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垃圾焚烧炉炉衬耐火材料寿命影响因素及选择
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垃圾焚烧炉炉衬耐火材料寿命影响因素及选择

发布时间:2020/7/15 11:19:35


垃圾焚烧炉炉衬耐火材料的使用寿命会影响到焚烧炉的使用周期,根据影响因素来选择合适的内衬材料,让垃圾焚烧炉炉衬达到高效、经济、长寿。
影响垃圾焚烧炉耐火材料使用寿命的因素有哪些
(1)炉内气氛的影响。不同的炉内气氛对耐火材料的侵蚀程度不同,垃圾焚烧炉多为氧化气氮,在选择材质之际,很难对非氧化物系耐火材料的使用气氛界限加以定义,这不仅由于某些气体的浓度,而且由于温度、压强等也将发生微妙的变化。研究表明:SiC砖的耐蚀性在氧化气氛下比在还原气氛下的大10倍。
(2)使用温度的影响。焚烧炉的能达到的温度为1400℃,一般温度的增加侵蚀率急剧增加。当温度超出1400℃时,情况更为如此,尤其是黏土、高铝质耐火材料更容易受温度的影响。
(3)CaO/SiO?的影响。炉渣作为焚烧炉焚烧产生的残余物,其主要成分是Al?O?、SiO?、CaO、Fe?O?以及碱性氧化物、碳酸盐和碱土金属,CaO/SiO?成为其主要影响因素。相比之下,Al?O?-Cr?O?等中性耐火材料比碱性耐火材料更易受其影响,随着CaO/SiO?的增大,侵蚀程度加大,一般C-SiC砖更难受CaO/SiO?的影响。通常CaO/SiO?=1.0为临界点,高于此点,可选用MgO、尖晶石、C系耐火材料;低于此点,选用Al?O?、Cr?O?、SiC系耐火材料较好。
(4)应力的影响。焚烧炉所承受的应力主要有以下几种:
1.温度梯度所引起的热应力;
2.金属框架和耐火材料膨胀差在接触部位产生的机械应力(包括摩擦);
3.氧化、腐蚀、外来成分引起的化学变化和结晶转移等引发的构造应力丧失。经验表明,焚烧炉的数个应力区域内其应力基本均衡,应力的大小取决于工艺过程。 ? ? ? ? 随着焚烧炉用耐火材料内衬要求的稳步提高,抵抗应力的方法有如下几种:①优化焚烧炉的操作工艺,如通过调节过剩的空气系数以及垃圾混合物;②改进耐火材料以提高内衬寿命;③使用较好的耐火材料。   
垃圾焚烧炉炉衬耐火材料的选择
垃圾焚烧炉炉衬材料的选择,首先根据炉膛温度的高低,选用能承受焚烧温度的耐火材料和和隔热保温砖;其次必须考虑燃烧后的产物对炉衬的腐蚀性。如焚烧碱性废液时,炉内温度高达1000℃情况下,Na-以氧化钠状气体散发,耐火砖中的SiO2成分与Na2O结合,生成低融点的矿物质(Na2O·Al2O3·2SiO2),凝聚在耐火砖表面而侵蚀。如耐火砖是高铝砖,虽SiO2成分少,但由于Al203与Na20反应生成中间体的铝酸钠(Na2O,Al2O3),在高温情况下,将产生膨胀裂缝,使耐火砖组织脆化。因此,选用含较高氧化铝的高铝耐火材料,或选用抗碱性腐蚀更好的铬镁质、镁质和铝镁质的耐火材料。为了抵抗盐碱等介质的渗透和侵蚀,并提高材质的抗渣性,一般选用气孔率较小的材质。选用垃圾焚烧炉炉衬里材料时,还应注意炉内不同部位的温度和腐蚀情况,可选用不同等级的材质。其中,燃烧室(即I区)高温度为1400?1600℃,可选用含Al2O3=90%的刚玉砖;炉膛上部(即I区)工作温度为900?1000℃,锥部设有废液喷嘴,可选用含Al2O3>75%的高铝砖,炉膛中部(即II区)工作温度为900℃,有熔融的盐碱沿炉衬下流,腐蚀严重,可选用一等高铝砖(LZ—65);炉膛下部(即IV区)工作条件基本与炉膛中部相同,当燃烧产物中有大量熔融盐碱时,易在斜坡上聚集,停留时间长,也易渗入耐火材料中,若有Na2CO3时腐蚀更为严重,因此比炉膛中部恶劣,应选用孔隙率更低的致密材料,如电熔耐火材料制品等。上述情况只对一般盐碱件腐蚀的选材而言,对有较强碱性的还应提高含铝量或含镁铬等元素的碱性耐火材料。通常有NaSO4、NaOH腐蚀时,选用较好的材质,衬里寿命也只有2?3年;对腐蚀性更强的Na2CO3,使用寿命仅1年左右。垃圾焚烧炉炉衬的结构垃圾焚烧炉炉衬结构要考虑炉衬支托架、锚固件和钢壳材质的耐热性与耐腐蚀性,以及炉衬合理的厚度等问题。当焚烧后产物中有腐蚀性气体时,要采用整体性、严密性好的耐火材料作炉衬,防止钢壳和金属构件的腐蚀。如采用耐热混凝土和耐火可塑料等材质作炉衬,减少缝隙的窜气。 另外,炉墙厚度不能过厚,使壁温在腐蚀气体露点以上,防止腐蚀性气体冷凝而腐蚀钢壳。但壁温也不能过高,危及人身安全,影响正常操作,同时易引起钢壳强度减弱而变形。为了改善钢壳腐蚀问题,可采用钢壳里面涂耐温耐酸的涂料作钢壳的保护层;或炉衬砌体采用交错缝等措施,防止腐蚀气体外窜。
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