La technologie de carbonisation par pyrolyse est une méthode de traitement qui utilise une température élevée pour pyrolyser les composants organiques dans des conditions anaérobies et finalement former des composés de carbone solides. Au cours du processus de pyrolyse et de carbonisation, une grande quantité de gaz acides forts tels que les oxydes d'azote, les oxydes de soufre, les oxydes de carbone, le chlorure d'hydrogène et le fluorure d'hydrogène seront produits. En plus de l'action de la vapeur d'eau à haute température, les gaz de combustion générés éroderont sérieusement le revêtement du four de carbonisation. Les bétons de revêtement pour les fours de carbonisation doivent avoir une bonne résistance à la corrosion acide à haute température, une résistance appropriée, une faible conductivité thermique et une excellente résistance aux chocs thermiques. Afin de prendre en compte les propriétés complètes des bétons de revêtement telles que la résistance, la résistance à la corrosion et la conductivité thermique, la mullite et le corindon brun sont utilisés comme principales matières premières dans la recherche, et certaines sphères creuses en carbure de silicium et en alumine sont introduites à la en même temps pour préparer une sorte de matériau de revêtement de four de carbonisation avec une faible conductivité thermique et une forte résistance à la corrosion acide. Afin d'améliorer encore la résistance et la résistance aux acides du coulable, selon les conditions d'utilisation et les exigences de performance du revêtement du four de carbonisation, dans ce travail, la quantité d'addition (w) de sphères creuses d'alumine de 1 ~ 0 0,2 mm correspond à 15 % et est inférieur ou égal à 0 0,074 mm. Sur la base de l'ajout de poudre de carbure de silicium (w) de 8 % , les effets de la poudre de silicium et du noir de carbone sur les propriétés des bétons résistants aux acides pour les fours de carbonisation ont été étudiés.
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1.1 Matières premières
Les principales matières premières utilisées dans le test sont les suivantes : mullite fondue, densité 2,71 g·cm-3, taille des particules 8~5, 5~3, 3~1, inférieure ou égale à 1, inférieure ou égale à {{10}}.074 mm ; densité de corindon brun 3,90g·cm- 3, granulométrie inférieure ou égale à 1, inférieure ou égale à 0.08 mm ; carbure de silicium, granulométrie inférieure ou égale à 0,074 mm ; Sphère creuse en alumine, taille des particules 1 ~ 0,2 mm ; Micropoudre de silice, ciment d'aluminate de calcium pur, fumée de silice (inférieur ou égal à 0,074 mm), poudre de noir de carbone. Les adjuvants comprennent un agent réducteur d'eau polyphosphate et un agent antidéflagrant à base de fibres organiques.
1.2 Processus de test et tests de performance
Mélanger toutes sortes de matières premières uniformément en proportion, ajouter de l'eau et remuer, et vibrer pour former des échantillons de 40 mm × 40 mm × 160 mm et φ180 mm × 30 mm. Après durcissement à température ambiante pendant 24 heures, les moules sont libérés. Après conservation de la chaleur à 1100 degrés pendant 3h et 1350 degrés pendant 3h, la densité apparente (YB/T5200—1993), la résistance à la compression (GB/T5072—2008), la résistance à la flexion (GB/T3001—2007) et les changements linéaires du des échantillons de test ont été testés. (Go/T5988-2007). Selon HG/T3210-2002, les échantillons ont été testés pour la résistance à l'acide avec une solution d'acide nitrique avec une concentration en masse de 50 %.
Résultats et discussion
2.1 Influence de la quantité de poudre de silicium ajoutée sur les propriétés des bétons résistants aux acides pour fours de carbonisation
Après que les échantillons ont été traités à différentes températures, avec l'augmentation de la quantité de poudre de silicium ajoutée, la tendance au changement de la densité apparente n'était pas cohérente. La densité apparente des échantillons traités à 110 degrés a fondamentalement diminué avec l'augmentation de la quantité de poudre de silicium ajoutée. La densité apparente des échantillons traités à 1100 degrés a légèrement diminué avec l'augmentation de la quantité de poudre de silicium ajoutée. La densité apparente des échantillons est nettement supérieure à celle après le traitement à 1100 degrés.
Dans le plan de test, la même quantité de poudre de silicium a été utilisée à la place de la poudre de carbure de silicium. La densité du carbure de silicium est supérieure à celle du silicium. Sous la même taille de particules, la différence de densité des deux matières premières a provoqué la différence de densité apparente de l'échantillon à 110 degrés. Avec l'augmentation de la quantité de poudre de silicium ajoutée, la densité apparente de l'échantillon a diminué. Dans des conditions de traitement à 1100 degrés, la densité apparente de l'échantillon diminue légèrement avec l'augmentation de la quantité de fumée de silice ajoutée, car la fumée de silice est partiellement oxydée pour former de la silice et réagit avec le ciment, la fumée de silice et d'autres composants pour former une phase liquide à bas point de fusion. , l'atmosphère réductrice enfouie dans le carbone dans les conditions d'essai a empêché le processus d'oxydation. La diminution de la densité apparente par rapport au traitement à 110 degrés était principalement due à la volatilisation de l'eau liée. Après traitement thermique à 1350 degrés, l'augmentation de la densité apparente de l'échantillon par rapport à 1100 degrés est principalement causée par le frittage réactionnel. Le silicium ne fond pas à 1350 degrés C. D'une part, sa propre oxydation peut empêcher l'oxydation du carbure de silicium et peut réagir avec le noir de carbone pour former du carbure de silicium ; d'autre part, l'élévation de température provoque le processus réactionnel de formation de l'eutectique. Elle est plus facile à réaliser et peut favoriser la densification de l'échantillon.
En termes de taux de changement en ligne, on peut voir sur la figure 2 que sous la condition de 1100 degrés, le taux de changement linéaire des échantillons avec différentes quantités de poudre de silicium n'est pas très différent, et ils montrent tous une tendance à la diminution, indiquant que le degré de réaction de la poudre de silicium est relativement faible, et à 1350 sous la condition de degré , il est plus proche du point de fusion du silicium. Dans ce processus, la poudre de silicium subit une réaction et un frittage évidents, ce qui provoque l'augmentation de la densité apparente de l'échantillon, la diminution progressive de la porosité apparente et l'augmentation du taux de retrait linéaire, et cet effet dépasse celui du molybdène cyanite. Expansion des réactions pétrochimiques.
La force des échantillons traités à 110 degrés à température ambiante a peu de différence. La résistance à cette température est principalement due à la combinaison de la phase minérale hydratée dans le ciment d'aluminate de calcium à la phase du système. La teneur en ciment est la même, donc la différence de résistance n'est pas grande. Après traitement thermique à 1100 degrés, la résistance à la flexion et à la compression des échantillons a montré une tendance à augmenter lentement avec l'augmentation de la quantité de poudre de silicium ajoutée, indiquant que la poudre de silicium a joué un rôle dans l'amélioration de la résistance à cette température. Après traitement thermique à 1350 degrés, la résistance de l'échantillon a évidemment changé avec l'augmentation de la quantité de poudre de silicium ajoutée. Surtout lorsque la quantité de poudre de silicium ajoutée dépasse 2,5% (w), bien que la résistance à la flexion de l'échantillon augmente, la résistance à la compression diminue par rapport à celle après traitement thermique à 1100 degrés. L'analyse montre que dans des conditions de température de 1350 degrés, une certaine teneur en composants en phase liquide s'est formée dans l'échantillon, entraînant une diminution de la ténacité du béton à température ambiante et une augmentation de la fragilité, en particulier pour les irrégularités internes. structure du béton, la résistance est affectée par divers défauts. , les fissures et d'autres facteurs deviennent très sensibles, ce qui entraîne des tendances incohérentes dans la résistance à la flexion et la résistance à la compression. Compte tenu de l'influence de la poudre de silicium sur la résistance à la flexion et la résistance à la compression, la quantité appropriée de poudre de silicium ajoutée est d'environ 2,5 % (w).
en conclusion
(1) La poudre de silicium a peu d'effet sur la résistance des échantillons coulables résistants aux acides à 110 degrés. À 1100 degrés, la poudre de silicium commence à subir une réaction d'oxydation, et à 1350 degrés, la poudre de silicium subit une réaction et un frittage évidents, provoquant une augmentation de la densité apparente de l'échantillon. , le taux de retrait linéaire augmente, et cet effet dépasse l'effet d'expansion produit par la réaction de mullitisation kyanite. Dans les conditions de test, la quantité appropriée de poudre de silicium ajoutée est d'environ 2,5 % (w).
(2) À la température de 110 et 1100 degrés, la résistance du noir de carbone est réduite en raison de l'augmentation de la quantité d'eau ajoutée au moulage résistant aux acides. À 1350 degrés, la réaction entre le noir de carbone et la poudre de silicium peut améliorer la résistance. effet. L'ajout de noir de carbone est bénéfique pour l'amélioration de la résistance aux acides du béton, mais l'ajout d'un excès de noir de carbone augmentera la porosité du béton. Selon les résultats des tests, lorsque la quantité d'ajout de noir de carbone est de 1,5 % (w), le moulage résistant aux acides a une résistance et une résistance aux acides appropriées.
