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如何选择垃圾焚烧炉用耐材

作者:admin 发布日期: 2020-06-19 二维码分享

焚烧炉用耐材大致分为耐火砖制品和不定形耐火材料两类。耐火砖以黏土砖、高铝砖、碳化硅砖为主。不定形耐火材料以黏土质、高铝质可塑料和黏土质、碳化硅质浇注料为主。不过近年来,由于碳化硅质浇注料和磷酸盐结合的高铝质浇注料具有优良的耐磨损性,使其用量正在逐渐增加。

当焚烧的垃圾为不同组成的非均匀性混合物时,其类型、数量和热含量方面也有很大不同。为此内衬的物理和化学性能应适应操作期间不同阶段的要求。垃圾焚烧炉的工作温度一般不超过1200,但焚烧时产生的气体(如Cl2SO2CO及碱金属蒸气等)对耐火材料的侵蚀性较强。同时,垃圾在高温移动中对焚烧炉某些部位(如炉底、推进器及侧墙等)的磨损和热冲击较大,要求选用优质耐火材料内衬,而且需求量也将不断增加。通常要求焚烧炉用耐火材料具有以下特点:

(1)高强度和良好的耐磨性,以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侵蚀;

(3)良好的抗热震性,以抵抗炉温的变化对材料的破坏;

(4)良好的抗CO侵蚀能力,以避免因CO侵蚀而引起炉衬崩裂;

(5)良好的施工性(不定形);

(6)良好的耐热、隔热性。在选用耐火材料时,应根据各自形式焚烧炉的操作条件和各种耐火材料的性能,选择合适的耐火材料。

耐火材料的选择依据

不同的焚烧炉其操作条件不同,内部使用温度不同所需耐火材料的性能也不同,因而应根据其工作环境和使用温度选择不同性能的耐火材料。

根据工作环境选择耐火材料

在焚烧炉的投入部位,由于废弃物的投入和落下都需与材料接触,同时投入口的温度经常变化,因而要求耐火材料有良好的耐磨性和抗热震性,可选用黏土砖;在干燥室和燃烧室内,废弃物与炉衬在高温下直接接触,一方面炉渣会附着在炉衬上;另一方面杂质也会侵入炉衬,同时废弃物的投入必然引起温度的变化,因而要求耐火材料不仅耐磨、耐蚀,难附着,而且还要抗碱、抗氧化性,一般选用黏土砖、高铝砖、SiC砖、浇注料和可塑料;在管道和气体冷却部位,由于喷水、杂质入侵和温度变化,所以要求耐火材料抗碱、耐水、抗热震性,可选浇注料;在流动床式焚烧炉的流动床部位,高温沸腾砂与废弃物的混合过程中,不仅对炉衬有冲刷,而且有杂质侵入,因而所选炉衬要耐磨、抗碱,常用黏土砖和浇注料;在回转窑式焚烧炉的回转窑部位,废弃物需不停回转且废弃物的加入引起温度的变化,因而要求材料耐磨、抗热震性,一般选用黏土砖、高铝砖、SiC砖或浇注料。总之,垃圾焚烧炉用耐火材料大致分为耐火砖和不定形耐火材料,前者包括黏土砖、高铝砖、碳化硅砖;后者以黏土质、高铝质、碳化硅质浇注料和黏土质、高铝质可塑料为主。

炉箅式焚烧炉各部位使用不定形耐火材料的情况有所不同。垃圾投入口的温度一般为500-600,主要受到垃圾的冲击磨损和垃圾中所含水分的影响,容易产生热剥落,所以其工作层一般使用强度较高的浇注料,非工作层则使用隔热浇注料;燃烧室的温度一般都在1000以上,而且炉箅的下部侧壁也受到垃圾的磨损。所以在温度达1650的炉衬工作层使用高强度、抗燃烧废气的化学侵蚀性好的低水泥浇注料,燃烧室顶部和上部侧壁以及烧嘴等部位受到燃烧废气的侵蚀和高温火焰造成的热剥落,对其温度在1500左右的工作层使用黏土质浇注料;残余灰出口部位的温度虽然只有400-500,但仍受到残余物的磨损,所以其工作层使用强度较高的浇注料;二次燃烧室、废气冷却室和管道壁的温度为500-900,均可使用普通浇注料;各部位的隔热层和..层则分别使用隔热浇注料和保温材料。近来,喷涂材料也逐渐在某些部位推广应用,喷涂厚度可与砖衬壁厚一致,.大喷涂壁厚可达400mm

处理下水道污泥的焚烧炉以炉箅式和流化床式为主,所使用的炉衬材料与普通生活;垃圾焚烧炉基本一致,一般为碳化硅砖、黏土砖和黏土浇注料,某些特殊部位使用高铝砖。

处理工业废弃物、农林和水产品废弃物的焚烧炉使用的炉衬材料也大体相同,而处理工业废液的立式焚烧炉则应根据其喷雾燃烧、酸碱性等条件,其有些部位需要使用高铝砖和莫来石砖,一般部位均可使用浇注料。

根据使用温度选择

不同的焚烧炉,不同的使用部位,使用温度也不同:燃烧室的室顶、侧壁、烧嘴其使用温度为1000-1400,可选用耐火度为1750-1790的可塑料;炉箅侧的上部、中部、下部其使用温度为1000-1200,可选用碳化硅砖或耐火度为1710-1750的黏土砖,也可选用耐磨浇注料;二次燃烧室的室顶、侧壁其使用温度为800-1000,可选用耐火度低于1750的黏土砖或黏土质浇注料;热交换室的室顶、侧壁,喷射室的室顶、侧壁、室底其使用温度低于600,可选用耐火度低于1670的黏土砖或黏土质浇注料;调整烟道和烟道的使用温度为600,可选用耐火度低于1670的黏土砖或黏土质浇注料。以上焚烧炉用耐火材料的选择依据应视具体情况而论,对不同类型的焚烧炉应结合多方面的因素由设备操作期间出现的.苛刻的情况决定。

随着垃圾焚烧技术向大型化、资源化和自动化方向发展,焚烧炉用耐火材料也发生了一些变化。在日本,自20世纪70年代开始,垃圾焚烧炉用耐火材料中耐火砖和不定形耐火材料基本上各占一半。其中,耐火砖以黏土砖、高铝砖和一部分碳化硅砖为主,不定形耐火材料以黏土质、碳化硅质浇注料和可塑料为主。到了20世纪80年代,不定形耐火材料所占比例提高到75%左右,其中大部分为低水泥耐火浇注料或喷涂可塑料。

此外,不定形耐火材料的整体性和气密性较好,能更好地抵抗焚烧炉中的飞灰,废气、炉渣等对耐火材料的侵蚀。因为传统砖壁被带水冷壁的热能回收炉壁代替,为了有效利用能源,较多地采用带有水管壁式锅炉的焚烧炉,而这种结构复杂的水冷壁使用不定形耐火材料,大大简化了这些形状复杂部位的施工过程,并延长了使用寿命,施工简单,效果较好。但对垃圾炉磨损侵蚀严重的部位(如推进器侧墙、炉底等),则使用致密刚玉砖或SiC质耐火制品较为合适。

日本还开发使用了多种喷涂可塑料,不仅有使用温度从低温到1800的各种可塑料,而且有高强度磷酸盐结合和轻质隔热性可塑料。喷涂可塑料与浇注料相比,由于具有抗热震性好和抗化学侵蚀性强,施工后不用养护,可直接加热而不发生爆裂,价格也比耐火度相同的浇注料便宜等优点,因此在炉箅式焚烧炉上得到了推广使用,取得了良好效果。

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