焚燒爐類型結構及其相關耐火材料

　　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。廢物的組成相當復雜，尤其石油化工的迅猛發(fā)展，毒害組分逐漸增多，須以適當?shù)拇胧┻M行處理。處理方法：一般有機械法、吸附法、生物化學法和高溫焚燒法等。各種處理方法有其適應范圍和、缺點，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到的溫度。比廢物的著火點溫度高得多。焚燒溫度是焚燒爐爐襯結構設計與選材的重要依據(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，消耗燃料，還會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不到完全分解和破壞，未達焚燒目的。因此，焚燒溫度與爐內(nèi)停留時間有密切關系，如下圖所示。圖中給出碳氫化合物和一氧化碳焚燒時的焚燒溫度和焚燒率（有毒害組分去除率）及停留時間三者的關系。

（2）停留時間。廢物中有毒害組分在爐內(nèi)焚燒時，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)所需時間，稱為焚燒停留時間。

停留時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）對焚燒停留時間影響甚大。因此，焚燒停留時間由實驗確定。

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

焚燒爐的類型和結構

三大類型

焚燒法處理三廢過程中焚燒爐是主要設備。所具有的焚燒裝置多數(shù)是隨成套裝置引進的。當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。其結構簡單，爐底部有爐排，支撐廢渣并兼有通風和除灰渣的作用。廢渣的干燥和焚燒靠火焰和爐墻的輻射。其類型有：固定爐排型和活動爐排型兩種。

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

（2）活動爐排焚燒爐，操作自動化，運行連續(xù)化。由于爐排結構不同分為：階梯往復式、鏈條式、柵動式等。

（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：回轉式焚燒爐和多段式焚燒爐?；剞D式焚燒爐，用途廣泛，在此述之；多段式焚燒爐，因結構復雜又需耐熱合金，故不介紹了。

回轉式焚燒爐（簡稱回轉爐）是應用較多的爐型。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、油脂殘渣、瀝青等具有有機物高分子廢物。

回轉爐的結構，如下圖所示。是一個臥式圓筒形，與回轉干燥、焙燒窯基本相同，由爐頭、爐尾、燃燒器，支承結構和傳動機構組成。

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

回轉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)化技術應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構與常用的耐火材料

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，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)保溫磚和一級高鋁磚(LZ-65)砌筑。

垃圾焚燒爐工作環(huán)境和操作要點

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注意事項如下：

（1）焚燒爐對廢物的適應性，焚燒爐對廢物的適應性越廣越好，如回轉爐、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焚燒爐內(nèi)焚燒，須經(jīng)過試驗而確定，勉強湊在一起，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)，等正式運行時，其升溫操作，以20℃/h速度升溫，至650℃保溫12小時。再以20℃/h升溫至800?1000℃運轉溫度時，即可投料，實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)達一定溫度時，投料量為通常的1/3?1/4，投入的物料應均勻分布在燃燒床上，不準堆積在一起。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符合衛(wèi)生排放標準?？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，防止爐子的跑冒現(xiàn)象，保持爐膛微負壓操作。

（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、出口全關閉，避免爐溫急劇下降，不利于下次開車。