焚燒爐類型結(jié)構(gòu)及其相關(guān)耐火材料

　　現(xiàn)代工業(yè)化髙速發(fā)展，各種生產(chǎn)系統(tǒng)排出的廢物，種類繁多，數(shù)量日益增加。如此之多的廢物，對環(huán)境污染，日益嚴(yán)重，影響人類的正常生活與工作，為了凈化環(huán)境，防止大氣、水源和土壤的污染，保障人身健康，因此，對廢物的處理，已成為各種生產(chǎn)中不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

各種生產(chǎn)系統(tǒng)排出的廢物，按物態(tài)來分，有，固體、液體和氣體三大類，統(tǒng)稱為三廢。廢物的組成相當(dāng)復(fù)雜，尤其石油化工的迅猛發(fā)展，毒害組分逐漸增多，須以適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行處理。處理方法：一般有機(jī)械法、吸附法、生物化學(xué)法和高溫焚燒法等。各種處理方法有其適應(yīng)范圍和、缺點(diǎn)，比較來看，只有高溫焚燒法能解決有毒害的組分，投資不多，因此，當(dāng)今、外采用焚燒法處理三廢廣。

三廢焚燒的基本工藝條件，有焚燒溫度、停留時(shí)間、空氣需要量及廢物發(fā)熱值等。

（1）焚燒溫度。焚燒溫度使廢物中有毒害組分在高溫下氧化、分解，直至完全破壞所須達(dá)到的溫度。比廢物的著火點(diǎn)溫度高得多。焚燒溫度是焚燒爐爐襯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選材的重要依據(jù)。

一般提髙焚燒溫度對廢物中有毒害組分的分解和破壞有利，并可抑制產(chǎn)生黑煙。但過高時(shí)，消耗燃料，還會(huì)增加廢物中金屬的揮發(fā)量和氧化氮的數(shù)量，引起二次污染。過低對有毒害組分達(dá)不到完全分解和破壞，未達(dá)焚燒目的。因此，焚燒溫度與爐內(nèi)停留時(shí)間有密切關(guān)系，如下圖所示。圖中給出碳?xì)浠衔锖鸵谎趸挤贌龝r(shí)的焚燒溫度和焚燒率（有毒害組分去除率）及停留時(shí)間三者的關(guān)系。

（2）停留時(shí)間。廢物中有毒害組分在爐內(nèi)焚燒時(shí)，有毒害組分發(fā)生氧化燃燒，使有毒害物質(zhì)變成無毒害物質(zhì)所需時(shí)間，稱為焚燒停留時(shí)間。

停留時(shí)間的長短直接影響焚燒完全的程度，也是決定爐體容積尺寸的重要依據(jù)。廢物入爐時(shí)的形態(tài)（如固體顆粒大小、液體霧化后液滴的大小和粘度等）對焚燒停留時(shí)間影響甚大。因此，焚燒停留時(shí)間由實(shí)驗(yàn)確定。

焚燒法處理三廢、缺點(diǎn)并存。當(dāng)廢物中所含有機(jī)物少時(shí)，焚燒需補(bǔ)充輔助燃料，增加處理三廢的成本；有機(jī)物多時(shí)，燃燒不但分解有毒害組分，同時(shí)發(fā)出的熱量可回收利用，降低焚燒成本，視廢物中含有機(jī)物多少而論。焚燒法處理三廢的主要設(shè)備是焚燒爐。

焚燒爐的類型和結(jié)構(gòu)

三大類型

焚燒法處理三廢過程中焚燒爐是主要設(shè)備。所具有的焚燒裝置多數(shù)是隨成套裝置引進(jìn)的。當(dāng)今各國用于焚燒法的焚燒爐均按其燃燒方式可分為三大類型。

（一）爐排燃燒型焚燒爐

這種類型的焚燒爐，主要是箱式爐，出現(xiàn)較早。其結(jié)構(gòu)簡單，爐底部有爐排，支撐廢渣并兼有通風(fēng)和除灰渣的作用。廢渣的干燥和焚燒靠火焰和爐墻的輻射。其類型有：固定爐排型和活動(dòng)爐排型兩種。

（1）固定爐排型焚燒爐，人工操作、間歇運(yùn)行，燃燒不，處理效果差，單位面積處理量較低（約25?75kg/h），故少用。其結(jié)構(gòu)形式有：水平固定爐排和傾斜固定爐排。

（2）活動(dòng)爐排焚燒爐，操作自動(dòng)化，運(yùn)行連續(xù)化。由于爐排結(jié)構(gòu)不同分為：階梯往復(fù)式、鏈條式、柵動(dòng)式等。

（二）爐床燃燒型焚燒爐

爐床燃燒是在爐床上邊攪拌邊焚燒的方式。這類焚燒爐具有代表性的有：回轉(zhuǎn)式焚燒爐和多段式焚燒爐?；剞D(zhuǎn)式焚燒爐，用途廣泛，在此述之；多段式焚燒爐，因結(jié)構(gòu)復(fù)雜又需耐熱合金，故不介紹了。

回轉(zhuǎn)式焚燒爐（簡稱回轉(zhuǎn)爐）是應(yīng)用較多的爐型。廣泛用于焚燒各種污泥、渣漿、油膏、廢活性炭和釀柏等廢物，也可處理塑料、橡膠、油脂殘?jiān)?、瀝青等具有有機(jī)物高分子廢物。

回轉(zhuǎn)爐的結(jié)構(gòu)，如下圖所示。是一個(gè)臥式圓筒形，與回轉(zhuǎn)干燥、焙燒窯基本相同，由爐頭、爐尾、燃燒器，支承結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。

爐身是回轉(zhuǎn)爐的核心部分，圓筒形內(nèi)襯耐火材料襯里，筒內(nèi)設(shè)有抄板或用襯里凸磚代替，爐身以0.3?1.5r/min旋轉(zhuǎn)。

回轉(zhuǎn)爐由于工藝流程不同分逆流式和順流式。

（三）空間燃燒型焚燒爐

無論是爐排燃燒，還是爐床燃燒，廢渣總是以團(tuán)塊或塊狀與熱氣流接觸。由于接觸面有限、傳熱速率較低，因而不得不加長停留時(shí)間，所以造成處理能力低，焚化不完全等一系列弊端。

為此，把流態(tài)化技術(shù)應(yīng)用到廢渣焚燒處理上，所以發(fā)展了空間燃燒流化床焚燒爐，簡稱流化床焚燒爐。

附：流化床焚燒爐的襯里結(jié)構(gòu)與常用的耐火材料

流化床焚燒爐的焚燒溫度750?870℃，因爐內(nèi)物料（載體及廢渣）呈沸騰狀流動(dòng)，故襯里材質(zhì)要求耐熱又耐磨的耐火材料。本爐采用耐熱耐磨混凝土澆注共厚250mm。內(nèi)層用150mm輕質(zhì)耐熱混凝土作隔熱層，外層（工作層）澆注100mm厚磷酸鋁礬土混凝土，礬土熟料：低鈣鋁酸鹽水泥：氫氧化鋁細(xì)粉：磷酸鋁溶液=100:2.5:2.5:20-24(Wt)?；蛴幂p質(zhì)保溫磚和一級(jí)高鋁磚(LZ-65)砌筑。

垃圾焚燒爐工作環(huán)境和操作要點(diǎn)

廢物多樣，形態(tài)多樣

石油化工廠處理的廢物是多種多樣的，并非單一形態(tài)，但不管廢物是固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)，從其焚燒本質(zhì)而言都是燃燒問題。因此，要求焚燒爐在工作時(shí)注意事項(xiàng)如下：

（1）焚燒爐對廢物的適應(yīng)性，焚燒爐對廢物的適應(yīng)性越廣越好，如回轉(zhuǎn)爐、流化床焚燒爐對廢物焚燒性較大。但也并不都這樣，將所有廢物投入同一臺(tái)焚燒爐內(nèi)焚燒，須經(jīng)過試驗(yàn)而確定，勉強(qiáng)湊在一起，將影響正常操作。

（2）焚燒爐的使用壽命，焚燒爐的使用壽命大多數(shù)取決于襯里的壽命。襯里砌完烘爐后不能馬上投入生產(chǎn)，等正式運(yùn)行時(shí)，其升溫操作，以20℃/h速度升溫，至650℃保溫12小時(shí)。再以20℃/h升溫至800?1000℃運(yùn)轉(zhuǎn)溫度時(shí)，即可投料，實(shí)踐證明對延長爐子壽命大有益處。

（3）投料及操作溫度的控制，爐內(nèi)達(dá)一定溫度時(shí)，投料量為通常的1/3?1/4，投入的物料應(yīng)均勻分布在燃燒床上，不準(zhǔn)堆積在一起。操作溫度過高或過低均能造成環(huán)境二次污染。廢物焚燒后的排氣應(yīng)符合衛(wèi)生排放標(biāo)準(zhǔn)?？刂坪貌僮鳒囟?，須控制輔助燒嘴的火焰長度是爐內(nèi)的2/3以下。

（4）注意操作人員的，焚燒的物料均含有有毒組分，人身勿接觸，并防爐體溫度燙傷，防止?fàn)t子的跑冒現(xiàn)象，保持爐膛微負(fù)壓操作。

（5）焚燒爐內(nèi)、外經(jīng)常清理，保持整潔，爐子四周不許有易燃、易爆物品存放。

（6）停車，先停投料，后停燃燒器，避免燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的臭氣和黑煙等未燒光而排空。然后將所有投入口、出口全關(guān)閉，避免爐溫急劇下降，不利于下次開車。