耐火磚：耐火材料在循環(huán)流化床垃圾焚燒爐的應(yīng)用

循環(huán)流化床焚燒爐是應(yīng)用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)設(shè)計(jì)的。用于垃圾、污泥、廢液等廢棄物的焚燒有非常巨大的勢。循環(huán)流化床焚燒爐是符合我國國民經(jīng)濟(jì)水平的，是適合處理低熱值廢棄物的，是環(huán)保型的焚燒爐，內(nèi)襯材料可以采用耐火磚和不定形耐火材料。

 

圖1：流化床焚燒系統(tǒng)示意圖

 

· 循環(huán)流化床焚燒爐的特點(diǎn):

1. 適合焚燒低熱值垃圾燃料由于焚燒爐爐內(nèi)含有一定量的爐料，爐內(nèi)氣、固流體強(qiáng)烈混合，垃圾進(jìn)入爐內(nèi)即和熾熱的石英砂迅速、充分混合，垃圾從加熱、干燥到燃燒全過程完成迅速，焚燒爐蓄熱量大，著火條件好，燃燒穩(wěn)定性好。

2. 環(huán)保性能好循環(huán)流化床鍋爐燃燒溫度控制在 850－950℃之間，氮氧化物排放低。垃圾焚燒處理方式的另一重要問題是焚燒時產(chǎn)生的氯化氫和二噁英等有毒氣體，根據(jù)國外科學(xué)家的科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，垃圾焚燒產(chǎn)生二噁英的條件為：燃燒溫度低于850℃，爐內(nèi)燃燒溫度不均勻，垃圾不完全燃燒導(dǎo)致許多二噁英前體 (CP，CBs)的生成，煙氣在爐內(nèi)停留時間短和金屬催化。循環(huán)流化床垃圾焚燒爐燃燒溫度穩(wěn)定且均勻，在爐型的設(shè)計(jì)上使煙氣在爐內(nèi)停留時間加長，因此破壞了有毒、有害氣體的產(chǎn)生環(huán)境，從根本上降低了有害氣體產(chǎn)生量。

3. 垃圾減量化程度高，灰渣可綜合利用循環(huán)流化床焚燒爐對垃圾的燃燼率高，灰渣中不含有機(jī)物和可燃物，灰渣無異味可直接填埋或綜合利用，灰渣中金屬可回收。

 

4. 經(jīng)濟(jì)效益好，投資回報(bào)率高循環(huán)流化床焚燒爐建設(shè)投資僅為進(jìn)口焚燒爐的五分之一左右，國產(chǎn)技術(shù)后期維修有保障，其費(fèi)用遠(yuǎn)低于進(jìn)口設(shè)備。循環(huán)流化床焚燒爐焚燒低熱值垃圾時需要補(bǔ)充的燃料少（煤與垃圾重量比小于 1：4），所以運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)低于其他焚燒爐。

 

 

圖2：循環(huán)流化床焚燒過程示意圖

 

· 流化床垃圾焚燒爐用耐火材料：

循環(huán)流化床垃圾焚燒爐耐火耐磨材料的應(yīng)用主要分為以下幾個區(qū)域： 風(fēng)室、 爐膛下部密相區(qū)、 燃燒區(qū)、 給料口、 高溫旋風(fēng)分離器和回料管等，不同的區(qū)域應(yīng)根據(jù)氣氛條件選用合理的耐火耐磨材料。

一般來說，規(guī)則區(qū)域利用耐火磚為好，難于施工的不規(guī)則區(qū)采用澆注料或可塑料。水冷風(fēng)室一般設(shè)計(jì)為單層襯里的防磨結(jié)構(gòu)，材料可采用中質(zhì)耐磨可塑料，布風(fēng)板采用自流式剛玉澆注料或剛玉耐磨可塑料。

對于流化床垃圾焚燒爐，床料和垃圾密度相差比較大，垃圾主要集中在稀相區(qū)燃燒，密相區(qū)的溫度相對較低，磨損比較強(qiáng)烈，一般采用剛玉澆注料或耐磨可塑料，此處欠氧燃燒，還原性氣氛強(qiáng)烈，應(yīng)嚴(yán)格控制材料的 Fe?O?含量，以提高該材料抗CO侵蝕的能力。

垃圾落料口和落煤口處于密相區(qū)和稀相區(qū)交接處，這兩個部位屬于易磨損區(qū)，可采用更耐磨的剛玉結(jié)合碳化硅的澆注料或利用莫來石和剛玉混合澆注料。

燃燒區(qū)，也就是投料口以上，此處煙氣溫度比較高，一般在 850℃以上，可為采用碳化硅耐磨耐火澆注料或剛玉耐磨澆注料。

爐膛出口和分離器進(jìn)口為易磨損部件，尤其是分離器進(jìn)口，可采用高強(qiáng)度耐磨澆注料或碳化硅磚，由于此處為非規(guī)則區(qū)域，施工的方法和經(jīng)驗(yàn)尤為重要。

回料管也是循環(huán)流化床的關(guān)鍵部件，一般設(shè)計(jì)為多層襯里的防磨結(jié)構(gòu)，材料采用高強(qiáng)耐磨耐火澆注料、剛玉耐磨耐火磚等，并根據(jù)管徑的大小決定其具體施工方式。

 

 

 

圖3 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐示意圖