Comportamiento de Sinterización y Mecanismo de Volatilización de Cloro de Residuos Sólidos que Contienen Cl en la Producción de Ladrillos de Arcilla: Implicaciones para Aplicaciones en Hornos de Túnel
Autores: Liu, Zhu; Wen, Shupeng; Wang, Jian; Li, Yi; Mao, Linqiang; Yang, Yang; Liu, Zhongquan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Comportamiento de Sinterización y Mecanismo de Volatilización de Cloro de Residuos Sólidos que Contienen Cl en la Producción de Ladrillos de Arcilla: Implicaciones para Aplicaciones en Hornos de Túnel
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Cocción en horno túnel
Sales de Cl
Sinterización
Mecanismos de volatilización
Resistencia a la compresión
Producción industrial de ladrillos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 12
Citaciones: Sin citaciones
El uso de la cocción en horno de túnel en la producción de ladrillos de arcilla ofrece un enfoque prometedor para la eliminación de residuos sólidos que contienen Cl, con una volatilización de cloro (Cl) y metales pesados más baja en comparación con los procesos de horno de cemento. Sin embargo, los efectos de las sales de Cl en las propiedades de los ladrillos y los mecanismos de volatilización siguen siendo poco claros. Este estudio investiga los comportamientos de NaCl, KCl y CaCl durante la sinterización. La adición del 15% en peso de sales de Cl altera significativamente la estructura de poros, aumentando la absorción de agua en un 80-100% y reduciendo la resistencia a la compresión en un 70-80%. A 1050 grados C, el 10.8-16.4% de Cl se volatiliza principalmente como HCl (g), el 24.4-26.2% permanece en forma de sal original y más de la mitad está inmovilizado dentro de la matriz del ladrillo. Los análisis termodinámicos y TG-MS revelan que las sales de Cl son estables por debajo de 800 grados C, pero liberan HCl (g) a temperaturas más altas debido a barreras de energía de reacción más bajas que las de Cl (g). Los cálculos de teoría de funcionales de densidad (DFT) muestran que el H para la formación de HCl (g) proviene principalmente del vapor de agua (HO), con una descomposición orgánica que tiene un efecto mínimo. La presencia de sales de Cl promueve la formación de fases de feldespato y silicatos, mejorando la densificación pero aumentando la porosidad por la liberación de HCl. Para reducir las emisiones de HCl, se propone una estrategia de control de temperatura en dos etapas: descomposición orgánica y eliminación de humedad por debajo de 600 grados C, seguida de sinterización a 800-1000 grados C. Este trabajo aclara los mecanismos de volatilización de las sales de Cl y proporciona orientación para optimizar la producción industrial de ladrillos utilizando residuos que contienen Cl.
Descripción
El uso de la cocción en horno de túnel en la producción de ladrillos de arcilla ofrece un enfoque prometedor para la eliminación de residuos sólidos que contienen Cl, con una volatilización de cloro (Cl) y metales pesados más baja en comparación con los procesos de horno de cemento. Sin embargo, los efectos de las sales de Cl en las propiedades de los ladrillos y los mecanismos de volatilización siguen siendo poco claros. Este estudio investiga los comportamientos de NaCl, KCl y CaCl durante la sinterización. La adición del 15% en peso de sales de Cl altera significativamente la estructura de poros, aumentando la absorción de agua en un 80-100% y reduciendo la resistencia a la compresión en un 70-80%. A 1050 grados C, el 10.8-16.4% de Cl se volatiliza principalmente como HCl (g), el 24.4-26.2% permanece en forma de sal original y más de la mitad está inmovilizado dentro de la matriz del ladrillo. Los análisis termodinámicos y TG-MS revelan que las sales de Cl son estables por debajo de 800 grados C, pero liberan HCl (g) a temperaturas más altas debido a barreras de energía de reacción más bajas que las de Cl (g). Los cálculos de teoría de funcionales de densidad (DFT) muestran que el H para la formación de HCl (g) proviene principalmente del vapor de agua (HO), con una descomposición orgánica que tiene un efecto mínimo. La presencia de sales de Cl promueve la formación de fases de feldespato y silicatos, mejorando la densificación pero aumentando la porosidad por la liberación de HCl. Para reducir las emisiones de HCl, se propone una estrategia de control de temperatura en dos etapas: descomposición orgánica y eliminación de humedad por debajo de 600 grados C, seguida de sinterización a 800-1000 grados C. Este trabajo aclara los mecanismos de volatilización de las sales de Cl y proporciona orientación para optimizar la producción industrial de ladrillos utilizando residuos que contienen Cl.