鎳合金為碳捕獲與封存提供支持

　　隨著全球各個行業(yè)對于減少二氧化碳排放的關(guān)注度提高，如何努力通過封存二氧化碳來防止其逃逸到大氣中，也成為眾人關(guān)注的內(nèi)容。這些技術(shù)被稱為碳捕獲與封存（CCS）。例如，加拿大阿爾伯塔省埃德蒙頓附近的Quest碳捕獲與封存（CCS）設(shè)施自2015年底啟用以來，已捕獲并封存了680多萬噸二氧化碳，并將其安全封存在地下2公里處。腐蝕產(chǎn)生的物質(zhì)和正確的設(shè)備材料選擇是CCS基礎(chǔ)設(shè)施安全、可靠和經(jīng)濟運行的關(guān)鍵。在許多CCS處理過程中的低溫環(huán)境和產(chǎn)生的游離水，可能造成酸性條件從而導致處理設(shè)備腐蝕。因此，制造這些設(shè)備使用耐腐蝕級別更高的含鎳不銹鋼和鎳合金較為適合。

　　從氣體中捕獲的碳通常來自燃燒過程，且含有較多水分。捕捉封存處理過程有的在潮濕的酸性條件下進行，有的需要事先保持干燥以捕獲二氧化碳，也有的可能在高溫和惡劣條件下進行。此外，二氧化碳從捕獲到地下封存的運輸過程主要通過管道、航運、卡車和鐵路，將二氧化碳運送到封存地點前還需將二氧化碳液化。而這些從碳捕獲傳輸，到地下封存所用到的設(shè)備，通常要由含鎳的低合金鋼、不銹鋼或鎳合金制成。

　　注入地下封存的二氧化碳通常是要求干燥且無腐蝕性的。油井的設(shè)計必須考慮到酸性環(huán)境下的風險，避免油井在使用期內(nèi)被腐蝕。來自美國和歐盟的油井設(shè)計數(shù)據(jù)顯示，含鎳不銹鋼和鎳合金通常被用于制造有腐蝕風險的關(guān)鍵油井基礎(chǔ)設(shè)施。目前，美國已為二氧化碳注入井的設(shè)計和施工制訂了明確的指導方向，強調(diào)鎳作為設(shè)備材料在二氧化碳地下封存方面的重要性。

　　此外，國際材料性能與保護協(xié)會（AMPP）正在制訂二氧化碳輸送和注入的材料選擇和腐蝕控制指南，確定了含鎳材料為設(shè)備制造的首選。這表明，未來一段時間里，鎳在溫室氣體凈零排放方面將發(fā)揮著重要作用。

　　鎳具體在CCS過程中的哪些步驟中產(chǎn)生了至關(guān)重要的作用？從燃煤發(fā)電廠的煙氣中回收二氧化碳，煙氣被二氧化硫和水污染，產(chǎn)生的酸性冷凝物會腐蝕碳鋼；液態(tài)溶劑（如胺）從氣流中吸收二氧化碳，可能會導致在二氧化碳吸收器、液體胺處理系統(tǒng)以及釋放清潔二氧化碳的汽提器容器中出現(xiàn)酸性腐蝕條件；固體吸收劑回收系統(tǒng)，如變溫吸附（TSA），也通過與吸收劑的相互作用從氣流中去除二氧化碳，這一過程涉及溫度在40℃至100℃之間波動的潮濕條件，可能會形成碳酸，所以存在風險的關(guān)鍵步驟是干燥。這些處理過程，都建議使用奧氏體含鎳不銹鋼，而預捕集鼓風機更建議使用含鎳雙相不銹鋼。另外，利用和捕獲二氧化碳的創(chuàng)新工藝，如Allam-Fetvedt發(fā)電循環(huán)，該循環(huán)需要含鎳合金制成的二氧化碳渦輪和燃燒器、熱交換器以及連接這兩個部件的高溫管道。（本文由國際鎳協(xié)會提供資料整理而成）

　　轉(zhuǎn)自：中國有色金屬工業(yè)協(xié)會

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