耐火砖：耐火材料在循环流化床垃圾焚烧炉的应用

循环流化床焚烧炉是应用循环流化床燃烧技术设计的。用于垃圾、污泥、废液等废弃物的焚烧有非常巨大的势。循环流化床焚烧炉是符合我国国民经济水平的，是适合处理低热值废弃物的，是环保型的焚烧炉，内衬材料可以采用耐火砖和不定形耐火材料。

 

图1：流化床焚烧系统示意图

 

· 循环流化床焚烧炉的特点:

1. 适合焚烧低热值垃圾燃料由于焚烧炉炉内含有一定量的炉料，炉内气、固流体强烈混合，垃圾进入炉内即和炽热的石英砂迅速、充分混合，垃圾从加热、干燥到燃烧全过程完成迅速，焚烧炉蓄热量大，着火条件好，燃烧稳定性好。

2. 环保性能好循环流化床锅炉燃烧温度控制在 850－950℃之间，氮氧化物排放低。垃圾焚烧处理方式的另一重要问题是焚烧时产生的氯化氢和二噁英等有毒气体，根据国外科学家的科学实验研究，垃圾焚烧产生二噁英的条件为：燃烧温度低于850℃，炉内燃烧温度不均匀，垃圾不完全燃烧导致许多二噁英前体 (CP，CBs)的生成，烟气在炉内停留时间短和金属催化。循环流化床垃圾焚烧炉燃烧温度稳定且均匀，在炉型的设计上使烟气在炉内停留时间加长，因此破坏了有毒、有害气体的产生环境，从根本上降低了有害气体产生量。

3. 垃圾减量化程度高，灰渣可综合利用循环流化床焚烧炉对垃圾的燃烬率高，灰渣中不含有机物和可燃物，灰渣无异味可直接填埋或综合利用，灰渣中金属可回收。

 

4. 经济效益好，投资回报率高循环流化床焚烧炉建设投资仅为进口焚烧炉的五分之一左右，国产技术后期维修有保障，其费用远低于进口设备。循环流化床焚烧炉焚烧低热值垃圾时需要补充的燃料少（煤与垃圾重量比小于 1：4），所以运行费用远低于其他焚烧炉。

 

 

图2：循环流化床焚烧过程示意图

 

· 流化床垃圾焚烧炉用耐火材料：

循环流化床垃圾焚烧炉耐火耐磨材料的应用主要分为以下几个区域： 风室、 炉膛下部密相区、 燃烧区、 给料口、 高温旋风分离器和回料管等，不同的区域应根据气氛条件选用合理的耐火耐磨材料。

一般来说，规则区域利用耐火砖为好，难于施工的不规则区采用浇注料或可塑料。水冷风室一般设计为单层衬里的防磨结构，材料可采用中质耐磨可塑料，布风板采用自流式刚玉浇注料或刚玉耐磨可塑料。

对于流化床垃圾焚烧炉，床料和垃圾密度相差比较大，垃圾主要集中在稀相区燃烧，密相区的温度相对较低，磨损比较强烈，一般采用刚玉浇注料或耐磨可塑料，此处欠氧燃烧，还原性气氛强烈，应严格控制材料的 Fe₂O₃含量，以提高该材料抗CO侵蚀的能力。

垃圾落料口和落煤口处于密相区和稀相区交接处，这两个部位属于易磨损区，可采用更耐磨的刚玉结合碳化硅的浇注料或利用莫来石和刚玉混合浇注料。

燃烧区，也就是投料口以上，此处烟气温度比较高，一般在 850℃以上，可为采用碳化硅耐磨耐火浇注料或刚玉耐磨浇注料。

炉膛出口和分离器进口为易磨损部件，尤其是分离器进口，可采用高强度耐磨浇注料或碳化硅砖，由于此处为非规则区域，施工的方法和经验尤为重要。

回料管也是循环流化床的关键部件，一般设计为多层衬里的防磨结构，材料采用高强耐磨耐火浇注料、刚玉耐磨耐火砖等，并根据管径的大小决定其具体施工方式。

 

 

 

图3 循环流化床垃圾焚烧炉示意图