有机废液焚烧处理的关键问题之一是耐火材料被侵蚀

有机废液焚烧的主体核心设备是焚烧炉，需要依据废液的性质和处理要求，选用不同的炉型。目前，焚烧处理有机废液越来越普及，而焚烧炉耐火材料是该方法的关键制约因素，无论是何种材质的炉衬耐火材料，在工业生产的过程中都会经受长期的高温、高压、温度变化、 气氛改变以及炉渣等对炉衬的侵蚀。耐火材料的损毁形式通常为侵蚀、冲刷、开裂等，其中侵蚀属于连续损毁，而开裂剥落属于不连续损毁。侵蚀后的耐火材料会因为内部热膨胀系数的不匹配，导致裂纹的形成和耐火材料的开裂。炉衬耐火材料的损毁机理与炉衬材料的矿物组成、材料的组织矿物结构、材料的化学成分以及炉渣的种类等因素相关。

有机废液焚烧炉内使用的耐火材料的损毁机理其损毁原因可归纳为以下四类：

（1）机械冲刷和磨损：机械磨损是由两个相对运动的物体在接触面上的摩擦力引起的，它可以将物体本身的机械能转换为热能，导致耐火材料的磨损。在炉内移动的过程中，物料会对炉窑的炉衬有较大的机械冲刷和磨损，导致炉衬耐火材料变形、磨损甚至开裂，对焚烧炉炉衬造成严重的破坏。

（2）耐火材料高温溶解：在耐火材料中，由原料和生产过程中带入的非主要组分的物质称为杂质。在高温下，杂质易与原料中的主要成分发生化学反应，生成低熔点相，这个过程称为耐火材料的高温溶解。

（3）高温溶液渗透：高温溶液渗透又称为熔渣侵蚀。在高温下，炉渣以熔融相存在，液相熔渣腐蚀耐火材料后，会与其氧化物生成低熔点相，因此熔渣腐蚀的本质是液相熔渣腐蚀，即主要是耐火材料在熔渣中的溶解和熔渣向耐火材料内部的渗入。

（4）高温下气相挥发：耐火材料的气相挥发主要是指氧化反应所造成的损失。蒸发反应主要发生在氧化耐火材料中，氧化反应主要发生在非氧化耐火材料、非氧化物耐火材料和氧化物复合耐火材料中。其中，在服役过程中超过一半以上耐火材料的损毁是由于熔渣侵蚀造成的。

有机废液焚烧处理的关键问题之一是耐火材料被侵蚀。在焚烧过程中，有机废液中的碱金属盐容易形成低熔点的共晶盐，导致焚烧炉在高温下出现结焦和结渣现象。在长期运行后，耐火炉衬被焚烧残渣严重腐蚀，这可能会造成重大经济损失和安全事故。提高耐火材料的耐蚀性，延长耐火材料的使用寿命，具有实际的经济效益。

据相关研究Al2O3−SiO2耐火材料在 930~1000 ℃的危险废物焚烧炉中被钠和硫蒸汽热腐蚀的情况。研究证明，Na2SO4 和 SiO2 之间的反应首先导致液态硅酸钠（Na2Si2O5）的形成和缓慢的腐蚀蠕变，然后是霞石（NaAlSiO4）和钠长石（Na8Al6Si6O28S）腐蚀导致的炉衬破裂。由于含锆和含铬砖具有较高的耐热性能，人们尝试通过使用含锆和含铬砖来提高焚烧炉耐火材料对有机废液的耐腐蚀性。添加ZrO2有助于高温焚烧炉中Al2O3−Cr2O3 耐火衬里的热稳定性和耐腐蚀性有学者采用静态侵蚀法评估了不同K和Na含量的焚烧炉渣对 Al−Cr−Zr 砖的热腐蚀。研究表明，Al−Cr−Zr 砖可以抵抗 K 和 Na 盐的腐蚀；但当含盐量超过 4%时，铝铬锆砖的抗压强度急剧下降。