菱鎂沼氣罐的生產實驗數據

1 、實驗 1.1 主要原料 (1) 菱苦土       菱苦土是用菱鎂礦石 (MgCO 3 ) 經 750~ 850 ℃ 煅燒后再磨細而成。本實驗所采用的菱苦土購自遼寧大石橋，其主要化學成分如表 1 ： 表 1 菱苦土成分分析 分析項目 MgO CaO Loss 篩余量（ 120 目） 含量 /% 79.48 2.86 17.66 ＜ 25 （ 2 ）鹵粉 鹵粉是制鹽的副產物，由鹽鹵提煉而得。本實驗所采用的鹵粉采購于山東濰坊市大家洼化工廠，其主要化學成分如表 2 ： 表 2 鹵粉成分分析 分析項目 MgCl 2 NaCl KCl MgSO 4 含量 /% 46.05 1.83 0.95 0.55 (3) 粉煤灰        粉煤灰為火電廠排除的干排灰，為灰色粉末，含有相當高的無定型硅質材料； (4) 發泡劑      采用火堿、骨膠和上等松香按比例配制的松香發泡液及 NH 4 HCO 3 和 H 2 O 2 ； (5) 玻璃纖維布        采用中堿玻璃纖維布為增強材料，厚度為 0.4mm ，經緯單數抗拉力≥ 30kg ； (6) 外加劑 本實驗采用的外加劑有磷酸、木質素磺酸鈣等。 1.2 實驗內容 1.2.1 測定試件的抗壓、抗折強度      將材料做成 4mm × 4mm ×l 6cm 的標準試樣于室溫養護 3d 、 7d 、 28d ，測其強度。按 CBl775 — 85 規定進行抗折、抗壓強度測定。 1.2.2 軟化系數的測定        軟化系數 K 為浸水處理后濕強度 R w ( 抗折強度 (R bw ) 或抗壓強度 (R cw )) 與浸水處理前強度 R o ( 抗折強度 (R bw) 或抗壓強度 (R co )) 之比。其中抗折、抗壓強度均按 CBl775-85 規定進行測定。 1.3 實驗結果及討論 (1) 氯氧鎂水泥耐水性測定 表 3 氯氧鎂水泥自身耐水性測定 MPa 抗壓強度 / 抗折強度 軟化系數 （抗折 / 抗壓） 3d 7 d 28 d 泡水 28 d 泡水 2×28 d 泡水 3×28 d 55.2/12.4 75.1/18.6 91.6/21.0 35.8/5.8 30.5/3.6 28.6/2.6 0.39/0.28 結果表明，雖然氯氧鎂水泥快硬高強， 28d 抗壓強度達 91.6MPa ，抗折強度達 21.0MPa ，但浸泡水中 28d 后抗壓強度即下降 61 ％，抗折強度下降率更高，達 72 ％。隨著浸泡時間延長，抗折強度和抗壓強度不斷下降。 (2) 粉煤灰的影響        從表 4 看出，摻入粉煤灰后，軟化系數大大提高，在摻量為 25 ％時，抗壓軟化系數達到 0.94 ，能夠顯著改善氯氧鎂水泥的耐水性。主要是由于摻入適量的粉煤灰后不僅起填料的作用，在激發劑的作用下，活性二氧化硅在氯氧鎂水泥中還會產生如下反應： Mg(OH)2 +SiO2 → MgSiO3 · H2O Ca(OH)2 +SiO2 +CaSiO3 · H2O 同樣活性 Al 2O3 ，還會生成水化鋁酸鎂凝膠，因此，粉煤灰在氯氧鎂水泥中不僅是物理填充，而且是活性化學填充。增強制品的致密度，阻塞制品中的毛細通道，提高制品的抗水性能。但摻入量較大時，摻加粉煤灰 60 ％時，耐水性能惡化，軟化系數又大幅降低。本人認為，主要是因為粉煤灰摻量混合料中占的比例較大，致使氯氧鎂水泥含量不足，水化反應受到抑制，水化產物無法聚集，致使抗水性開始惡化。 摻入粉煤灰的鎂水泥試樣抗壓抗折強度均有所下降。分析原因，主要是由于在氯氧鎂水泥中加入粉煤灰后，由于 5 ． 1 ． 8 結晶相在粉煤灰顆粒周圍或表面的附聚，使基體中的 5 ． 1 ． 8 結晶相的數量相對減少，并且改變了基體的孔結構，使氯氧鎂水泥的抗壓強度、抗折強度降低。 (2) 抗水外加劑磷酸的影響 當磷酸摻量適中時，能夠提高氯氧鎂水泥的抗水性。這主要是因為磷酸中磷 - 氧活潑雙鍵能與氯氧鎂水泥中的 Mg(OH)2 、 MgCl2 、 CaO 等反應生成難溶解的晶相及凝膠相。并且可調節結晶速度與結晶形態，以降低鎂水泥體的孔隙率，減少毛細孔對水的擴散作用；同時，磷酸使水泥中 Mg 2+ 形成不溶于水的MgHPO4 · 3H 2O 結構物，能改變氯鎂復鹽的接觸點，增強晶體間的穿插和粘附力。因而，磷酸在一定程度上可降低 MgCl 2 的溶出速度，提高鎂水泥制品的耐水性。 表 5 摻加磷酸的影響 摻量 /% 抗壓強度 / 抗折強度 /MPa 軟化系數 （抗折 / 抗壓） 3d 7 d 28 d 泡水 28 d 泡水 2×28 d 泡水 3×28 d 0.5 18.6/5.8 40.5/6.3 63.4/9.6 58.3/8.0 52.8/6.9 48.3/6.0 0.92/0.83 1 16.3/5.7 39.2/6.9 59.3/10.0 55.7/7.4 50.1/7.0 45/6.1 0.94/0.74 3 10.2/5.0 36.2/4.6 45.4/9.8 39.8/6.8 36.1/6.2 35.0/5.0 0.88/0.69 由表 5 可知，當磷酸摻量為 1 ％時，針對抗壓強度，軟化系數達到 0 ． 94 。如果磷酸摻量較大時，對提高氯氧鎂水泥的抗水性的影響減小。這是由于當磷酸摻量為 1 ％時，鎂水泥中短棒狀 5 ． 1 ． 8 晶體與 5 ． 1 ． 8 凝膠占多數，葉片狀 5 ． 1 ． 8 相晶體數量較少，這時鎂水泥石結構的結晶接觸點數量大為減少，因而提高了它在水中的穩定性；當磷酸摻量為 3 ％。時，鎂水泥石中短棒狀 5 ． 1 ． 8 晶體和 5 ． 1 ． 8 凝膠數量減少，葉片狀 5 ． 1 ． 8 晶體增多，鎂水泥石結構的結晶接觸點數量增多，在水中溶解度增大，因而其抗水性降低。 磷酸確是改善耐水性的有效添加劑，但由于其緩凝性太大，以致 1d 沒有強度， 3 ， 7 ， 28d 強度絕對值也不高。將影響模具的周轉速率，需要與其他外加劑復合。 (3) 粉煤灰與磷酸復合使用的影響       由前面的試驗結果，確法出在單摻粉煤灰為 25 ％和單摻磷酸 1 ％時效果最好。把二者復合摻加后試驗結果如表 6 所示。 添加劑 抗壓強度 / 抗折強度 /MPa 軟化系數 （抗折 / 抗壓） 3d 7 d 28 d 泡水 28 d 泡水 2×28 d 泡水 3×28 d 粉煤灰 25% 36.3/6.5 66.2/10.1 71.7/18.8 68.3/16.9 52.3/10.6 50.9.3/9.2 0.95/0.90 + 磷酸 1% 結果表明，粉煤灰與磷酸復合使用，制品早期強度仍保持較高的水平，不影響脫膜； 28d 強度較高，泡水 28d 抗壓強度只下降 5 ％，抗折強度下降 10 ％，隨著浸泡時間的延長，強度下降速率減緩，趨于穩定。對制品的抗水性有較大的改善。 (4) 減水劑的影響        減水劑的最大優點是能有效地減少氯化鎂水溶液的用量，節約 MgCl 2 用量，并提高料漿的和易性。減水的結果：一是在一定程度上降低了制品內部 MgCl 2 · 6H 2 O 的含量，因而也在一定程度上降低了制品吸濕返霜的可能性，同時由于用水量減少，毛細孔道也減小，這樣就提高了耐水性、抗凍性和強度。二是降低反應速度，從而抑制熱量的快速產生，控制硬化體內溫度，使制品結構更為均勻，質量提高，使 MgO 、 MgCl 2 和粉煤灰、晶種等相互充分反應，從而提高了制品的初期強度。圖 1 為減水劑木質磺酸鈉的摻量與試樣強度關系，由圖中可看出適當摻加減水劑能夠增大抗壓強度，摻加量為 0.4 ％時，效果較好。摻加量增大較大時影響效果開始下降，主要由于減水劑具有強烈的分散性，摻加量較大時，影響氯氧鎂水泥的水化作用，致使抗壓強度下降。因此，確定減水劑木質磺酸鈉的摻量為 0.4 ％。 　　　　   (5) 發泡劑對制品質量的影響 發泡劑泡沫的質量、數量不僅影響氯氧鎂復合保溫材料的密度，同時也影響制品的其它性能。實驗表明，單位體積內發泡劑用量過大，產生的泡沫多，固相材料相對減少，使泡沫壁不能完全、均勻地粘附上固體顆粒，這樣在坯體的硬化過程中內部將產生缺欠，制品強度降低；單位體積內發泡劑用量過少，固體材料全部均勻地粘附于泡沫壁外以上，還有“多余”的顆粒，這樣制品的強度雖然可以提高，但其密度和導熱系數也將大幅度提高。        發泡劑的配制是制作氯氧鎂復合保溫材料的重要環節，它的結果直接影響保溫材料的質量。我們使用高速攪拌機將發泡劑攪拌一定時間后，即可得到細密、均勻而富有彈性的泡沫。但若攪拌時間過短時，由于泡沫體系中的空氣濃度不足，分散體系中的薄膜很厚，因此，泡沫發生量少；若攪拌時間過長時，則由于攪動的影響會破壞已構成的泡沫。因此，在實際生產中應嚴格控制發泡劑的配比工藝。 1.4 制品性能        經過測試，氯氧鎂水泥復合材料在常溫、常濕下的主要技術性能如表 7 所示。 表 7 制品的各項性能指標 項 目 性 能 絕干密度／ kg · m -3 抗壓強度／ MPa 抗折強度／ MPa 導熱系數 (W ／ m · k) 軟化系數 吸水率／％ 防火性能 492 6.5 2.6 0.10 0.96 5 不燃材料 結論 (1) 通過實驗表明，摻加適量的粉煤灰、磷酸和減水劑能夠明顯的改善氯氧鎂水泥的抗水性。各外加劑的最佳摻量分別為粉煤灰 25 ％，磷酸 1 ％，木質磺酸鈣 0.4 ％。       (2) 研制的氯氧鎂水泥復合保溫材料，各項性能指標均達到國家標準。生產工藝簡單，綜合成本低，制品具有質量輕、強度高、保溫性能好、不燃燒等優良性能，并且生產過程中無廢渣、廢水、廢氣的排出，為新型綠色建材產品，有利于環境保護。       高分子塑砼自動化沼氣池是我廠和國內著名材料專家經多年潛心研究，成功地將”CX型復合高分子膠凝材料”應用于沼氣池建設，克服了有機、無機、混凝土沼氣池諸多弊病，制作出一種新型戶用沼氣池，是目前沼氣行業最先進的工業化沼氣池產品，也是沼氣池更新換代的新型替代產品，在沼氣行業技術上是一種新的突破。 項目特點： 一、 抗壓度高，耐腐耐用： 目前，沼氣池體多數埋在地下，這就要求池體必須要有足夠的強度來支撐負荷，此外，土質、水位的差異也使池體長期在不穩定性環境中承受不均衡壓力，為此材料的承壓能力極為重要，它涉及到了沼氣池的結構穩定性和整體安全性，是判定所選材料是否可用于沼氣池體生產的第一標準。高強硅自動化沼氣池是一種復合高分子膠凝材料（目前海洋工程首選）制成的，理論抗壓強度是目前沼氣抗壓強度最高的一種池體，可達85Mpa以上，而傳統池體的抗壓強度大多都在35-45Mpa左右；該池體在水化凝固狀態下保持了混凝土的本質，其強度指標十分穩定。而目前許多沼氣池體則不同，在水中長期浸泡后分子發生離析，結構密度降低，強度下降。 另外，高分子塑砼自動化沼氣池在研制過程中選擇了一種高耐腐材料，材料選擇標準完全針對沼氣運行特性，最終從提高產品致密性入手研制出水凝性均布超細顆粒和柔性纖維，鋼性纖維及高分子聚合物的復合致密體系  該材料的耐久性超過普通混凝土一倍以上(甚至更多)其他幾種材料如玻璃鋼等到均無法與之相比，據專家測試分析，這種池體至少可達40年以上。   二．氣密性好，產氣量高： 沼氣是厭氧條件的產生的，良好的氣密性是影響產生沼氣的重要因素。高強硅自動化沼氣池采用的是整體封裝的工藝，池外壁形成了一個無縫的整體，無論池體下沉是否均勻，都不會出現池體撕裂的現象。另外，該池體材料中加入了大比例的高分子聚合硅材料超細微粉，該材料可以阻止氯離子入侵，甲烷分子沒有氯離子的浸透性和擴散性，只要池體的結合部封閉到位15-20Kpa的氣壓是肯定保證的。并且可以顯著提高抗壓、抗滲、防腐、抗沖擊力，特別是在氯鹽、硫酸鹽侵蝕和高溫度等惡劣環境下，可以使產品壽命提高一倍甚至更高倍。 普通沼氣池在冬天產氣量小甚至不產氣，特別是北方地區，冬天氣溫一般都很低，高強硅自動化沼氣池以低密度的輕質材料成型，導熱系數低，絕熱性好，保溫系數是普通沼氣池的20——30倍，嚴寒冬季也可穩定池溫在10℃以上，徹底解決了北方池冬季不產氣或產氣少的問題。  三、技術創新，方便實用： 高分子塑砼自動化沼氣池徹底消除了傳統沼氣池建池成本高，建池周期長，滲水漏氣，受氣溫影響產氣不均衡等弊端，適應于在短時間內進行大規模推廣應用。 高分子塑砼自動化沼氣池氣池操作方便、易于管理。本產品配有進出料管，可方便地添加原料和抽出底部沉渣，且使用期間無須做內部維修，故易于操作管理。另外，特別是在攪拌結殼方面，巧妙地設計利用氣壓反流回沖力學，由人工攪拌轉化為氣壓自動攪拌自動破殼，實現沼氣池自動化的發展。 來源：網絡