目前,常用的垃圾熔融爐用耐火材料包括:按爐內(nèi)氣氛來說,還原氣氛時(shí)常使用SiC材料、C-SiC材料;氧化氣氛時(shí)常使用Al2O3-Cr2O3材料、MgO-Cr2O3 材料。根據(jù)熔渣的化學(xué)組成,以w(CaO)/w(SiO2)的比值為參考標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)此比值>1時(shí),熔渣呈堿性,常使用 MgO-Cr2O3 材料;當(dāng)此比值接近或<1時(shí),熔渣呈酸性,常使用Al2O3-Cr2O3 材料。
根據(jù)以上信息,在討論垃圾熔融爐用耐火材料的選擇過程中,需要考慮的問題如下:
(1)熔融爐工況對(duì)于材料適用性的約束;
(2)熔融爐所處理固體污染物的化學(xué)組成對(duì)材料抗渣性能的要求。
其中,問題(1)所體現(xiàn)的是熔融爐所呈現(xiàn)的工作環(huán)境對(duì)于材料的硬性要求,包括材料適用溫度、高溫強(qiáng)度、熱震穩(wěn)定性能以及適用氣氛等,這些要求可以通過已有科研成果進(jìn)行借鑒或篩選。問題(2)所體現(xiàn)的則具有更多的差異性和不確定性,不同的垃圾熔融爐,即使其工況相同或相似,但處理的固體污染物不同,其耐火材料的選擇就可能有差異。所以,在進(jìn)行垃圾熔融爐用耐火材料的選擇時(shí),應(yīng)將耐火材料的抗渣性能。
垃圾熔融爐,通常其工作溫度≥1300℃,采用電加熱工藝,爐內(nèi)氣氛為氧化氣氛,進(jìn)出料方式為連續(xù)出料,從渣的化學(xué)組成可以得到,w(CaO)/w(SiO2)的比值小,熔渣呈酸性。
根據(jù)熔融爐工況可以排除考慮SiC類耐火材料,需揀選可在氧化氣氛下使用的材料;而由于用渣的酸性較強(qiáng)其SiO2含量較多,MgO-Cr2O3材料在此環(huán)境下,受熔渣侵蝕的程度會(huì)很大,故也應(yīng)排除考慮。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)用渣酸性較強(qiáng)、SiO2 含量較多的條件,考慮揀選對(duì)抗玻璃液侵蝕方面較為優(yōu)秀的材料作為選材材料,它們分別是:高純剛玉磚、鉻剛玉磚和熔鑄 AZS 磚。所揀選的材料主要化學(xué)組成符合以下條件:(1)高純剛玉磚中w(Al2O3)≥99.2%:(2)鉻剛玉磚中w(Al2O3+Cr2O3)≥99.0%,w(Cr2O3)≥50.0%:(3)熔鑄AZS磚中w(ZrO2)≥33.0%。