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在危險廢物焚燒回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部砌筑耐火磚，用來保護危險廢物焚燒時的高溫及腐蝕對回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生直接的危害。耐火磚的性質(zhì)取決于其物相的組成、分布及各相的化學(xué)特性，即取決于化學(xué)礦物化學(xué)成分。一般危險廢物焚燒回轉(zhuǎn)窯所采用的耐火磚的主要化學(xué)成分有高鋁磚、鎂磚、鎂鋁磚及硅磚等。高鋁磚中Al?O?含量比較高，一般在70%左右;鎂磚主要為MgO及其他金屬氧化物組成的礦物質(zhì);硅磚主要為SiO?及其他金屬氧化物形成的穩(wěn)定的非晶態(tài)物質(zhì)。因此危險廢物焚燒回轉(zhuǎn)窯耐火材料應(yīng)同時具備如下特點：
(1)耐火度要高。即耐高溫性，需要能夠長期在850℃以上的高溫環(huán)境下運行而不會達到荷重軟化溫度。
(2)良好的耐磨性和抗折強度，需要耐火材料在3點彎曲裝置上受彎時所能承受的最大應(yīng)力而不會出現(xiàn)折斷現(xiàn)象。
(3)良好的化學(xué)穩(wěn)定性，以阻止高溫?zé)煔庵兴嵝?、堿金屬等物質(zhì)的侵蝕減薄。有關(guān)試驗研究發(fā)現(xiàn)，堿金屬(K、Na)、鹵素(F、Cl)和硫(S)的化合物等是耐火材料侵蝕減薄的主要因素。
(4)良好的熱穩(wěn)定性，能夠承受焚燒狀態(tài)的交變熱應(yīng)力，一般要求抗熱震次數(shù)不低于20次，即在1100℃加熱爐內(nèi)進行加熱保溫15min后，迅速將其受熱端嵌入5-35℃流動水中覆蓋冷卻約3min后取出，觀察耐火磚的損壞率進行折算次數(shù)。
(5)受熱膨脹穩(wěn)定性要好。受熱膨脹性決定了耐火磚砌筑時預(yù)留的膨脹空間，當預(yù)留空間不足時造成耐火磚在高溫運行中產(chǎn)生膨脹擠壓而出現(xiàn)炸裂現(xiàn)象;預(yù)留膨脹空間過大可能造成回轉(zhuǎn)窯整體性不佳，中間間隙過大造成非整體性而出現(xiàn)局部松垮的現(xiàn)象甚至可能脫落。
(6)顯氣孔率要盡量低。顯氣孔率是指帶有氣孔的材料中所有開口氣孔的體積與其總體積的比值;故顯氣孔率越高說明耐火材料內(nèi)含有的開口氣孔體積越大，滲透性物質(zhì)侵入耐火材料內(nèi)部的幾率就越大，對耐火材料的侵蝕也就越大，故需要控制氣孔率越低越好。目前國內(nèi)生產(chǎn)耐火磚普遍顯氣孔率在20%及以上。
回轉(zhuǎn)窯耐火材料的應(yīng)用
進入危險廢物回轉(zhuǎn)窯的物料主要為工業(yè)殘渣、化學(xué)廢棄物等有機廢物為主，在焚燒過程中，危險廢物中有機硫經(jīng)過高溫氧化，主要以SO?、SO?形式存在。回轉(zhuǎn)窯中危險廢物焚燒時的溫度可以達到800~1300℃在高溫環(huán)境中，煙氣中的SO?、SO?很容易和耐火磚表面礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)低熔點的共聚物。硫的反應(yīng)方程式如下所示：
這些低熔點聚合物，結(jié)合的腐蝕導(dǎo)致耐火磚的結(jié)合強度嚴重喪失，形成新的低共融物質(zhì)，沒有結(jié)合強度，進而導(dǎo)致耐火磚表面形成低熔點聚合物、低熔點物質(zhì)，在物料運動摩擦帶動下，最終表面脫落，造成耐火磚的減薄。
河北理工大學(xué)張勇研究總結(jié)出硅鋁質(zhì)耐火材料的主要成分為莫來石和剛玉，主要成分為SiO?和Al?O?，危險廢物中含有的堿金屬可以和耐火磚反應(yīng)生成霞石類物質(zhì)而造成耐火磚發(fā)生體積膨脹的現(xiàn)象，還有可能造成熔點降低，進而加重了對耐火磚的腐蝕作用，而加速耐火磚的減薄率，縮短使用壽命。
純鎂質(zhì)耐火材料對堿性殘渣的抗?jié)B透性能非常差，但當把鎂鋁尖晶石加入到鎂質(zhì)材料中就可以很好地阻止堿性殘渣對耐火材料的滲透性;而且會隨著鎂鋁尖晶石加入量的增加，抗?jié)B透性會逐漸變強，但加入量不可超過20%。
鈉鹽物質(zhì)對碳鎂質(zhì)類的耐火材料侵蝕能力很強，可以在較低溫度下就有可能使堿類物質(zhì)的影響作用達到較高程度。
對堿金屬與耐火材料的反應(yīng)特性進行研究，結(jié)果表明溫度、過量空氣系數(shù)、Cl含量、S含量的變化均會對堿金屬的遷移起到影響，因此建議在選擇成型耐火材料時，需要根據(jù)實際情況盡量選擇復(fù)合成分的耐火材料性質(zhì)已對抗多種侵蝕因素的共同作用。
以碳酸鈉鹽為研究對象，從腐蝕熱力學(xué)和動力學(xué)方面對耐火材料的腐蝕機制進行研究，結(jié)果表明含鎂耐火材料比含鉻耐火材料具有更好的熱穩(wěn)定性。
隨機采取焚燒爐渣作為試樣，通過一些研究及論證得出以下結(jié)論：
(1) 分別采用高鋁磚、 高鋁磚、 含鉻高鋁磚進行侵蝕性測試，結(jié)果表明含鉻高鋁磚耐侵蝕性優(yōu)于高鋁磚，優(yōu)于黏土磚;考慮到鉻為有毒物質(zhì)而選擇高鋁磚為生產(chǎn)用磚;
(2) 優(yōu)化砌筑方法，嚴把砌筑關(guān)鍵點，減少侵蝕性滲入，以延長耐火磚使用壽命;
(3) 通過摸索掛窯皮配方與方法，提升掛窯皮質(zhì)量，延長掛窯皮周期進而增加對耐火磚的保護而減少磨損、侵蝕作用;
(4) 通過優(yōu)化液體廢物噴槍，摸索最佳噴槍設(shè)計，以減少液體廢物直接噴射到耐火磚表面而引起耐火磚侵蝕與減薄。
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