垃圾焚燒爐的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益主要受到爐襯用耐火材料的影響,而爐內(nèi)氣氛、使用溫度、熔融物的侵蝕以及應(yīng)力在不同程度上影響了耐火材料的使用壽命,從而影響了整個(gè)生活垃圾焚燒爐的使用壽命。因此,分析探討其影響因素顯得尤為重要。
(1)爐內(nèi)氣氛的影響
不同的爐內(nèi)氣氛對(duì)耐火材料的侵蝕程度不同,垃圾焚燒爐多為氧化氣氛,在選擇材質(zhì)之際,很難對(duì)非氧化物系耐火材料(如SiC)的使用氣氛界限加以定義,這不僅由于某些氣體(包括堿金屬蒸汽)的濃度,而且由于溫度、壓強(qiáng)等也將發(fā)生微妙的變化。
(2)使用溫度的影響
焚燒爐的溫度上限為1400℃,一般隨溫度的增加侵蝕率急劇增加。當(dāng)溫度超出1400℃時(shí),情況更為如此,特別是粘土、高鋁質(zhì)耐火材料更容易受溫度的影響。
(3)CaO/SiO2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Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3以及堿性氧化物、碳酸鹽和堿土金屬。CaO/SiO2成為其主要影響因素。相比之下Al2O3-Cr2O3等中性耐火材料比堿性耐火材料更易受其影響,隨著CaO/SiO2的增大,侵蝕程度加大,。
(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(HCl、Cl2)、外來(lái)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;
④腐蝕、支柱先行遭到破壞引起的支撐應(yīng)力喪失。
經(jīng)驗(yàn)表明,焚燒爐的數(shù)個(gè)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(guò)程。隨著焚燒爐用耐火材料內(nèi)襯柵要求的穩(wěn)步提高,抵抗應(yīng)力的方法有如下幾種:
?、賰?yōu)化焚燒爐的操作工藝,如通過(guò)調(diào)節(jié)過(guò)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;
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耐火材料由于其良好的性能而常用于生活垃圾焚燒爐中,其優(yōu)良性能主要表現(xiàn)在抗侵蝕性和抗沖刷能力強(qiáng)、抗熱震性良好、抗磨損性較高,從而降低焚燒爐的損耗程度,延長(zhǎng)其使用壽命。