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耐火材料在工业废弃物焚烧的选择建议

发布时间:2020/3/2 13:58:46 点击率:

关于工业废弃物焚烧选择耐火材料的建议
回转窑焚烧技术是目前国内常用的处理工业废弃物工艺。通过炉本体滚筒连续、缓慢的转动,利用摩擦力将废弃物带到一定高度靠自身重力落下,从而产生废弃物在设备内翻滚,与空气得到充分接触,经过预热、着火、燃烧、燃尽等几个阶段。由于燃烧成分、温度、气氛等工况不同造成了各部位耐火材料的反应机理不一样。各公司应该根据自己的实际情况去选择适合自己的耐火材料,达到长期稳定运转的目的。
目前我们国内工业废弃物分类不够精细,物质种类繁多,焚烧过程反应复杂。一般来说焚烧炉的工作温度会控制在在 1200度左右,在焚烧过程中会产生一定量的有害气体(如:CL2、SO2、CO 以及碱金属蒸汽等)对耐火材料的侵蚀性比较强。通常工业废弃物焚烧炉用耐火材料应该具有以下特点:
1、较高的强度和良好的耐磨性,以及抵抗固体物料的磨损和热气流的冲刷。
2、良好的体积稳定性和耐酸性,以抵抗炉内酸性物质的的侵蚀。
3、良好的热震稳定性能,以抵抗炉内温度变化对耐火材料的破坏。
4、良好的抗 CO 侵蚀能力,以避免因 CO 侵蚀而引起的炉衬崩塌。
5、良好的施工性能。
6、良好的耐热、隔热性。
在选择耐火材料的时候,应根据自己焚烧炉的工艺特点及物料情况,选择适合自己工况的耐火材料。
一、化学成分影响因素
1)高氯时
常规下氯气的浓度小于 5000ppm 是可以忽略不计,但是高于5000ppm 时我们要考虑氯元素的危害,一般情况下高铝质耐火材料及铝硅系耐火材料具有抗氯气的侵蚀性,但是耐火材料中含有CaO、MgO 杂质时,容易与氯元素发生反应,生成液相从而降低了耐火材料的高温使用性能。高氯的环境下 SiC 容易与其发生化学反应,分解成为 SiCl4 和 C,SiCl4 是一种气体,会加大碳化硅材质耐火材料的损耗,高氯环境慎用碳化硅材质耐火材料。
如果氯元素是以氯化盐形式存在,那么在 650 度~1000 度时,这些盐类的蒸汽会通过耐火材料的气孔在耐火材料的内部凝结沉淀,造成气孔堵塞,降低耐火材料的热震性能,久之产生的内部应力还会造成片状剥落。
2)高硫
当硫元素以酸性形态存在时,会与耐火材料中的 CaO、MgO等物质起反应,生成新物质体积变大,从而使整个耐火材料体积变大被迫挤压留设的膨胀缝,当应力达到一定程度就会造成耐火材料的开裂坍塌。此外还会通过电化学反应机理侵蚀金属锚固件筒体等。
3)氟化物
氟会和耐火材料中几乎所有的元素在相对较低的温度下反应,建议综合性的工业焚烧炉不要接受氟化物,氟化物应该通过特殊的工业单独处理,如果无可避免则建议通过控制接收数量控制,入窑前配伍等手段把含量降低至 5000ppm 以下再入窑焚烧。
此外高价铁会在还原性气氛(CO)下被还原,第一高价铁转变为低价铁会产生体积变化,该反应还会产生一定的 C 析出,造成体积变化。损坏耐火材料。
二、不定形及定形材料的对比
建议尽可能使用不定形耐火材料,优势在于:
优势:不定形材料无砖缝、气孔孔径小,不容易被气、液体侵蚀,较好的塑性,可吸收热应力,安装速度快,无需高库存量。
不足:需要较多的施工工具,终的材料性能受施工及烘烤过程的影响。
综上所述:工业废弃物焚烧一般都会选高致密粘土质耐火材料,高铝质耐火材料,莫来石刚玉质耐火材料、铬刚玉耐火材料等,我们应该控制耐火材料中有害成分的含量越低越好,比如 Fe、MgO 等。
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