生物质灰润湿性评测用耐火衬底

三种润湿机制清晰区分

在气流床气化条件下，生物质灰在石墨上稳定不润湿，在刚玉上物理铺展，在莫来石上反应润湿，在碳化硅上物理渗透，为耐火材料选择提供依据。

Junjie, Liu · Wenting, Zhou · Lian, Su · Jian, Chen · 沈中杰 · Qinfeng, Liang · 郭晓镭 · 刘海峰

Fuel 2027

具体参数

接触角（石墨）

{'zh': '130–140', 'en': '130–140'} °

润湿角（刚玉）

{'zh': '43', 'en': '43'} °

粘附力（四种耐火材料）

{'zh': '240–985', 'en': '240–985'} mN/m

技术优势

石墨上不润湿

接触角稳定在130°–140°，渣不易铺展，石墨衬里可减少挂渣。

刚玉靠粗糙度铺展

表面粗糙度Ra=375 nm使平衡接触角小于90°时，实际润湿角低至43°（1400 °C），灰渣易在刚玉上流动。

粘附力大幅增强

在石墨、刚玉、莫来石和SiC上的粘附力增至240–985 mN/m，反映渣与衬底的结合强度，可预测挂渣倾向。

三种机制区分

分别对应物理铺展（刚玉）、反应润湿（莫来石）和物理渗透（SiC），为不同灰渣选择耐火材料提供机理依据。

应用场景

• 生物质气化：用测得的接触角和粘附力预测灰渣在炉壁的沉积与流动。
• 高温润湿性测试：提供高温下润湿角、表面张力和粘附力的系统测量方法。
• 耐火材料选型：根据三种润湿机制判别灰渣与耐火材料的匹配性，快速筛选衬底。
• 气化炉设计：依据润湿机制确定炉壁材料分区，优化渣口与排渣设计。