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垃圾焚燒行業(yè)是一個新興環(huán)保領(lǐng)域,目前國內(nèi)主要采用的垃圾焚燒爐包括排爐式、流化床式及回轉(zhuǎn)窯式等爐型。垃圾焚燒爐的安全可靠運(yùn)行在很大程度上取決于內(nèi)襯耐火材料的穩(wěn)定性,實(shí)踐表明,耐火內(nèi)襯設(shè)計不合理、隔熱、耐磨和耐侵蝕等材料選擇不當(dāng),以及未嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙砌筑施工等,造成了多起停爐事故,影響了垃圾焚燒爐的連續(xù)作業(yè),造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。
垃圾焚燒爐作為處理垃圾的一種新型窯爐由于垃圾成分復(fù)雜,對爐襯材料的高溫侵蝕和磨損相當(dāng)厲害,因此對耐火材料的耐火性能、導(dǎo)熱性能、機(jī)械強(qiáng)度、耐侵蝕和磨損性能的要求很高,雖然垃圾焚燒爐的工作溫度不超過1200℃,但燃燒時產(chǎn)生的氣體如HCL、SO2、CL2、CO及堿金屬蒸汽等,對耐火材料的侵蝕性較強(qiáng),同時垃圾在高溫移動中對焚燒爐襯里的磨損及熱沖擊較大,而元領(lǐng)耐火材料的產(chǎn)品有耐沖刷、抗磨損、抗剝落、耐熱震等特點(diǎn)能更好的保護(hù)好窯爐爐體,加大耐火材料的使用壽命。
(1)爐內(nèi)氣氛的影響。不同的爐內(nèi)氣氛對耐火材料的侵蝕程度不同,垃圾焚燒爐多為氧化氣氮,在選擇材質(zhì)之際,很難對非氧化物系耐火材料的使用氣氛界限加以定義,這不僅由于某些氣體的濃度,而且由于溫度、壓強(qiáng)等也將發(fā)生微妙的變化。研究表明:SiC磚的耐蝕性在氧化氣氛下比在還原氣氛下的大10倍。
(2)使用溫度的影響。焚燒爐的能達(dá)到的溫度為1400℃,一般溫度的增加侵蝕率急劇增加。當(dāng)溫度超出1400℃時,情況更為如此,尤其是黏土、高鋁質(zhì)耐火材料更容易受溫度的影響。
(3)CaO/SiO?的影響。爐渣作為焚燒爐焚燒產(chǎn)生的殘余物,其主要成分是Al?O?、SiO?、CaO、Fe?O?以及堿性氧化物、碳酸鹽和堿土金屬,CaO/SiO?成為其主要影響因素。相比之下,Al?O?-Cr?O?等中性耐火材料比堿性耐火材料更易受其影響,隨著CaO/SiO?的增大,侵蝕程度加大,一般C-SiC磚更難受CaO/SiO?的影響。通常CaO/SiO?=1.0為臨界點(diǎn),高于此點(diǎn),可選用MgO、尖晶石、C系耐火材料;低于此點(diǎn),選用Al?O?、Cr?O?、SiC系耐火材料較好。
(4)應(yīng)力的影響。焚燒爐所承受的應(yīng)力主要有以下幾種:
1.溫度梯度所引起的熱應(yīng)力;
2.金屬框架和耐火材料膨脹差在接觸部位產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力(包括摩擦);
3.氧化、腐蝕、外來成分引起的化學(xué)變化和結(jié)晶轉(zhuǎn)移等引發(fā)的構(gòu)造應(yīng)力喪失。經(jīng)驗(yàn)表明,焚燒爐的數(shù)個應(yīng)力區(qū)域內(nèi)其應(yīng)力基本均衡,應(yīng)力的大小取決于工藝過程。
隨著焚燒爐用耐火材料內(nèi)襯要求的穩(wěn)步提高,抵抗應(yīng)力的方法有如下幾種:
①優(yōu)化焚燒爐的操作工藝,如通過調(diào)節(jié)過剩的空氣系數(shù)以及垃圾混合物;
②改進(jìn)耐火材料以提高內(nèi)襯壽命;
③使用較好的耐火材料。
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