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垃圾熔融炉使用刚玉砖和铬刚玉砖的试验对比

添加时间:2020年5月12日  浏览次数:

垃圾熔融炉所处理固体污染物的化学组成对使用的耐火材料抗渣性能要求非常高,在进行选材试验前,先对试验熔渣的化学成分和熔化温度进行测试,试验用渣采用某垃圾熔融炉所处理的原始固体废物,其化学组成如表 1 所示,试验用砖采用高纯刚玉砖铬刚玉砖作为此次的实验耐火材料。

本试验所涉及的垃圾熔融炉,其工作温度≥1300 ℃,采用电加热工艺,炉内气氛为氧化气氛,进出料方式为连续出料,从试验用渣的化学组成可以得到,w(CaO)/w(SiO2)的比值小,熔渣呈酸性。

首先对试样进行显气孔率、体积密度的测试,之后使用切割机和钻孔机将3 种试验材料制成 φ36 mm,高 40 mm 的坩埚各一支,坩埚结构如图 1 所示。向坩埚孔内填入 70 g 试验用渣,并使用电炉加热至1500℃并保温 3 h,自然冷却至室温后,沿坩埚孔中心方向将坩埚进行等分切割,观察坩埚内壁的侵蚀情况、余渣量及渗透情况,进行记录后将坩埚的余渣层、反应层及原砖部分一并切割制样,进行显微结构观察和能谱分析。

图 2 所示为进行完静态坩埚抗渣试验的2种材料坩埚的剖面图片。

垃圾熔融炉刚玉砖实验

图中虚线标注为宏观观察下可见的试验用渣渗透层,箭头标注为坩埚内的余渣量。从图中可以看出,高纯刚玉砖坩埚的内壁较完整,触感上有凹凸,说明坩埚受侵蚀情况并不严重,但坩埚内部的余渣层几乎不可见,说明试验用渣有大量渗入砖体,从其渗透程度亦可证明,其余渣层约 0.2 mm,渗透层约 8 mm;铬刚玉砖坩埚的内壁相对完整,可以看到一层附着于内壁的渣,说明试验用渣与坩埚本身有少量反应,但反应不剧烈,较多的余渣量和相对较浅的渗透层说明渗透现象较少,其余渣层约 7 mm,渗透层约 3 mm;

由图 2(a)可以看出,图片中大块的氧化铝颗粒内部已经出现渣侵入的迹象,证明其有被反应分解的趋势,图中右侧上方渣线附近可以明显观察到熔渣渗透的状况;由图 2(b)可以看出,深灰色的氧化铝颗粒周围有逐渐模糊的渐变层,可以说明氧化铝颗粒正在被分解,一方面原因是由于氧化铬与其发生了固溶反应,另一方面原因来源于渣对氧化铝颗粒的蚀损,与此同时氧化铬颗粒周围几乎没有发生侵蚀现象,这是由于氧化铬在熔渣中的溶解度很低,较难与熔渣发生反应

关键词:垃圾熔融炉   刚玉砖   铬刚玉砖   
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