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危废处置回转窑运行温度在1100和1300℃时可选用的耐火砖

添加时间:2022年7月29日  浏览次数:

目前危废处理的方式基本可分为资源化利用和无害化处理两类,而回转窑焚烧作为一种传统的无害化处理技术,在危废处置占据重要地位由于危废分类工作不到位,危废的成分较为复杂,焚烧温度各有差异,高温焚烧时产生的熔融物复杂。此外,回转窑的机械运动使得危废对内衬耐火材料产生较大的机械应力。因此,作为回转窑衬里的耐火材料,要求其具有较好的抗侵蚀性能、优异的高温耐磨性能和抗热震性能

选取目前危废处置回转窑用几种典型耐火材料50铬锆刚玉砖、30铬锆刚玉砖、铬刚玉砖、高铝砖、刚玉莫来石砖和铝铬碳化硅砖,进行了抗熔渣侵蚀性能研究试验熔渣取自合肥某危废处置回转窑,其化学组成()为Na2O 13.49%,MgO 3.19%AL2O3 7.18%SiO2 12.86%P2O5 6.43%SO3 14.67%CL- 7.25%K2O 3.25%CaO 9.26%TiO2 6.85%Fe2O3 7.94%ZnO 1.17%PbO 3.07%。熔渣物相组成复杂,主要物相为NaCLNa2SO4将试验砖制成内孔尺寸为φ25mmX30mm、外形尺寸为70mmX70mmX70mm的坩埚,加入15g危废熔渣,分别在11001300保温24h。沿坩埚孔中心轴剖开,观察剖面的侵蚀情况,并测量各层厚度。

试验温度为11006组试样均表现出较好的抗侵蚀性能和抗渗透性能,试样与渣接触的界面结构清晰完整。同时,50铬锆刚玉砖和30铬锆刚玉砖几乎没有发生渗透行为。其他4组试样有不同程度的熔渣渗透:铬刚玉砖的熔渣渗透程度较浅,深度仅为4mm;高铝砖和刚玉莫来石砖的熔渣渗透深度均为5mm;铝铬碳化硅砖由于显气孔率较大,渗透深度为8mm。试验后6组坩埚内均残留了大量熔渣。其中,50铬锆刚玉砖中的残渣为松散状态;而其他5组试样中残渣则胶结在一起,形成多孔网络结构,这可能与50铬锆刚玉砖中主成分氧化铬在熔渣中的溶解度极低有关。

试验温度升到1300时,6组试样的熔渣侵蚀和渗透情况显著加剧,除50铬锆刚玉砖和30铬锆刚玉砖还残留有部分熔渣外,其他4组试样几乎没有明显熔渣残留。30铬锆刚玉砖中的残渣呈板结状,而50铬锆刚玉砖中的残渣仍为松散状态。50铬锆刚玉砖依然保持了优异的抗侵蚀性,但出现了熔渣渗透现象,渗透层厚度为7mm。其他5组试样均出现了不同程度的熔渣侵蚀和熔渣渗透。其中,30铬锆刚玉砖被轻微侵蚀,同时渗透程度加大,侵蚀层厚度和渗透层厚度分别为19mm;铬刚玉砖中已无明显残渣,侵蚀层和渗透层的厚度分别为212mm;高铝砖侵蚀最为严重,已经看不到试样与渣接触的界面结构,侵蚀层和渗透层厚度分别为163mm;刚玉莫来石砖出现了明显的侵蚀层(厚度为6mm),但是抗渗透性能较好(厚度仅为2mm)。由于显气孔率高,铝铬碳化硅砖抗侵蚀和渗透性能均较差,侵蚀层和渗透层厚度分别为518mm

1300抗熔渣侵蚀试验后试样工作层可以看出:150铬锆刚玉砖坩埚内壁有残渣附着,残渣与砖界面清晰,渗透界限较明显。230铬锆刚玉砖坩埚内壁有少量残渣,整体侵蚀程度较轻,基质受到侵蚀,骨料边界存在少量侵蚀现象。50铬锆刚玉砖和30铬锆刚玉砖渗透层中氧化锆颗粒比原砖层中的氧化锆颗粒粒径变大,数量减少。这是因为熔渣主要成分NaCLNa2SO的熔点分别为801884,熔渣渗入后渗透层中液相量增多,促进了氧化锆颗粒的生长和发育。3铬刚玉砖坩埚内侧未见附着残渣,基质侵蚀严重,骨料边界也有部分侵蚀现象。(4高铝砖坩埚基质和骨料都侵蚀极为严重,整体结构破坏。5刚玉莫来石砖基质和骨料都受到侵蚀,工作面凹凸不平,基质侵蚀严重,有未完全侵蚀的骨料散落其中;但是熔渣渗透作用较弱。一方面,是因为刚玉莫来石砖本身的显气孔率低;另一方面,通过对比刚玉莫来石砖侵蚀前后的物相变化发现,熔渣中的CaOSiO2沿着孔隙进入后与基体中的AL2O3反应生成了钙长石相,新生成的钙长石相填充气孔,促进了基体的致密化,阻碍了熔渣的进一步渗透。6铝铬碳化硅砖骨料颗粒保持较好,但是基质侵蚀较为严重,有未完全侵蚀的骨料散落其中;熔渣沿着气孔和裂缝渗透进入砖内部,这与其较大的显气孔率有关。

结论;(11100侵蚀试验后,6组试样均表现出较好的抗侵蚀性能和抗渗透性能,试验后坩埚内都残留了大量熔渣。

21300侵蚀试验后,6组试样的熔渣侵蚀和渗透行为显著加剧。50铬锆刚玉砖依然保持了较优异的抗侵蚀性,但出现了熔渣渗透现象;30铬锆刚玉砖和铬刚玉砖被轻微侵蚀,同时渗透程度加大;由于氧化铬在熔渣中的溶解度极低,含铬试样具有优异的抗熔渣侵蚀性能,但其抗熔渣渗透性能一般;高铝砖侵蚀最为严重,已经看不到试样与渣接触的界面结

构;刚玉莫来石砖工作层被熔渣侵蚀后有钙长石生成,促进了基体的致密化,阻碍了熔渣的进一步渗透;由于显气孔率高,铝铬碳化硅砖的抗侵蚀性能和抗渗透性能均较差。

3综合考虑使用性能、经济和环保等因素,危废处置回转窑运行温度在1100左右时,可以优先考虑使用高铝砖;运行温度在1300左右时,可以优先考虑使用刚玉莫来石砖。

关键词:危废回转窑   铬刚玉砖   刚玉莫来石砖   高铝砖   抗渣   
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