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煤灰对不同材质耐火砖的润湿侵蚀

添加时间:2020年3月3日  浏览次数:

电厂锅炉、煤气化炉在运行生产过程中,燃烧的主要原料煤避免不了在高温下产生煤灰和熔渣然后对炉壁使用的耐火砖进行各种冲刷和侵蚀,以及发生各种各样的化学反应,其中最常见的就是受热面上的结渣现象。结渣就是软化或熔融的煤灰黏附在受热面上,并生长和积累形成渣体覆盖层。熔融煤灰在耐火砖上的结渣是一个复杂的物理化学变化包括熔融的煤灰在耐火材料表面逐渐的堆积和向耐火砖内部不断的渗透与侵蚀。

煤灰的渗透和侵蚀温度是最重要因素,对不同耐火砖的抗煤灰侵蚀不同,主要取决于耐火砖的组成和结构,其中结构致密度尤其重要;煤灰对耐火砖的侵蚀其实就是煤灰与耐火砖中各矿物元素互相侵蚀与渗透的结果,在侵蚀过程中还伴随着各种化学反应来抑制或促进侵蚀,选取四种常用的耐火砖(高纯刚玉砖、高铝砖、镁铝砖和碳化硅砖 ),分析在不同温度下熔融煤灰在其表面的润湿性。下表为将原煤烧成煤灰后的化学分析。

一:煤灰在不同耐火砖上的润湿发现

煤灰在耐火砖上随温度变化经历了变形、熔融和润湿这几个阶段。随着温度的升高,几种耐火砖与煤灰的接触角越小,即随着温度的升高,煤灰在耐火砖上的润湿性也越来越好,当接触角变为0°时,熔融煤灰完全润湿在耐火砖表面上。熔融煤灰在不同耐火砖上的所表现出来的润湿性也不同,煤灰在刚玉砖上接触角随温度变化增长最快,而在高铝砖上接触角的增长最慢,碳化硅砖与煤灰的接触角对应的温度要整体高于镁铝砖,从润湿重点来看,即煤灰完全润湿于耐火砖表面时刚玉砖所需温度最高,镁铝砖和碳化硅砖次之,高铝砖最低。

耐火砖

二:不同温度下煤灰对不同耐火砖侵蚀表面的形貌

煤灰在各耐火砖不同温度下的侵蚀形貌可以得知当1200℃时,刚玉砖上灰渣分布松散,呈弱黏聚态:高铝砖上的灰渣分布均匀而致密,呈强黏结态:镁铝砖上的灰渣聚集在一起,但并未与耐火砖发生任何的结合:碳化硅砖上的灰渣也聚集在一起,与耐火砖发生轻微结合,呈若黏聚态。

1300℃时,刚玉砖上的煤灰开始熔融的趋势,与刚玉砖结合紧密,呈强黏结态:高铝砖上的灰渣比较分散地粘结在其表面上,与高铝砖呈强黏结态:镁铝砖上煤灰发生了流动:碳化硅砖表面已经被煤灰侵蚀,表面开始发生破坏,耐火砖表面的灰渣已经脱落。

1350℃时,刚玉砖上的煤灰已经成熔融状态且煤灰边缘橙黄色,灰渣与砖面结合紧密:高铝砖上的煤灰呈熔融态且聚集在一起,并发生轻微流动,铺展在镁铝砖表面,渣层非常光滑:碳化硅砖的表面受煤灰侵蚀坏较为严重

三:总结发现

通过不同温度下煤灰对耐火砖侵蚀的形貌可以得知,温度对煤灰在耐火材料上的侵蚀影响很大。随着温度的逐渐升高,煤灰从固态缓慢开始熔融,熔融的煤灰在耐火砖表面的粘结能力和侵蚀能力以及耐火砖在熔融煤灰中的溶解能力都比其固态时明显加强。因此,温度越高,耐火砖受煤灰的侵蚀成都越严重。

关键词:耐火砖   侵蚀   渗透   煤灰   
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