A tecnologia de carbonização por pirólise é um método de tratamento que usa alta temperatura para pirolisar componentes orgânicos sob condições anaeróbicas e, finalmente, formar compostos sólidos de carbono. No processo de pirólise e carbonização, será produzida uma grande quantidade de gases ácidos fortes, como óxidos de nitrogênio, óxidos de enxofre, óxidos de carbono, cloreto de hidrogênio e fluoreto de hidrogênio. Além da ação do vapor de água em alta temperatura, o gás de combustão gerado irá corroer seriamente o revestimento do forno de carbonização. Os concretos de revestimento para fornos de carbonização devem ter boa resistência à corrosão ácida em altas temperaturas, resistência adequada, baixa condutividade térmica e excelente resistência ao choque térmico. A fim de levar em conta as propriedades abrangentes dos concretos de revestimento, como resistência, resistência à corrosão e condutividade térmica, mulita e corindo marrom são usados como as principais matérias-primas na pesquisa, e algumas esferas ocas de carboneto de silício e alumina são introduzidas no mesmo tempo para preparar um tipo de material de revestimento de forno de carbonização com baixa condutividade térmica e forte resistência à corrosão ácida. Com o objetivo de melhorar ainda mais a resistência mecânica e ácida do concreto, de acordo com as condições de uso e requisitos de desempenho do revestimento do forno de carbonização, neste trabalho foi adicionada a quantidade (w) de esferas ocas de alumina de 1~0 0,2 mm é 15% e menor ou igual a 0,074 mm. Com base na adição de pó de carboneto de silício (w) de 8 por cento, foram estudados os efeitos do pó de silício e do negro de fumo nas propriedades de concretos resistentes a ácidos para fornos de carbonização.
teste
1.1 Matérias primas
As principais matérias-primas utilizadas no teste são: mulita fundida, densidade 2,71g·cm-3, tamanho de partícula 8~5, 5~3, 3~1, menor ou igual a 1, menor ou igual a {{10}}.074 mm; densidade de corindo marrom 3,90g·cm- 3, tamanho de partícula menor ou igual a 1, menor ou igual a 0,08mm; carboneto de silício, tamanho de partícula menor ou igual a 0,074 mm; esfera oca de alumina, tamanho de partícula 1~0.2mm; Micropó de sílica, cimento de aluminato de cálcio puro, sílica ativa (menor ou igual a 0,074 mm), pó de negro de fumo. As misturas incluem agente redutor de água polifosfato e agente à prova de explosão de fibra orgânica.
1.2 Processo de teste e teste de desempenho
Misture todos os tipos de matérias-primas uniformemente em proporção, adicione água e mexa e vibre para formar amostras de 40 mm × 40 mm × 160 mm e φ180 mm × 30 mm. Após cura em temperatura ambiente por 24 horas, os moldes são liberados. Após a preservação do calor a 1100 graus por 3h e 1350 graus por 3h, a densidade aparente (YB/T5200—1993), resistência à compressão (GB/T5072—2008), resistência à flexão (GB/T3001—2007) e alterações lineares do amostras de teste foram testadas. taxa (GB/T5988-2007). De acordo com HG/T3210-2002, as amostras foram testadas quanto à resistência a ácidos com solução de ácido nítrico com uma concentração de massa de 50 por cento.
Resultados e discussão
2.1 Influência da quantidade de pó de silício adicionada nas propriedades de concretos resistentes a ácidos para fornos de carbonização
Depois que as amostras foram tratadas em diferentes temperaturas, com o aumento da quantidade de pó de silício adicionada, a tendência de mudança da densidade aparente não foi consistente. A densidade aparente das amostras tratadas a 110 graus basicamente diminuiu com o aumento da quantidade de pó de silício adicionada. A densidade aparente das amostras tratadas a 1100 graus diminuiu ligeiramente com o aumento da quantidade de pó de silício adicionada. A densidade aparente das amostras é significativamente maior do que após o tratamento a 1100 graus.
No plano de teste, a mesma quantidade de pó de silício foi usada em vez de pó de carboneto de silício. A densidade do carboneto de silício é maior que a do silício. Sob o mesmo tamanho de partícula, a diferença na densidade das duas matérias-primas causou a diferença na densidade aparente da amostra a 110 graus. Com o aumento da quantidade de pó de silício adicionado, a densidade aparente da amostra diminuiu. Sob a condição de tratamento de 1100 graus, a densidade aparente da amostra diminui ligeiramente com o aumento da quantidade de sílica ativa adicionada, porque a sílica ativa é parcialmente oxidada para formar sílica e reage com cimento, sílica ativa e outros componentes para formar uma fase líquida de baixo ponto de fusão. , a atmosfera redutora enterrada com carbono nas condições de teste impediu o processo de oxidação. A diminuição na densidade aparente em relação ao tratamento de 110 graus deveu-se principalmente à volatilização da água ligada. Após o tratamento térmico a 1350 graus, o aumento da densidade aparente da amostra em comparação com 1100 graus é causado principalmente pela reação de sinterização. O silício não derrete a 1350 graus C. Por um lado, sua própria oxidação pode impedir a oxidação do carboneto de silício e pode reagir com o negro de fumo para formar carboneto de silício; por outro lado, o aumento da temperatura causa o processo de formação de reação de eutético. É mais fácil de executar e pode promover o adensamento da amostra.
Em termos de taxa de alteração online, pode-se ver na Figura 2 que, sob a condição de 1100 graus, a taxa de alteração linear das amostras com diferentes quantidades de pó de silício não é muito diferente e todas mostram uma tendência de encolhimento, indicando que o grau de reação do pó de silício é relativamente pequeno, e em 1350 Sob a condição de grau , está mais próximo do ponto de fusão do silício. Nesse processo, o pó de silício sofre uma reação óbvia e sinterização, o que faz com que a densidade aparente da amostra aumente, a porosidade aparente diminua gradualmente e a taxa de encolhimento linear aumente, e esse efeito excede o do cianita molibdênio. Expansão a partir de reações petroquímicas.
A resistência das amostras tratadas a 110 graus à temperatura ambiente tem pouca diferença. A resistência a esta temperatura deve-se principalmente à combinação da fase mineral hidratada no cimento de aluminato de cálcio com a fase do sistema. O teor de cimento é o mesmo, então a diferença de resistência não é grande. Após o tratamento térmico a 1100 graus, a resistência à flexão e resistência à compressão das amostras mostraram uma tendência de aumentar lentamente com o aumento da quantidade de pó de silício adicionado, indicando que o pó de silício desempenhou um papel na melhoria da resistência a esta temperatura. Após o tratamento térmico a 1350 graus, a resistência da amostra mudou obviamente com o aumento da quantidade de pó de silício adicionada. Especialmente quando a quantidade de pó de silício adicionada excede 2,5% (w), embora a resistência à flexão da amostra aumente, a resistência à compressão diminui em comparação com a após o tratamento térmico a 1100 graus. A análise mostra que sob a condição de temperatura de 1350 graus , um certo teor de componentes da fase líquida foi formado na amostra, resultando em uma diminuição na tenacidade do concreto à temperatura ambiente e um aumento na fragilidade, especialmente para o interior desigual estrutura do concreto, a resistência é afetada por vários defeitos. , rachaduras e outros fatores tornam-se muito sensíveis, resultando em tendências inconsistentes na resistência à flexão e resistência à compressão. Considerando a influência do pó de silício na resistência à flexão e resistência à compressão, a quantidade adequada de pó de silício adicionado é de cerca de 2,5 por cento (w).
para concluir
(1) O pó de silício tem pouco efeito na resistência de amostras fundíveis resistentes a ácidos a 110 graus. A 1100 graus, o pó de silício começa a sofrer reação de oxidação e, a 1350 graus, o pó de silício sofre reação óbvia e sinterização, fazendo com que a densidade aparente da amostra aumente. , a taxa de encolhimento linear aumenta e esse efeito excede o efeito de expansão produzido pela reação de muliteização da cianita. Sob as condições de teste, a quantidade adequada de pó de silício adicionado é de cerca de 2,5 por cento (w).
(2) À temperatura de 110 e 1100 graus, a resistência do negro de fumo é reduzida devido ao aumento da quantidade de água adicionada ao concreto resistente a ácido. A 1350 graus, a reação entre o negro de fumo e o pó de silício pode melhorar a resistência. efeito. A adição de negro de fumo é benéfica para a melhoria da resistência ácida do fundido, mas a adição de excesso de negro de fumo aumentará a porosidade do fundido. De acordo com os resultados do teste, quando a quantidade de adição de negro de fumo é de 1,5 por cento (w), o concreto resistente a ácido tem força e resistência a ácido adequadas.
