高放废液玻璃固化中配合料的玻璃化过程与建模

作者：徐冬青; 李路瑶; 贾子强; 徐凯^*

来源：硅酸盐学报, 2023, 51(08): 2009-2016.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20221080

• 高放废液
• 玻璃固化
• 配合料
• 物相转变
• 冷帽
• 转化率模型

高放废液玻璃配合料在冷帽层向玻璃态的转化过程及模型构建是准确仿真模拟高放废液玻璃固化熔炉的重要依据。为澄清高放废液玻璃固化过程中配合料向玻璃态的转化过程，分析了配合料在冷帽层的物相转变与结构特征。结果表明：冷帽包括上部反应层(100～700℃)与下部泡沫层(700～1 000℃)，其中脱水及硝酸盐的分解集中在反应层，而连续熔体出现、中间物相生成与溶解发生在泡沫层。基于质量守恒方程和实验结果，将反应层简化为一维传质模型并建立了配合料向玻璃态转变的转化率方程，定量描述了配合料结晶水脱去(100～400℃)、硝酸盐熔融(200～300℃)和硝酸盐分解(400～700℃) 3大主要反应随温度变化的反应速率，为后续熔炉仿真模型提供了数值依据。

• 单位
  中国核电工程有限公司; 硅酸盐建筑材料国家重点实验室; 武汉理工大学