? 废弃物焚烧炉和熔融炉用耐火材料的损毁-中国工业皇冠国际投注网|官网网 皇冠国际投注网
您好,欢迎来到中国工业皇冠国际投注网|官网网???请 登录免费注册
服务热线:
当前位置:首页 >> 资讯频道 >> > 技术应用 >> 废弃物焚烧炉和熔融炉用耐火材料的损毁

废弃物焚烧炉和熔融炉用耐火材料的损毁

时间:2017-6-13 8:39:00 ? 来源:本网 ? 添加人:admin

  介绍了处理废弃物用焚烧炉和熔融炉的种类及其耐火材料的损毁。焚烧炉有炉箅式、流动床式、回转窑式等;熔融炉有焚烧灰熔融炉、表面焙融炉、旋转熔融炉、等离子熔融炉、电弧熔融炉、气化熔融炉等。炉箅式焚烧炉侧壁下部全部使用了SiC砖,流动床式焚烧炉侧壁下部全部采用了粘土质低水泥浇注料,回转窑式焚烧炉使用了莫来石质、高铝质、粘土质浇注料。

  熔融炉主要使用含有氧化铬耐火材料和非氧化物系耐火材料,今后从环保考虑,期望开发出无铬的新型耐火材料。

  前言本文概述了焚烧炉、熔融炉等废弃物处理设备使用的耐火材料的损毁。

  首先言及废弃物处理的现状,其次边介绍设备的概要及所用耐火材料,边说明焚烧炉、熔融炉用耐火材料的损毁形态。

  废弃物处理的现状1887年,以传染病流行为契机,开始了以卫生处理为目的的城市垃圾焚烧处理。其后,在国土狭窄的日本,由于难以确保填埋地,故以垃圾减容为目的,使焚烧处理发展起来了。现在,每年排出5000万t的城市垃圾,其中70%采用焚烧炉处理。

  近来,确保焚烧灰的填埋地极为困难,并担心焚烧灰中含有的有害金属污染填埋地附近的土壤。因此,以更加减容化、无害化为目的,采用焚烧灰熔融炉进行了灰的熔融渣化处结束语在日本国内由于受高压气体限制,今后透气型吹气塞仍会占主流。因此在确保透气的基础上对其损毁原因特别是透气砖的钢水渗透问题今后还需深人研究和开发。尤其是通过,归纳为3个图形。下水污泥和产业废弃物也大体采用相同的工艺流程进行处理。

  焚烧炉耐火材料的损毁3.1焚烧炉的种类吹气冒泡技术(钢水搅拌技术)随着钢的高级化,今后在钢铁工业中会日益增强其重要性。因此,今后还需要以提高耐用性为目的,在国内高压气体规范的范围内,充分应用透气型以外的贯通孔型吹气塞技术。

  江欣编译自耐火物,2001,No4:212-218秦福平校(:M01年10月)焚烧炉有炉箅式、流动床式、回转窑式等。炉箅式焚烧炉从炉箅下部吹入燃烧气体,驱动炉箅,使垃圾连续燃烧。因为适合大量处理,所以被大城市的焚烧炉广泛利用。

  流动床式焚烧炉是以蓄热的砂子为载热体,瞬时焚烧垃圾的炉子。设备容易停转,也适合焚烧废液,被用作焚烧中小城市的垃圾和下水污泥、产业废弃物。

  回转窑式焚烧炉由于能以炉内辐射热使废弃物充分焚烧,所以广泛用于难以燃烧的污泥、废液等产业废弃物的处理。

  炉箅和流动床式焚烧炉用耐火材料及其损毁炉箅式焚烧炉和流动床式焚烧炉各部位要求使用的耐火材料应具备特性如所示,同时以符号示出了所使用的耐火材料。表1示出了与中符号相对应的耐火材料的典型性能。

  饭弃物焚烧炉的型式符号部位高温度/=<:损毁形式推荐材料炉符式废物废物给料机顶部炉壳焙损剥落可塑料(A)炉墙下部附矜以浊烧嘴炉墙中部炉墙部空气一1二次燃烧浇注料(C)流动床式改气―1废物1h烧嘴空气一顶部炉壳熔损剥落浇注料(C)hrh空问熔损剁济浇注料(C)吸物给料叽磨损浇注⑴)流动床磨损侵浊浇注料(1〕)灰斗浇注料(C)炉箅式和流动床式焚烧炉的结构及其内衬耐火材料表1焚烧炉用耐火材料的典型性能可塑料砖浇注料化学成分/%最大水分/% M气孔率/%常温耐压强度/MPa抗折强度/MPa最高使扣温度/1城市垃圾的焚烧温度在1000T以下,与钢铁精炼等使用的耐火材料相比,使用环境可以说是适度的。

  在炉箅式焚烧炉的侧壁下部(炉箅侧)全部使用了碳化硅(SiC)砖。这是因为考虑了耐磨损性,但更加重要的一点是为防止熔渣附着而采取的对策。焚烧物随着温度升高,变为熔渣状,附着在侧壁上,妨碍炉箅的驱动。因此,在材质上选择了可有效防止熔渣附着的SiC,同时利用SH:的高导热性,冷却背面,抑制了熔渣的附着、增长。

  流动床式焚烧炉的侧壁下部(流动部位)全部使用了粘土质低水泥浇注料。该部位要求具有能经得住砂子激烈流动的耐磨损性。

  1纪质低水泥浇注料炱来石质低水泥浇。注料粘土质低水碱化学反应试验的结果回转窑式焚烧炉用耐火材料及其损毁回转窑式焚烧炉用耐火材料的损毁有以下如上所述,处理产业废弃物居多。在产业废弃物中,存在象食品废料和碱废液等含高NaCl、高碱的废弃物,在这种情况下,即使温度在1000以下,也伴随有剧烈的损毁;有时把废液直接投入回转窑式焚烧炉中,在这种情况下,则处于剧烈的热冲击中;采用回转窑式焚烧炉特别注意的是,由于窑在高温下旋转而发生的窑本体变形。由于窑本体变形,内衬耐火材料会受到较大的机械应力,导致裂纹、剥落。

  众所周知,就碱与耐火材料的反应而言,高铝质耐火材料生成(3-Ah03,因其膨胀反应,致使组织破坏。粘土质耐火材料与碱反应,生成霞石等低熔点化合物,促使耐火材料培损。因此,处于二者之间的莫来石2SW质耐火材料表现出较为良好的耐蚀性。

  3种浇注料(高铝质、莫来石质、粘土质)在1200T:以下的碱(Na2C03)蒸气反应试验结果。试验是在坩埚内使碱蒸发,将谢埚盖作为试样,能够确认莫来石质浇注料的优越性。配合相当多水泥的一般浇注料由于与NaCl的反应,将造成强度大幅度降低。

  是3种粘土质耐火材料(砖、低水泥饶注料、一般浇注料)在1000尤下的NaCl反应试验前后的强度比较数据。由此可知,一般绕注料的强度降低是显着的。

  就回转窑式焚烧炉的窑变形而言,特别在施工浇注料时需要注意,需要沿圆周方向进行分割施工,增加接缝,抑制机械应力的发生。

  熔融炉4.1熔融炉的种类气化熔融炉是不带有焚烧炉的废弃物熔融设备,难以产生二恶英。大致分为热分解气化关于NaCl与耐火材料的反应,显示出基本与碱反应相同的倾向,但在NaCl含量多时,需要考虑浇注料的材质选定。也就是说,作为将在焚烧炉产生的焚烧灰进行熔融的焚烧灰熔融炉有:把烧嘴用作热源的表面熔融炉、旋转熔融炉、使用电能的等离子熔融炉、电弧熔融炉等。不论哪种熔融炉都在1400~160(TC的高温下使焚烧灰熔融、猹化。作为代表性熔融炉之一例,示出了旋转熔融炉(a)和等离子熔融炉(b)的原理图。

  侵蚀指数在氧化气氛和还原气氛下的侵蚀试验结果熔融炉和直接气化熔融炉二种,在1400- 1600T:的高温下使其熔融、液化。

  前者是使用热分解炉,在低温还原气氛下使垃圾热分解,并使得到的可燃性气体与碳(碳质残渣)自燃,进行渣化的熔融炉,认为有助于减少二恶英,抑制二氧化碳气体排出。也可以把热分解炉与上述的旋转熔融炉组合起来使用。

  后者是与焦炭等燃料一起,直接熔融垃圾的熔融炉,产生的可燃性气体用于发电等,认为有助于减少二恶英,可有效利用能源。直接气化熔融炉令人浮想起高炉:填充进废弃物和焦炭,从下方送人热风,熔渣从炉底排出。

  4.2熔融炉用耐火材料及其损毁在焚烧炉中,侵蚀剂(焚烧灰)是固相,操作温度也在1000尤以下,全部使用了粘土质耐火材料。但在熔融炉中,浸蚀剂是液相,温度也高,为1400~I60(n:,所以损毁形态与焚烧炉完全不同。熔渣的组成是碱度为1左右,但含有大量的碱、磷等,粘性极低,侵蚀力大。

  在许多熔融炉(包括焚烧灰熔融炉、气化熔融炉)中,特别是在炉内气氛为氧化性气氛的熔融炉中,全部使用了含有氧化铬的耐火材为10%20%的浇注料、耐火砖)。熔融炉内衬耐火材料的熔损按照⑴式所疋的Noyes-Nernst公式,为扩散支配型熔解反应。例如氧化铝质耐火材料,无散系数;A―耐火材料表面积;C.一渣中的耐火材料成分饱和浓度;S―境界层厚;t一时间;U―渣流速;v―渣粘性认为含有氧化铬的耐火材料表现出良好的耐蚀性是由于氧化铬熔出到渣中,使渣的粘性增大,降低熔出速度之缘故。

  另一方面,在把氮气用作载气体的等离子熔融炉和把焦炭用作燃料的直接气化熔融炉中,炉内气氛为还原性,含有氧化铬的耐火材料粉未必表现出好结果,可以使用SiC、ZrB2等非氧化物系耐火材料。

  认为含有氧化铬耐火材料在还原气氛下耐蚀性差是由于氧化铬被还原,不能发挥出原有的可增大渣粘性的效果之缘故。

  表2示出了熔融炉使用的含有氧化铬耐火材料、非氧化物系耐火材料的性能。示出了它们在氧化气氛下和氮气氛下的耐蚀性试验结果(前者采用回转侵蚀法,后者采用坩埚侵蚀法,使用城市垃圾熔融渣,在1600下进行了试验)。由此图可知,由于气氛不同,耐蚀性有很大的变化。

  表2熔融炉用耐火材料的典型性能:3浇化料非化物系化学成分/%添加水分/%体积密度/(gcnT3)显气孔率/%常温耐压强度/MPa抗折强度/MPa最高使用温度/t其它损毁5.1酸性气体造成的损毁在焚烧炉、熔融炉中,由于处理的垃圾性质不同,便会产生硫酸气体、氯化氢气体等酸在耐火材料中,耐火砖、浇注料都对酸性气体具有良好的稳定性,但在停止操作,炉内温度降到露点以下时,需要考虑酸液造成的腐蚀。添加到浇注料中的水泥成分熔解到pH=12的强酸中,引起组织损坏。

  5.2氯气造成的损毁在处理氯乙烯等氯化合物时,将会产生氯化氢或氯气。关于氯化氢气体,已做了上述介绍。但在氯气时,当其浓度超过5000pPm时,对于所使用的耐火材料需加注意。

  将耐火材料由氯气造成的损毁归纳如下:-Si02质耐火材料基本上具有抗氯气侵蚀性。

  与氯发生反应。

  Fe203虽然在热力学上不发生氯化反应,但生成的FeCh由于是气相,故会挥发,失去平衡,发生反应。这种反应由于依赖于透气率,故能以致密化抑制氯化反应。当然,最好是尽可能实现低Fe203化。

  CaO在热力学上也容易发生氯化反应。生成的CaCl2是液相,将会降低耐火材料的耐热性。含有相当多CaO的一般浇注料虽然容易发生氯化反应,但是减少了CaO含量的低水泥、无水泥浇注料与耐火砖相比,也具有同等以上的抗氯气侵蚀性。

  SiC在热力学上也容易发生氯化反应。

  SiC分解成SiCl4和C(石墨),SiCU将会挥发,使重量减少。在高氯浓度下,使用SiC耐火材料时需要注意。

  气体冷却室(洗烟室)耐火材料的损毁在焚烧炉、熔融炉中,以清洗废气中的粉尘和酸性气体,并且以急速冷却废气,防止二恶英的再合成为目的,设置了气体冷却室(洗烟室),耐火材料经常处在雾化水中。

  废气温度虽低,即入口温度6001,出口温度200T:,但是雾化水是PH=2~4的弱酸性,担心浇注料中的水泥成分会溶出,故应选择耐水性、耐酸性特别好的材料。

  结语关于焚烧炉、熔融炉用耐火材料的损毁做了概述。

  关于城市垃圾焚烧炉,认为在耐火材料损毁方面没有大的课题。但是,关于处理产业废弃物用回转窑式焚烧炉,由于焚烧物难以焚烧,尚有窑的变形等复杂的课题。

  关于焚烧灰熔融炉、气化熔融炉,由于还处于开发阶段,所用耐火材料尚未固定。主要使用含有氧化铬的耐火材料,但是一方面强烈要求进一步延长使用寿命,另一方面从环保问题出发,要求实现无铬化,期望产生出新型耐火材料。

  桂明玺编译自耐火物,2001,No4:246-251秦福平校(:2001年10月)以综合性结合剂制备的气硬性耐火胶泥综合性结合剂由水玻璃、凝固剂及高铝水泥组成,用于制备含有粘土熟料骨料的气硬性耐火胶泥。测定了该胶泥的物理机械性能。对该胶泥在一次加热时的变形特点做了分析,并指出了其矿物结构的变化。

  在筑造某些热工窑炉的耐火材料结构砌块耐火砖能被胶泥牢固地粘结在一起。在采体时,必须达到其整体性,就是说要保证每用以耐火粘土制备的普通粘土火泥时,在操