Электрохимическая коррозия при контакте двух металлов Al – Cu:

A (-) Al | Н₂O | Cu (+) K

Анодный процесс: Al – 3e = Al³⁺ (х2)

Катодный процесс: 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^– (х3)

2Al + 6H₂O = 2Al³⁺ + 3H₂ + 6OH^–

2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃↓ + 3H₂

Процесс идёт с водородной деполяризацией.

Основной причиной электрохимической коррозии является термодинамическая неустойчивость металла в данной среде. Чтобы процесс не шёл самопроизвольно, мы должны выбрать такой металл, для которого E_K < E_A.

Классификация металлов по их термодинамической неустойчивости в наиболее распространённых коррозионных средах

1.Кислая среда (без кислорода).

Катодный процесс: 2H⁺ + 2e = H₂, E_K = 0, ΔE > 0, E_A < 0, т. е. в кислой среде по ряду напряженияй металлов будут подвергаться коррозии Li – W.

2.Нейтральная среда (без кислорода).

Катодный процесс: H₂O + 2e = H₂ + 2OH^–,  = – 0,41 B. Т. е. во влажной атмосфере подвергаются коррозии металлы от Li – Fe по ряду напряжений металлов.

3.Нейтральная среда (с растворённым кислородом).

Катодный процесс: 2H₂O + O₂ + 4e = 4OH^–,  = 0,815 B. Т. е. в нейтральной среде будут корродировать металлы Li – Ag по ряду напряжений металлов.

4.Кислая среда (с растворенным кислородом).

Катодный процесс: 4H⁺ + O₂ + 4e = 2H₂O,  = 1,23 B. Металлы, имеющие меньший электродный потенциал Li – Hg будут корродировать в кислой среде в присутствии кислорода.

Способы защиты металлов от коррозии

Все методы защиты условно делятся на следующие группы:

1. Легирование металлов. Это эффективный, хотя и дорогой метод повышения коррозионной стойкости металлов. При легировании в состав сплава вводят компоненты, вызывающие пассивность металла вследствие образования на их поверхностях прочных оксидных пленок. В качестве таких компонентов применяют хром, никель, вольфрам и др.

2. Защитные покрытия (металлические, неметаллические). Металлические покрытия подразделяются на анодные и катодные. При анодном покрытии металл покрывается более активным металлом, расположенным в ряду напряжения левее, например железо – цинком, и в этом случае при коррозии идет окисление цинка. При катодном покрытии металл покрывается менее активным металлом, например железо - оловом, и в этом случае при коррозии идет окисление железа.

3. Электрохимическая защита. Метод основан на торможении анодных или катодных реакций коррозионного процесса. Защита осуществляется присоединением к защищаемой конструкции металла с более отрицательным значением электродного потенциала - протектора, а также катодной или анодной поляризацией за счет тока от внешнего источника.

4. Изменение свойств коррозионной среды. Для снижения агрессивности среды уменьшают концентрацию компонентов, опасных в коррозионном отношении, например снижают концентрацию Н⁺-ионов – подщелачивание, удаляют кислород и др.

Топливо и его характеристики

Энергетическим топливом называются горючие вещества, которые экономически целесообразно использовать для получения в промышленных целях больших количеств тепла. Основными его видами являются органические топлива: торф, горючие сланцы, угли, природный газ, продукты переработки нефти.

По способу получения различают природные и искусственные топлива. К природным относятся натуральные топлива: уголь, сланцы, торф, нефть, природные газы. Все они образовались в процессе последовательной углефикации отмершей растительной массы. Из твердых топлив к искусственным относятся кокс, брикеты угля, древесный уголь. Из жидких - мазут, бензин, керосин, соляровое масло, дизельное топливо. Из газовых — газы доменный, генераторный, коксовый, подземной газификации.

Основная выработка электрической и тепловой энергии производится на твердом топливе.

Бурые угли. Характеризуются высокой гигроскопической и в большинстве случаев высокой общей влажностью, пониженным содержанием углерода и повышенным содержанием кислорода по сравнению с каменными углями. Вследствие сильной балластированности золой и влагой, теплота сгорания бурых углей пониженная (2500-3600 ккал/кг).

Каменные угли. Обладают относительно меньшим балластом: и более высокой теплотой сгорания (5500—6500 ккал/кг).

Торф. Является химически и геологически наиболее молодым ископаемым твердым топливом и обладает высокой влажностью, умеренной зольностью, низкой теплотой сгорания (2000—2500 ккал/кг).

Сланцы.  Зольность сланцев очень большая, влажность также повышенная. Вследствие большого балласта их теплота сгорания низкая (1400—2400 ккал/кг) при высокой теплоте сгорания горючей массы (6500—8000 ккал/кг). Высокое содержание водорода в горючей массе их легкую воспламеняемость.

Мазут. В мазуте содержится углерода 84—86% и водорода — 11—12%, содержание влаги не превышает 3—4%, а золы — 0,5%. Мазут имеет высокую теплоту сгорания (9400—9600 ккал/кг).

По содержанию серы различают малосернистый мазут S^р≤0,5%, сернистый — S^р до 2% и высокосернистый S^р до 3,5%; по вязкости — маловязкий и высоковязкий, содержащий смолистые вещества и парафин. Наиболее вязкие сорта мазута имеют температуру застывания 25—35 ⁰С. В связи с этим при сжигании применяется предварительный нагрев вязких мазутов до температуры 80—120°.

Природный газ. Большое значение в топливном балансе имеют природные газы, представляющие собой смесь углеводородов, сероводорода и инертных газов: азота и углекислоты. Основной горючей составляющей природных газов является метан (от 80 до 98%), что обусловливает их высокую теплоту сгорания. В них инертных газов содержится немного: 0,1—0,3% С0₂ и 1—14% N₂. Теплота сгорания сухого природного газа  8000—8500 ккал/м³.

Доменный газ образуется при выплавке чугуна в доменных печах. Его выход и химсостав зависят от свойств шихты и топлива, режима работы печи, способов интенсификации процесса и других факторов. Выход газа колеблется в пределах 1500-2500 м³ на тонну чугуна. Доля негорючих компонентов (N₂ и CO₂) в доменном газе составляет около 70%, что и обуславливает его низкие теплотехнические показатели (низшая теплота сгорания газа равна 3-5 МДж/м³).

Ферросплавный газ образуется при выплавке ферросплавов в рудовосстановительных печах. Газ, отходящий из закрытых печей, можно использовать в качестве топливных вторичных энергетических ресурсов. Состав газа: 50-90% CO, 2-8% H₂, 0,3-1% CH₄, O₂<1%, 2-5% CO₂, остальное N₂. Максимальная температура продуктов сгорания равна 2080 ⁰C. Запылённость газа составляет 30-40 г/м³.

Конвертерный газ образуется при выплавке стали в кислородных конвертерах. Газ состоит в основном из оксида углерода, выход и состав его в течение плавки значительно изменяются. После очистки состав газа примерно таков: 70-80% CO; 15-20% CO₂; 0,5-0,8% O₂; 3-12% N₂. Теплота сгорания газа составляет 8,4-9,2 МДж/м³. Максимальная температура сгорания достигает 2000 ⁰С.

Коксовый газ образуется при коксовании угольной шихты. В чёрной металлургии он используется после извлечения химических продуктов.

Состав коксового газа зависит от свойств угольной шихты и условий коксования. Объёмные доли компонентов в газе находятся в следующих пределах, %: 52-62 H₂; 0,3-0,6 O₂; 23,5-26,5 CH₄; 5,5-7,7 CO; 1,8-2,6 CO₂. Теплота сгорания равна 17-17,6 МДж/м³, максимальная температура продуктов сгорания - 2070 ⁰С.