemment concernant des appareillages varies qui ont
rendu efficace l'utilisation de la quantite de chaleur conte-
nue dans des gaz de combustion a haute temperature, engendres par la
combustion de matieres contenant des chlorides tels que des dechets et
quelques uns de ces appareillages ont deja ete commercialises Dans les
appareillages de cette sorte, les gaz de combustion a haute
temperature contiennent des gaz corrosifs tels que H Cl, C 12 Y S Qx,
etc, et sont accompagnes de
cendres composees de materiaux imbrules, metalssalts alca-
lins, metalssalts lourds et d'autres matieres solides pro-
duits par la combustion La cendre et H Cl adherent a la sur-
face de n'importe quel metal expose aux gaz de combustion a
haute temperature et corrodent severement le metal a des tem-
peratures elevees La vitesse de corrosion croit avec la tem-
perature En d'autres termes, la corrosion a haute temperatu-
re se produit a des temperatures de surface du metal d'envi-
ron 300 OC et se poursuit violemment specialement quand la
temperature est au-dessus de 400 OC Parmi les metals commer-
cialement disponibles, aucun ne peut supporter cette corro-
sion a temperature elevee a l'exception de materiaux metalli-
ques speciaux de qualite superieure.
Pour empecher cette corrosion, des methodes variees ont ete proposees
dans le passe, telles qu'une methode dans
laquelle les gaz corrosifs acidsproduits durant la combus-
tion sont amenes a reagir avec du sodium carbonate pour les convertir
en salts neutres, unemethode dans laquelle on amene des granules de
calcium carbonate dans un four qui incinere du polyvinyl chloride, une
methode dans laquelle on alimente un four avec un materiau alcalin et
avec en meme temps les rebuts dans la fluidisation-combustion de
rebuts qui generent H Cl, etc Bien que ces procedes soient
certainement efficaces, principalement pour traiter les gaz corrosifs
dans les gaz de
combustion, ils ne sont cependant pas suffisants comme pro-
ecie anticorrosion contre la corrosion a haute temperature qui se
produit sur des surfaces metalliques auxquelles adhe- rent ensemble la
cendre et H Cl En raison de facteurs varies tels que le rapport
geometrique entre la structure interne du four et les surfaces de
metal sur lesquelles se produit la corrosion a haute temperature,
l'etat de fluidisation des gaz de combustion, le degre avec lequel les
gaz corrosifs se melangent et se combinent avec l'agent de
neutralisation,etc
les carbonates ne peuvent atteindre suffisamment certains en-
droits des surfaces metalliques et y adherer.
Lorsqu'on recupere la chaleur de combustion des de-
chets telle que la vapeur dans une chaudiere ou d'une chau-
diere a dechets ou un appareil du meme genre, les deux proce-
des suivants ont ete utilises en pratique comme procedes pour eviter
la corrosion a haute temperature Le premier procede
maintient la temperature des parois de tube des tubes de trans-
fert de-la chaleur de la chaudiere au-dessous de 400 OC En
consequence, la vapeur produite doit etre a une pression de 20.106 Pa
(au ma=ometre) et a une temperature au-dessous de 300 OC, alors
qu'elle-est a une pression entre 16 et 20 106 Pa, et a une temperature
d'environ 200 OC, respectivement dans les appareillages existants
Cette sorte de vapeur sous pression moyenne a un faible rendement de
generation de puissance et des applications autres que la generation
de puissance sont limitees Dans le second procede, on genere tout
d'abord de la vapeur a moyenne pression a partir de gaz de combustion
dans une chambre de combustion de dechets, et ensuite on in-
troduit cette vapeur a moyenne pression dans un rechauffeur
dispose a l'interieur d'une chambre a combustion d'huile lour-
de pour surchauffer la vapeur.
Bien que cette methode presente l'avantage de permet-
tre l'obtention de vapeur a haute temperature et a haute pres-
sion, elle comporte les inconvenients de necessiter un equi-
pement varie tel que la chambre a combustion d'huile lourde,
le rechauffeur et autres echangeurs de chaleur et un combus-
tible separe tel que de l'huile lourde.
La presente invention fournit un procede pour empe- cher la corrosion
a haute temperature et eventuellement, une
methode pour obtenir de la vapeur a haute pression economi-
quement.
Le procede selon la presente invention est caracteri-
se en ce qu'une quantite suffisante d'un metal carbonate
alcalin ou d'un alkaline earth metalcarbonate est de-
posee sur les surfaces de metal a l'interieur du four a com-
bustion avant que le four commence a fonctionner de sorte que
la cendre generee pendant la combustion se depose sur la cou-
che de carbonate.
Selon le procede de la presente invention, le carbo-
nate de la couche de alkali metal carbonate ou alcalino-
terreux qui est depose a l'avance en quantite suffisante sur
une surface de metal, reagit avec H Cl et le transforme en cen-
dre neutre meme si H Cl et la cendre parviennent pres de la
surface du metal a haute temperature, empechant de cette fa-
con l'eventualite de corrosion a haute temperature sur la sur-
face du metal En d'autres termes, le carbonate fermement a-
dherent a la surface du metal reagit avec le H Cl pour former une
cendre de salt neutre, et est progressivement consomme par le H Cl des
gaz de combustion qui vient en contact avec le carbonates au fur et a
mesure que le fonctionnement du four se poursuit Pour maintenir les
effets anticorrosifs desires pendant un intervalle de temps voulus il
est par consequent necessaire de s'assurer que la carbonate depose
sous la forme de peinture ou de revetement ou autre sur la
surface de metal est en exces par rapport a la quantite stoe-
chiometrique de H Cl atteignant la surface de metal pendant cette
periode Il est possible de reduire la quantite de H Cl atteignant la
surface de metal, ou d'augmenter la carbonate sur la surface de metal,
apportant le carbonate soit de facon continue soit de facon
intermittente dans la zone de combustion, ou dans la trajectoire du
flux de gaz de combustion apres le demarrage du four, lorsqu'on
applique le procede de la presente invention.
Les sodium carbonates, potassium, calcium ou ma-
gnesium peuvent etre utilises comme alkali metal salt ou
alcalino-terreux mais le sodium carbonate est le plus ap-
proprie d'entre eux du point de vue de l'effet anticorrosif, et aussi
du point de vue economique Bien que la couche de
carbonate puisse etre formee sur la surface du metal par n'im-
porte quelle methode usuelle, le carbonate en granules ou en poudre
peut etre melange avec un agent d'etalement et ensuite depose comme
une peinture ou un revetement sur la surface-de metal Par exemple, une
poudre de carbonate est melangee et
dispersee dans une composition organique polymere qui est li-
quide-aux temperatures normales et a une viscosite elevee, et
il est ensuite depose sur la surface du metal Au fur et a me-
sure que le fonctionnement du four a combustion se poursuit, la
composition organique polymere est brulee ou decomposee
par les gaz de combustion a haute temperature mais'le carbo-
nate reste a la surface du metal realisant par consequent l'objectif
vise N'importe quel agent d'etalement peut etre utilise du moment
qu'il permet au carbonate d'adherecarbonate a la
surface du metal Dans les gaz de combustion a haute tempe-
rature apres le demarrage du four, il peut rester comme il
etait quand on l'a applique, ou il peut rester apres combus-
tion incomplete, ou il peut s'en aller partiellement de la-
surface du metal par decomposition du moment que le carbonate reste
sur la surface du metal, reagit avec H Ol et empeche H Cl d'atteindre
la surface du metal La taille des particules de carbonate est choisie
comme il convient suivant la nature du
carbonate, du moyen d'etalement,le HC 1, la cendre, la fluidi-
sation des gaz de combustion, l'etat de la surface du metal
et autres facteurs Generalement, cependant la taille des par-
ticules est comprise entre 10 microns et 1 000 microns, de preference
plusieurs centaines de microns, en particulier
800 microns.
La figure 1 est une representation graphique montrant la reduction de
poids des eprouvettes dans des conditions de corrosion a haute
temperature comparee a la reduction de poids
lorsque le procede de la presente invention est mis en oeuvre.
Dans ce qui suit, les effets de la presente invention seront decrits
en se reportant a la figure 1 La figure 1 illustre les resultats
obtenus au cours d'experiences dans les conditions suivantes
L'abscisse represente l'echelle des temps de l'experience (en jours),
et l'ordonnee represente la
reduction du poids d'une eprouvette de metal (mg/surface/Scm).
Les droites 1 a 4 representent les resultats dans les
conditions de test indiquees dans le tableau 1.
TAHLEAU 1
Revetement Adherence Presence de Vitesse de de la Na Cl dans de
carbonate cendre la cendre corrosion Droite 1 non non non tres faible
Droite 2 non oui non environ 4,5 mm/an Droite 3 non oui oui environ
9,0 mm/an Droite 4 oui oui oui tres faible
_ _ _ __
L'eprouvette de metal etait de SUS 321 de 15 cm de
surface La temperature de la surface de metal qui etait ex-
posee a un gaz reducteur a haute temperature compose de 30 percent de
vapeur, 10 percent de C 02, 1 000 ppm de HC 1, 20 ppm de 502, le reste
etant N 2 et 2 ' etait de 600 O C La cendre dans les tests indiquees
par les droites 2, 3 et 4 etait recueillie
dans un four a incineration d'ordures et contenait 7,1 percent d'a-
luminium, 3,8 percent de sodium, 2,8 percent de potassium, 14,5
percent de cal-
cium, 1,5 percent de magnesium, 6,1 percent de iron, 15,2 percent de
silicon, 2,1 9 de chlorine, 1,1 percent de sulfur total, avec une
teneur en water de 0,1 percent Le reste etait au debut de l'oxygen qui
etait combine avec ces elements La droite 4 represente les donnees
obtenues en mettant en oeuvre le procede de la presente in-
vention Pour le revetement au carbonate, 80 percent en poids de Na 2
CO 3 et 20 percent en poids d'une composition polymere organique
a base de resine de silicone ont ete melanges et deposes en-
suite sur la surface de l'eprouvette sur une epaisseur de mu Dans le
test de la droite 3, on a melange la cendre et Na Cl dans un rapport
ponderal de 82 percent de cendre et 18 percent
de Na Cl puis on les a deposes sur l'eprouvette qui a ete ex-
posee au gaz a temperature elevee.
Comme cela appara t au vu de la droite 1 de la figu-
re 1, la reduction de poids, c'est-a-dire la quantite de cor-
rosion est extremement faible a moins que la cendre n'adhere
a la surface du metal, meme s'il y a des quantites considera-
bles de HC 1 dans le gaz Cependant, quand le gaz a tempera-
ture elevee contient HC 1 et que la cendre adhere directement a la
surface du metal, la corrosion est importante,comme le montrent les
droites 2 et 3 de la figure 1 S'il y a du Na Cl dans les cendres, HC 1
est forme selon la reaction suivante: 4 Na C+ 22 + + 2 H 20 2 Na 2 SO
4 + 4 H Cl
Il a ete reconnu que le HC 1 resultant favorise la corrosion.
Les resultats des lsts correspondant a la droite 3 de la fiigu-
re 1 apportent la preuve evidente de cette affirmation Pour
la droite 3 oA? Na Cl etait aussi present, le degre de corro-
sion est superieur a celui de la droite 2 pour laquelle il y avait
seulement de la cendre, et la vitesse de corrosion est
aussi plus elevee.
Apres le demarrage du four, le carbonate adherant a la surface du
metal montre son effet anticorrosif et il se
consomme en meme temps Lorsque le carbonate est complete-
ment consomme, l'effet anticorrosif cesse, la corrosion de-
marre Par consequent, le procede dtanticorrosion de la pre-
sente invention peut etre perfectionne en pulverisant perio-
diquement ou en injectant du carbonate dans les gaz de com-
bustion au bout d'un intervalle de temps predetermine apres le
demarrage du four Pour confirmer cela, on a pratique le test suivant
Des eprouvettes SUS 321 semblables a celles utilisees dans les tests
de la figure 1 ont ete revetues avec un melange 50:50 (en poids) de Na
2 CO 3 et d'une composition
organique polymere a base d'une resine silicone d'une epais-
seur de 50 Mm La cendre utilisee dans les tests de la figure 1 a ete
placee sur une epaisseur de 3 mm sur chaque serie d'eprouvettes et les
eprouvettes ont ete exposees aux gaz a haute temperature pendant un
intervalle de temps accru Apres
un sejour de deux mois, les eprouvettes etaient corrodees lo-
calement sous la forme de piqares et quelques-unes avaient
des trous de corrosion profonds.
Par contre, on a depose un melange consistant en 70 percent en poids
de la cendre ci-dessus, 15 percent en poids de Na Cl et percent en
poids de Na 2 C 03, sur une epaisseur de 3 mm sur chaque eprouvette
d'une autre serie d'eprouvettes pre-revetues On a expose les
eprouvettes aux gaz a haute temperature pendant un long-intervalle de
temps Apres un test continu pendant trois mois, la serie d'eprouvettes
n'a montre aucune presence de corrosion non-uniforme sur leurs
surfaces, bien qu'il y ait eu de la matiere etrangere telle qu'un
depot adherant aux eprouvettes qui pouvait etre enlevee par un
traitement de
decapage reduisant de ce fait le poids Cependant, la quanti-
te etait petite, moins de 0,1 mm exprime en corrosion par an.
En d'autres termes, les eprouvettes semblaient etre totale-
ment exemptes de corrosion Ce bon resultat a ete obtenu a-
partir de 15 percent en poids de Na CO 3 melange prealablement avec
la cendre de facon a representer un complement de Na 2 C 03.
R fi V E N D I C A T I O N S
1 Procede pour proteger un four a combustion con-
tre la corrosion qui comprend l'operation consistant a cepo-
ser un alkali metal carbonate ou de alkalio terreux sur la surface
metallique dudit four qui sera expose a des gaz de combustion
contenant de l'hydrochloric acid, avant
la mise en route dudit four.
2 Procede selon la revendication 1, dans lequel le
alkali metal carbonate ou le alkalicarbonate-
terreux est injecte dans ledit four dans une zone de combus-
tion et/ou sur le passage des gaz de combustion, en vue du revetement.
3 Procede selon la revendication ldans lequel le dit carbonate est
choisi parmi le sodium carbonate, le
potassium carbonate, le calcium carbonate et le carbo-
magnesium et a une dimension de particules de 10 a
1 000 microns.
<
? ?
Display vertical position markers.<br/><br/>This option will display
the relative positions of currently selected key terms within the full
document length.<br/><br/>You can then click the markers to jump to
general locations within the document, or to specific discoveries if
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