灰渣组分对灰渣熔点影响的实验研究

2试验结果与讨论
2.1焚烧炉灰渣和模拟灰渣的熔点比较
表3为焚烧炉灰渣熔点与模拟灰渣的熔点比较。由表中可以看出，模拟灰渣与真实灰渣的各特征温度差值不大于20℃，因此，该模拟方案可行。
2.2不同组分添加量对焚烧炉灰渣熔点的影响
通过在焚烧炉灰渣中增加不同组分（以纯化合物的方式）的含量，来研究该组分添加量对焚烧炉灰渣熔点的影响。图1给出SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2CO3、NaCl、CaO对焚烧炉灰渣熔点的影响。
由图1a可见，在焚烧炉灰渣中添加ωso2＝10%～30%的SiO2时，焚烧炉灰渣熔点θFT降低幅度最高达175℃，且在此范围内随SiO2添加量增加灰渣熔点变化很小。由图1b可以看出，当在焚烧炉灰渣中添加ωFe2O3=20%～25%的Fe2O3时，熔点出现了极小值，θFT比原始灰渣降低了165℃。SiO2、Fe2O3、Na2CO3可降低焚烧炉灰渣的熔点，存在最优添加点，即ωSiO2=10%、ωFe2O3=25%、ωNa2CO3＝20%时，分别达到最佳助熔效果，灰渣熔点分别降低170、160、60℃。
图1e显示NaCl添加量的变化对焚烧炉灰渣熔点的影响较小，可能与高温条件下NaCl的存在形态有关。AlO3、CaO则会使焚烧炉灰渣熔点明显升高（图1f、2a）。CaO的影响情况与李润东、阎常峰等的研究结果存在较大差异，原因可能还是在于灰渣成分本身的差异，本文所研究灰渣中CaO的含量（ωCaO41%）远高于这些研究者所研究的飞灰（约20%～30%）。
 
图1添加物含量对焚烧炉灰渣熔点的影响
2.3用常规方法研究不同组分含量变化对模拟灰渣熔点的影响
以上述6组分模拟灰渣作为标准模拟灰渣，当研究某种组分的含量影响时，保持其他5种组分比例不变，通过改变目标组分的含量，来研究该组分对模拟灰渣熔点的影响。图2给出SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2CO3、NaCl、CaO含量变化对模拟灰渣熔点的影响。
可以看出，SiO2、AlO3、Fe2O3和Na2CO3对模拟灰渣均具有助熔作用，而NaCl含量变化对模拟灰渣的熔点无明显影响，CaO则会使模拟灰渣熔点明显升高。
 
图2添加物含量对模拟灰渣熔点的影响
与焚烧炉灰渣相比，Na2CO3、NaCl和CaO对模拟灰渣熔点的影响表现出了相似性。Na2CO3质量分数在15%左右时模拟灰渣熔点接近最低点，NaCl含量对模拟灰渣熔点影响不大。CaO含量的增加会使模拟灰渣的熔点升高，但CaO质量分数达44%时模拟灰渣熔点才升高至标准模拟灰渣的熔点（1415℃）。而SiO2、Fe2O3表现出了较大的差异：随着SiO2含量的增加，模拟灰渣熔点先是增加，然后降低，在SiO2质量分数高于30%后方显示出较明显的助熔作用，θFT降低190～240℃；随着Fe2O3含量的增加，模拟灰渣熔点呈下降趋势，当Fe2O3质量分数达到约30%时，模拟灰渣熔点θFT降低了170℃以上。在焚烧炉灰渣中添加Al2O3会使其熔点增加，而随着Al2O3含量的增加模拟灰渣熔点逐渐降低，当Al2O3质量分数约为29%时，模拟灰渣熔点θFT降低了约100℃（与标准模拟灰渣相比）。