(1)高強(qiáng)度和良好的耐磨性,以抵抗固體物料的磨損和熱氣流的沖刷;
(2)良好的體積穩(wěn)定性和耐酸性,以抵抗?fàn)t內(nèi)酸性物質(zhì)的侵蝕;
(3)良好的熱震穩(wěn)定性,以抵抗?fàn)t溫的變化對(duì)材料的破壞;
(4)良好的CO侵蝕能力,以避免因CO侵蝕而引起爐襯崩裂;
(5)良好的高溫強(qiáng)度和耐熱、隔熱性。
由于不同的垃圾焚燒爐對(duì)耐火材料的需求不同,下面僅對(duì)目前應(yīng)用 廣的爐排爐和循環(huán)流化床垃圾焚燒爐用耐火耐磨材料進(jìn)行探討。
1、爐排垃圾焚燒爐用耐火材料:
爐排垃圾焚燒爐依據(jù)垃圾燃燒過程可以分為干燥區(qū)、燃燒區(qū)和燃盡區(qū),按照位置可以分為垃圾推料器給料口區(qū)、爐排側(cè)墻、前后拱區(qū)和排渣口;這些不同的區(qū)域爐襯所受的溫度、機(jī)械強(qiáng)度和氣氛都不相同,需要根據(jù)各自的特點(diǎn)選用耐火材料。垃圾給料口,位于焚燒爐干燥區(qū),煙氣溫度一般在500-600℃,受垃圾的磨損和水分的影響較易產(chǎn)生熱剝落,其工作層一般使用強(qiáng)度較高的低水泥澆注料或耐磨強(qiáng)度較好的莫來石澆注料,焚燒爐燃燒區(qū),由于溫度高達(dá)1000℃左右,靠爐排側(cè)墻還受到垃圾磨損、熔渣附著等作用,普遍使用耐磨損、耐附著、抗化學(xué)侵蝕性較強(qiáng)的SiC掛磚。上部側(cè)壁、爐頂?shù)炔课皇芑鹧娴臒釠_擊和燃燒廢氣的侵蝕并且此處的煙溫更高,多使用高鋁質(zhì)材料的鉻剛玉、SiC或莫來石預(yù)制掛磚及澆注料。排渣口溫度較低,(400-500℃),通常使用強(qiáng)度較高的高鋁質(zhì)澆注料。總之,焚燒爐的燃燒溫度<1200℃時(shí),由于硅質(zhì)結(jié)合劑結(jié)合的SiC制品在應(yīng)用中形成環(huán)繞SiC晶粒的致密永久惰性層,SiC含量不同的材料均適用于作其內(nèi)襯;燃燒溫度>1250℃時(shí),焚燒爐內(nèi)熔融侵蝕氣氛較為強(qiáng)烈,高鋁制品的鉻剛玉等耐火材料優(yōu)于SiC質(zhì)的制品。
2、流化床垃圾焚燒爐用耐火材料:
循環(huán)流化床垃圾焚燒爐耐火耐磨材料主要應(yīng)用為一下幾個(gè)區(qū)域:風(fēng)室、爐膛下部密相區(qū)、燃燒區(qū)、給料口、高溫旋風(fēng)分離器和回料管等。和爐排垃圾焚燒爐一樣,不同的區(qū)域要根據(jù)氣氛選用不同的耐火耐磨材料。一般來說,規(guī)則區(qū)域選用耐火磚為好,難于施工的不規(guī)則區(qū)域采用澆注料或可塑料。水冷風(fēng)室一般設(shè)計(jì)為單層襯里的防磨機(jī)構(gòu),材料可選用中質(zhì)耐磨可塑料,布風(fēng)板采用自流式剛玉澆注料或剛玉耐磨可塑料。對(duì)于流化床垃圾焚燒爐,床料和垃圾密度相差比較大,垃圾主要集中在稀相區(qū)燃燒,密相區(qū)的溫度相對(duì)較低,磨損比較強(qiáng)烈,一般采用剛玉澆注料或耐磨可塑料,此處欠氧燃燒,還原性氣氛強(qiáng)烈,應(yīng)嚴(yán)格控制材料的Fe2O3含量,以提高該材料抗CO侵蝕的能力。垃圾落料口和落煤口位于密相區(qū)和稀相區(qū)交接處,這兩個(gè)部位屬于易磨損區(qū),可采用更耐磨的剛玉結(jié)合SiC澆注料或采用莫來石和剛玉的混合澆注料。燃燒區(qū),也就是投料口以上,此處的煙氣溫度比較高,一般在850℃以上,可采用SiC耐磨耐火材料澆注料或剛玉耐磨材料澆注料。爐膛出口和分離器進(jìn)口為易磨損部件,尤其是分離器進(jìn)口,可采用高強(qiáng)度耐磨澆注料或SiC磚,由于此處為非規(guī)則區(qū)域,施工的方法和經(jīng)驗(yàn)尤為重要。回料管也是循環(huán)流化床的關(guān)鍵部位,一般設(shè)計(jì)為多層襯里的防磨結(jié)構(gòu),材料選用高強(qiáng)耐火耐磨澆注料、剛玉耐磨磚等,并且根據(jù)管徑的大小覺得具體的施工方式。
總之,耐火耐磨材料是決定垃圾焚燒爐能否長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵性因素之一,為滿足我國今后焚燒爐事業(yè)的發(fā)展需求,研發(fā)更高效、經(jīng)濟(jì)的耐火耐磨材料,是大力推廣垃圾焚燒技術(shù)的 課題之一。