前言:近年來，水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術風起云涌，眾多傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)企業(yè)紛紛涉足固體廢物處置。為規(guī)范水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染防治，國家制定了相關標準和政策：HJ662—2013《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護技術規(guī)范》、GB30485—2013《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標準》、《水泥工業(yè)污染防治技術政策》（環(huán)境保護部公告2013年第31號）、《水泥行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系》（發(fā)展改革委公告2014年第3號）、GB30760—2014《水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術規(guī)范》、《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染防治技術政策》（2017年環(huán)保部出臺）。政策鼓勵研發(fā)的新技術有：協(xié)同處置固體廢物的水泥窯在生產(chǎn)過程中的污染物減排技術；提高協(xié)同處置固體廢物量的水泥窯利用技術，如大投加量固廢離線燃燒系統(tǒng)；協(xié)同處置固體廢物的預處理技術，如高質(zhì)量垃圾衍生燃料（RDF）制備技術等。水泥窯協(xié)同處置生活垃圾是生活垃圾處理先進方法之一。不同的工藝其二噁英生成幾率和產(chǎn)生量不同，不同的工藝的垃圾入爐水分、產(chǎn)生焚化氣（或熱解氣）熱值、點火啟動方式、熱載體入爐溫度、渣冷卻方式、熱利用效率等也不同。正確分析各種工藝優(yōu)缺點有利于提高水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術水平，促進該技術的發(fā)展。
1、回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)
示意圖1
1.1基本原理
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐，又稱回轉(zhuǎn)窯，是從水泥回轉(zhuǎn)窯演變而來的。主體是一種可旋轉(zhuǎn)的水平圓柱殼體，殼體由鋼板制成，襯耐火材料。管子的軸線和水位的保護。有一定的傾斜度，固體和半固體廢物從高的一端(頭部)通過進料機進入窯內(nèi)，隨著缸體的旋轉(zhuǎn)緩慢地向尾部移動。窯體旋轉(zhuǎn)使物料在燃燒和燃燒空氣的過程中充分接觸，完成干燥、燃燒、燃燒、氣缸體的整個過程，進入燃燒室和燃料渣的特性，由飛機的灰和渣排放。根據(jù)爐氣和固體流動方向的不同，或回轉(zhuǎn)窯中熱源(燃燒器)的位置，回轉(zhuǎn)窯可分為上游和下游兩種形式，在回轉(zhuǎn)窯的前進方向上進行保存。煙道氣體流量相同，也稱為逆流?；剞D(zhuǎn)窯的設計適合于進料和預處理，可增加煙氣的時間，在危險廢物焚燒系統(tǒng)中得到廣泛應用。逆流回轉(zhuǎn)窯更適用于含水率高或熱值低的危險廢物(如污泥)。
1.2典型工藝
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐具有廣泛的材料適用性，可同時處理固體、液體和氣體的危險廢物?；剞D(zhuǎn)窯是一個中空的鋼瓶，有輕微傾斜的內(nèi)襯和耐火磚，通常很長。經(jīng)過預處理和兼容性的各類危險廢物通過不同喂養(yǎng)方式進入燃燒系統(tǒng),在自身重力和回轉(zhuǎn)窯的連續(xù)旋轉(zhuǎn),浪費的推動力下爐體翻轉(zhuǎn)和助燃空氣充分接觸,完成干燥(水蒸發(fā))、氣化和燃燒過程,殘留的預熱器成渣,渣通過水封機連續(xù)放電。
2、關鍵設備分析探討
2.1立式焚化爐
示意圖2
立式焚化爐是基于傳統(tǒng)立式爐開發(fā)的適合垃圾焚化的爐型。立式焚化爐以結(jié)構簡單，操作方便，處理量適中的特點在水泥窯協(xié)同處置生活垃圾工藝中得到應用。其采用上部進料、下部出料、上部出氣、下部（或腰部）供氧燃燒的運行方式，是基本的傳統(tǒng)煅燒爐型之一。立式焚化爐的主要功能是燃燒或焚化。生活垃圾燃燒或焚化后的有機物灰渣隨焚化氣直接進入水泥窯系統(tǒng)，無機渣的體積小于原垃圾體積的5%。無機渣中固體物為金屬、陶瓷片、磚瓦片、玻璃等，金屬物分揀回收；分揀剩余無機渣作為水泥原料使用；有機物燃燒產(chǎn)生高溫煙氣、粉塵和含有熱值的焚化氣送至水泥窯的預分解爐供熱和降解二噁英。
2.2回轉(zhuǎn)熱解爐
回轉(zhuǎn)熱解爐是基于回轉(zhuǎn)窯共性技術的油砂油頁巖煉油行業(yè)的ATP爐和噶勒特爐基礎上開發(fā)的垃圾熱解爐型。不同于常規(guī)用于煅燒的回轉(zhuǎn)窯，熱解爐是將升溫至較高溫度（650℃左右）的固體熱載體與常溫垃圾在熱解爐進料端混合將熱量傳遞給垃圾，使垃圾在無氧或少氧的狀態(tài)下達到熱解溫度（400~450℃），生成二噁英含量少的熱解氣和渣。渣在窯頭（出料端）繼續(xù)加熱至較高溫度（650~750℃）后經(jīng)過爐內(nèi)篩分將部分高溫細渣再次送至窯頭進料端與垃圾混合熱解。部分熱解氣作為燃料為熱解爐供熱；多余的熱解氣作為燃料送至水泥窯預分解爐，并在預分解爐中降解。熱解爐供熱端的熱解氣燃燒后產(chǎn)生含氧量較少的高溫煙氣（800℃以上）從窯頭到窯尾的流動過程中也將熱量傳遞給垃圾，同樣達到熱解的功效。垃圾熱解的途徑基于上述的固體熱載體法和高溫煙氣接觸法。在整個熱解過程中，垃圾與氧氣接觸的幾率小，因而二噁英產(chǎn)生量也少。
2.3烘干機
垃圾烘干機的熱源來自篦冷機的部分或全部高溫廢氣（約250℃）。無論是篦式烘干機還是回轉(zhuǎn)烘干機，烘干機內(nèi)垃圾平均溫度都在150℃左右。烘干氣用于篦冷機作為冷卻氣體進入窯中，使烘干氣余熱得到合理利用。
3、關鍵工藝分析探討
3.1爐型與二噁英生成
熱解爐與立式焚化爐功能的區(qū)別是熱解與焚燒。雖然產(chǎn)生的無機渣基本相同，但熱解與燃燒機理有著本質(zhì)區(qū)別。前者是將有機物在無氧或缺氧狀態(tài)下加熱，使高分子碳氫鏈裂解為低分子碳氫化合物為主的燃氣、中等分子的燃油以及碳黑混合物的化學分解過程，后者是碳氫化合物在有氧或富氧條件下的氧化放熱反應，生成CO2和H2O。焚燒法易產(chǎn)生大量二噁英和呋喃，而二噁英是目前世界上有毒性的有機物之一。燃燒的氧化反應和塑料制品中的氯是二噁英生成的環(huán)境條件，800℃以上高溫雖能分解大部分二噁英，但燃燒中重金屬的熱態(tài)活躍原子又成為二噁英還原的觸媒，在300~500℃的溫度環(huán)境下重新生成二噁英。垃圾熱解是在無氧或缺氧環(huán)境下對垃圾進行高溫加熱使其熱裂解的過程。垃圾熱解不僅杜絕了氧化反應生成條件，而且減少二噁英前體物的生成，從根本上減少二噁英的產(chǎn)生。由于垃圾中的重金屬沒有高溫氧化的條件，不易生成促進二噁英生成的催化劑，因而可以說從源頭杜絕二噁英的生成。
3.2用氧量
CO2的生成量立式焚化爐協(xié)同處置工藝的垃圾在焚化前未經(jīng)烘干脫水，含水量為20%左右（夏季含水量更高），甚至需要在垃圾中摻和適量的煤炭才能焚化。因此不預烘干處理垃圾的CO2生成量高。同時由于垃圾含水量高導致焚化氣熱值較低，焚化氣熱值低于3500kJ/Nm3對分解爐的穩(wěn)定性有一定的影響。
結(jié)語:近年來，隨著國家對危險廢物的監(jiān)管力度加大。大型回轉(zhuǎn)窯焚燒技術將在危險廢物處理中得到更廣泛的應用。
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市政協(xié)提案委兼職副主任、河南榮盛科技集團董事長楚科奇代表參與資助的政協(xié)委員發(fā)言。楚總深情地強調(diào)，捐資助學、扶助貧困學生不僅是政協(xié)委員的社會責任和使命擔當，更是一項充滿人文關懷的崇高事業(yè)。他熱切呼吁社會各界更多的愛心人士和機構能夠加入到這一公益行動中來，共同努力為新密市的孩子們創(chuàng)造更加光明的未來，讓他們的夢想得以啟航，在知識的海洋里揚帆遠航。
新密市2024年高考理科總分第一名、考入南京大學的樊昱彤同學代表受資助學生發(fā)言。她表達了由衷的感激和崇高的敬意，表示定將以所學知識服務社會，報效祖國，回饋家鄉(xiāng)，為家鄉(xiāng)的發(fā)展和進步貢獻自己的力量。
他對即將開啟大學生活的同學們提出了三點希望：一是要做志存高遠的人。希望同學們在求學成長的道路上，做到勤學篤行、自信自強，錘煉過硬本領，保持正確航向，不畏艱難，勇于探索，敢于攀登，走向成功。二是要做自強不息的人。希望同學們繼續(xù)秉承在高中階段樹立的凌云之志，堅定遠大志向和抱負，始終以積極向上的健康心態(tài)和樂觀向上的精神面貌，克服困難、迎接挑戰(zhàn)，盡快成長、盡早成才，早日報效國家、回報社會。三是要做不懈奮進的人。希望同學們以后無論身處何處，從事何種職業(yè)，都要繼承永久奮斗的光榮傳統(tǒng)，勇?lián)?、思進取、善作為，把奮斗精神體現(xiàn)到實際行動中，在高質(zhì)量發(fā)展、鄉(xiāng)村振興、科技創(chuàng)新、社會服務、衛(wèi)國戍邊等各領域各方面勇當排頭兵和生力軍，在推進強國建設、民族復興偉業(yè)中展現(xiàn)青春作為、彰顯青春風采、貢獻青春力量。
1、我國危險廢物無害化處置現(xiàn)狀
我國的危廢處置從1990年開始起步，到1996年初步形成相關管理體系，直至2008年才形成《國家危廢名錄》， 2013年，兩高司法解釋，“非法排放、傾倒、處理3噸以上危廢將入刑”，被視為我國危廢處理行業(yè)啟動的關鍵點。2016年上半年，《土壤污染防治行動計劃》、《國家危險廢物名錄(2016年版)》等危廢處理相關專項規(guī)劃的相繼頒布實施,2017年，《“十三五”全國危險廢物規(guī)范化管理督查考核工作方案》頒布， 2018年，生態(tài)環(huán)境部開展“清廢行動2018”計劃、工信部開展長江經(jīng)濟帶工業(yè)綠色發(fā)展行動，2019年11月12日，生態(tài)環(huán)境部辦公廳發(fā)布《危險廢物焚燒污染控制標準（二次征求意見稿）》， 2020年3月10日，國家標準《固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術要求（征求意見稿）》公開征求意見等，均讓危廢處理行業(yè)發(fā)展提速，進一步催化危廢處理行業(yè)發(fā)展機遇。
隨著工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)過程排放的危廢日益增多。2016年， 214個大、中城市工業(yè)危廢產(chǎn)生量達3344.6萬噸，其中，工業(yè)危廢綜合利用量占利用處置總量的45.3%，處置、貯存分別占比43.8%和10.9%，有效地利用和處置是處理工業(yè)危廢的主要途徑。2018年， 200個大、中城市工業(yè)危廢產(chǎn)生量達4643.0萬噸，預計2020年因為疫情原因，危廢將增至近1億噸。
2、我國危廢焚燒技術
實踐證明，回轉(zhuǎn)窯或水泥窯焚燒處理技術可以處理固體、液體和氣體狀態(tài)的工業(yè)危廢，是當今處理危廢廣泛的處置技術。截至2019年7月，我國已取得危廢經(jīng)營許可證的水泥窯協(xié)同處置項目75個（不包含港澳臺地區(qū)），核準規(guī)模462.52萬噸。目前水泥窯協(xié)同處理危廢主要包括固體危廢、廢液以及RDF替代燃料等，主要從預熱器、分解爐、后窯口以及窯頭罩等部位處理,與傳統(tǒng)填埋、焚燒的處理方式相比，水泥窯協(xié)同處置廢棄物有著明顯的優(yōu)勢，但由于起步晚，技術、運營、監(jiān)管等多方面的體系構建尚不健全。由于水泥工藝和產(chǎn)品質(zhì)量管控日趨嚴格，很多危廢禁止在水泥窯中協(xié)同處置，而且協(xié)同危廢處理后對運營工況、煙氣成分、物料組份都造成很大變化和波動，加劇了水泥窯筒體腐蝕和系統(tǒng)內(nèi)結(jié)圈或者結(jié)皮，縮短了耐火材料使用壽命，嚴重影響了水泥窯長周期穩(wěn)定運行。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐是危廢焚燒裝置，主體設備由回轉(zhuǎn)窯、二燃室、余熱鍋爐、急冷塔、脫酸、除塵系統(tǒng)構成。經(jīng)過預處理的各類危廢通過不同喂養(yǎng)方式進入燃燒系統(tǒng)，在自身重力和回轉(zhuǎn)窯的連續(xù)旋轉(zhuǎn)作用下，物料和助燃空氣充分接觸，完成干燥、氣化和燃燒過程，最后殘留部分淬冷成灰渣。
根據(jù)爐氣和固體流動方向的不同，或回轉(zhuǎn)窯中燃燒器的位置，回轉(zhuǎn)窯焚燒爐可以分為逆流和順流兩種形式。其中，燃燒器熱源在回轉(zhuǎn)窯的進料端，固體和煙氣走向相同，成為順流式；反之，燃燒器熱源在出料端，固體和煙氣走向相反，稱為逆流式。目前危廢焚燒系統(tǒng)主要是以順流式回轉(zhuǎn)窯的設計為主，逆流式回轉(zhuǎn)窯更適用于含水率高或熱值低的危廢等?；剞D(zhuǎn)窯焚燒爐具有適用性廣特點，可同時處理固體、液體和氣體的危廢。環(huán)保要求日趨嚴格形勢下，回轉(zhuǎn)窯危廢焚燒爐優(yōu)勢明顯。據(jù)統(tǒng)計,我國回轉(zhuǎn)窯危廢焚燒系統(tǒng)約有800條處理生產(chǎn)線,處理能力從20t/d到120t/d不等。2018年我國危廢焚燒處置產(chǎn)能規(guī)模達到616萬t/年，其中回轉(zhuǎn)窯焚燒占比53%，主要分布在浙江、江蘇、山東、河北、福建等地。
3、回轉(zhuǎn)窯危廢焚燒爐耐火內(nèi)襯設計
1）回轉(zhuǎn)窯本體
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐關鍵設備即為回轉(zhuǎn)窯本體，因其是一種動態(tài)運轉(zhuǎn)設備，對內(nèi)襯結(jié)構設計要求較高，首先要確保耐火內(nèi)襯在動態(tài)高溫狀態(tài)運行下整體內(nèi)襯的穩(wěn)定性，防止耐火磚掉磚、抽簽等問題。對于危廢回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)而言，由于轉(zhuǎn)速比較慢，一般在1轉(zhuǎn)/分以下，可以根據(jù)廠房設計和節(jié)能要求選擇單層磚、雙層磚、復合磚和整體澆注等不同結(jié)構，回轉(zhuǎn)窯耐火材料總厚度一般是250~300mm不等，其中工作層耐火磚材質(zhì)一般根據(jù)處理溫度和危廢種類不同，可以選擇高鋁質(zhì)、剛玉莫來石質(zhì)以及鉻鋯剛玉質(zhì)耐火材料等。采用厚度230~300mm單層結(jié)構時，由于耐火材料導熱系數(shù)大多在1.7~2.0以上，后期高溫區(qū)窯外壁溫度達到350℃以上，但是整體結(jié)構穩(wěn)定，適合于回轉(zhuǎn)窯在室外的項目。
采用隔熱磚和耐火磚雙層結(jié)構，因為隔熱磚導熱系數(shù)低，能起到降低窯皮溫度作用，窯外壁溫度可以控制在220℃左右甚至以下，節(jié)能效果好，但是對施工要求較高，適合于室內(nèi)項目。這里要注意隔熱磚強度一般要求大于20MPa，隔熱磚厚度設計不能低于50mm。
既要達到單層磚的穩(wěn)定性，又要降低外壁溫度，可以設計復合磚，即工作面是剛玉磚、鉻剛玉磚，背面是氧化鋁空心球、高鋁或者粘土質(zhì)，隔熱層厚度約為50~70mm。這種產(chǎn)品生產(chǎn)效率低，而且由于工作層和隔熱層材質(zhì)熱膨脹系數(shù)和燒結(jié)收縮率不同，因此，在連接處容易產(chǎn)生微裂紋，廢品率較高。
鑒于此，可以采用凹槽型復合磚設計，工作層材質(zhì)不變，尾部開槽后填充納米板等絕熱材料。這種凹槽磚型復合磚，不僅生產(chǎn)和施工方便，而且可以取得降低筒體外壁溫度30~50℃左右效果。
另外，部分回轉(zhuǎn)窯采用輕質(zhì)澆注料或者纖維板等作為隔材料，工作層采用重質(zhì)澆注料（金屬抓釘錨固）雙層澆注結(jié)構，可以合理控制回轉(zhuǎn)窯外壁溫度。該結(jié)構采用金屬件把耐火材料和筒體連為一體，不存在耐火磚脫落問題，但是金屬件焊接質(zhì)量和澆注料中水份烘干排出是關鍵。
相比較而言,耐火磚方案檢修和更換方便，受環(huán)境和人為因素影響較小?，F(xiàn)在新建項目回轉(zhuǎn)窯基本都是室外設計,隨著提產(chǎn)和環(huán)保要求，采用單層結(jié)構穩(wěn)定性較好,高溫區(qū)可以考慮凹槽復合磚方式，降低外壁溫度。而且從防腐蝕角度，筒體外壁溫度控制在160~320℃區(qū)間，比較合理。
2）二燃室
二燃室主要功能是對煙氣進行二次燃燒處理，可燃成份、飛灰顆粒以及二噁英等焚燒分解，物理和化學反應同時存在，反應劇烈。二燃室一般包括耐火材料、保溫材料和絕熱材料。其中，耐火材料是指工作層重質(zhì)澆注料、可塑料或者耐火磚等，保溫材料是指保溫澆注料和保溫磚等，絕熱材料是指硅酸鈣板、陶瓷纖維板以及納米板等。目前二燃室內(nèi)襯
設計主要包括三種方式：
(1)方案一：包括耐火材料、保溫材料和絕熱材料；這種三層結(jié)構設計，以總厚度450mm為例，外壁溫度為80~90℃。
(2)方案二：包括耐火材料和保溫材料。該結(jié)構外壁溫度較高，以305mm總厚為例，溫度達到150~180℃。
(3)方案三：包括耐火材料和絕熱材料。這種方案介于前兩種方案之間，以270mm總厚為例，外壁溫度約為110~140℃。
一般而言，二燃室溫度約為1100~1200℃，燃燒器局部溫度甚至達到1300℃以上，所以工作層選擇剛玉莫來石質(zhì)即可滿足使用要求，燃燒器區(qū)域工作層建議使用剛玉質(zhì)或者鉻剛玉質(zhì)材料。相比較而言,方案一的三層結(jié)構設計穩(wěn)定性好，不容易因漏氣或者串火，導致筒體高溫腐蝕或者超溫變形而停爐檢修。
3）其他部位
余熱鍋爐部分主要是灰斗、集箱、頂部密封以及出口煙道需要使用部分耐磨澆注料，其中灰斗采用絕熱材料和耐磨澆注料雙層結(jié)果較多，總厚度一般在200~250mm。
急冷塔使用耐酸澆注料或者耐酸膠泥，頂部往下約2米區(qū)域溫度較高可以采用25mm絕熱材料作為隔熱層，內(nèi)襯總厚度100mm即可。
4、典型回轉(zhuǎn)窯危廢工藝與耐火材料設計優(yōu)化
建議根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，耐火材料損毀主要集中于回轉(zhuǎn)窯本體區(qū)域。危廢焚燒主要包括以下幾種典型處理工藝，針對此，提出以下設計優(yōu)化建議。
1）處理含水率高物料
進窯物料含水率高，進料端耐火材料熱剝落嚴重,熱震穩(wěn)定性好的莫來石質(zhì)、剛玉莫來石質(zhì)、剛玉碳化硅質(zhì)等耐火材料適用于此區(qū)域。
2）窯頭廢液處理量大、霧化不好
一般窯頭通過霧化槍處理廢液，焚燒區(qū)域主要在干燥段，受設備影響如果霧化效果不好時，該區(qū)域耐火材料也會出現(xiàn)剝落損毀，莫來石質(zhì)、剛玉莫來石質(zhì)、剛玉碳化硅質(zhì)材料同樣適用于此。運行時，一般要增加檢查霧化設備頻次，同時廢液處理量不超過30%為宜。
3）鐵皮（桶）等硬料處理量大
鐵桶等物料硬度大，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速慢，物料在窯內(nèi)反復旋轉(zhuǎn)造成進料區(qū)機械磨損嚴重。選擇強度高、耐磨性更好的剛玉碳化硅質(zhì)耐火材料使用效果良好。
4）含低熔點鹽量高的物料
物料含K、Na鹽量大于5%以上后，熔點較低，容易形成高溫熔渣，對耐火材料滲透、侵蝕嚴重。出現(xiàn)高溫熔渣時，高溫區(qū)耐火材料選擇鉻鋯剛玉質(zhì)較為合適，一般Cr203含量為3~10%不等。
5）含氟量高的物料
物料中含氟比例較高，達1~4%時，由于F和耐火材料中Si很容易反應形成SiF4氣化，造成襯里基質(zhì)結(jié)構破壞，快速侵蝕；要嚴格控制耐火材料中雜質(zhì)含量尤其是二氧化硅含量，采用Cr203含量為9~15%鉻剛玉材料，可以滿足回轉(zhuǎn)窯正常運行需要。
5、結(jié)束語
危廢焚燒是新興領域，其中危廢種類復雜繁多，物性、熱值差異較大，回轉(zhuǎn)窯和二燃室內(nèi)襯根據(jù)需要，設計形式多樣。隨著國家對危廢的監(jiān)管力度加大，大型回轉(zhuǎn)窯焚燒技術將在危廢處理中得到更廣泛的應用，對回轉(zhuǎn)窯焚燒爐耐火材料選型和設計提出了挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)高溫窯爐相比，耐火材料研究人員應更多關注危廢物料特性、工況特點（焚燒溫度、煙氣成分）等。
]]>耐火磚或澆注料用于工業(yè)窯爐內(nèi)襯時，由于受到溫度變化和溫度梯度形成的熱應力的影響，會導致內(nèi)襯結(jié)構變形膨脹，因此在耐火磚和澆注料施工時要留設膨脹縫。
耐火磚和澆注料使用原料不同，受熱后產(chǎn)生的膨脹系數(shù)也不一樣，砌筑時膨脹的尺寸主要是根據(jù)使用耐火磚或是澆注料的性質(zhì)和承受的溫度而定。
1. 耐火澆注料膨脹縫的形式
耐火澆注料膨脹縫的形式基本上分為貫通縫和不貫通縫兩種，如圖1所示。
a、b-貫通膨脹縫;c-不貫通膨脹縫
2. 膨脹縫的留設
耐火澆注料膨脹縫的留設主要是選擇膨脹縫的間距、寬度和形式。預制件組裝的爐體和現(xiàn)場澆注的爐人本，其膨脹縫間距離有所不同。
①預制構件組裝的爐體，如用預制件組裝，若爐體較短，預制件之間不必另留膨脹縫，只需要在爐體兩端留適當縫隙即可;若爐體較長，可根據(jù)爐體各段溫度的情況，沿爐體長度方向每隔5~10m留一道膨脹縫，縫內(nèi)用浸過黏土泥漿的陶瓷纖維繩嵌填，以防爐內(nèi)在低、中溫時向外冒煙、冒火。
②現(xiàn)場澆注的爐體?，F(xiàn)場澆注的耐火澆注料爐體留設膨脹縫的間距和寬度?？蓞⒖急?所示。表中數(shù)值適用于黏土質(zhì)和高鋁質(zhì)耐火澆注料。
③填料的固定。耐火澆注料中膨脹縫的材料應在澆注前固定到位或在澆注時仔細填入，當分塊澆注施工時，宜將耐火澆注料按其膨脹縫劃分成數(shù)塊，用模板從膨脹縫處進行分隔澆注，初凝后嵌入接縫填料，如圖2所示。
a：δ=3~4mm
b:δ=5mm
④防止位移。為阻止膨脹縫填料位移或發(fā)生局部耐火澆注料粘連，填料層應裁制準確，鋪貼嚴密，必要時可用釘子釘入澆注料以穩(wěn)固填料層。
⑤隔離措施。當填料層在施工環(huán)境下處于冷態(tài)時分離、熱態(tài)時接觸，即成為滑移面時，宜增加隔離層以防止填料位移，阻止漏漿粘連或堵塞膨脹間隙。
3. 膨脹縫的允許誤差
(1)垂直膨脹縫的垂直度允許誤差為，每米高度不大于2mm，全高不大于15mm.
(2)水平膨脹縫的水平度允許誤差為，每米不大于2.5mm,全長不大于15mm.
(3)電站鍋爐膨脹縫的誤差允許為3~4mm.
(4)膨脹縫的寬度允許誤差見表2.
(5)現(xiàn)場澆注成型的各類耐火澆注料，均應按設計圖的規(guī)定留設膨脹縫，其寬度誤差為+3mm，不得小于規(guī)定寬度。
4. 結(jié)語
耐火磚或澆注料在爐底施工時的膨脹縫，要在上下磚層和同層爐底中留成交錯式互相錯開。在砌筑爐墻時，留設的膨脹縫在內(nèi)外層間和上下層中也可留成交錯式。園形墻施工時要在外殼間留設縫隙以補償膨脹。
在拱頂施工，耐火磚和澆注料留膨脹縫要在兩端留出直通。留設時考慮拱頂?shù)目v向膨脹和爐墻的向上膨脹。拱頂長度大于5米時，除在兩端留設膨脹縫外，還要根據(jù)拱長分段情況，在拱頂中部留設膨脹縫，錯砌拱頂?shù)呐蛎浛p留成直通式。
多層拱頂各層膨脹縫要錯開，膨脹縫上要用一層平砌磚層覆蓋。如果是硅磚干砌的拱頂，應在拱頂?shù)妮椛淇p中，每隔3-5塊磚夾入1-2mm的紙板，以補償膨脹。
如果是懸掛式爐頂用耐火磚或澆注料，是要在沿爐頂周圍留設膨脹縫。
]]>耐火材料是水煤漿加壓氣化爐的關鍵部件，其運行效果是氣化爐能否長周期、安全、經(jīng)濟運行的關鍵因素之一。本文就氣化爐在運行過程中耐火材料出現(xiàn)的問題進行分析，旨在找到影響壽命的關鍵因素，并從煤質(zhì)、操作、磚形等方面進行改進，以解決制約系統(tǒng)穩(wěn)定運行的瓶頸問題。某公司采用GE水煤漿加壓氣化技術，運行模式為兩開一備，設計的運行壓力為6.5MPa，設計每臺氣化爐的處理煤量為1500t/d。氣化爐的耐火襯里采用國產(chǎn)化材料，依然是傳統(tǒng)的三層結(jié)構。開車以來，氣化爐耐火襯里的向火面使用壽命一直較短，主要表現(xiàn)在錐底磚部分脫落和筒體磚侵蝕嚴重，現(xiàn)就這些現(xiàn)象進行分析并介紹解決方案。
2. 耐火襯里損壞機理分析
耐火材料在使用過程中，由于經(jīng)受高溫或者溫度激變、氣氛變化以及熔渣等的腐蝕、侵蝕，因而其損毀形態(tài)復雜、損壞機理多樣。歸納起來耐火材料的損毀形態(tài)主要有機械損壞和化學侵蝕兩大基本類型。
2.1 機械損壞
耐火材料的機械損壞主要包括熱剝落、結(jié)構剝落和高溫熱疲勞以及機械沖擊等所造成的破壞。在氣化爐耐火材料使用過程中不可避免會出現(xiàn)“熱震”現(xiàn)象，這是造成耐火材料機械損壞的主要原因之一。
所謂熱震，即耐火材料的運行溫度發(fā)生較大變化時對其產(chǎn)生的影響。GE公司有一個關于熱循環(huán)的定義，即當溫度在1h內(nèi)發(fā)生100℃變化時的情況稱為一個熱循環(huán)，我們也可以歸為熱震。氣化爐在烘爐、投料、停車過程中都易發(fā)生熱震現(xiàn)象，特別是在投料和停車過程中。在烘爐過程中，由于負壓和烘爐燃料控制不當可能會引起爐溫在短時間內(nèi)發(fā)生較大變化，集中表現(xiàn)為氣化爐燃燒室上下溫差變大、局部溫度過高，此時整體的熱膨脹會出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，輕則導致局部出現(xiàn)裂紋，重則出現(xiàn)磚被擠碎現(xiàn)象。在投料過程中，由于煤漿和氧氣均為溫度較低的介質(zhì)，在1min內(nèi)先后進入爐內(nèi)，此時爐溫一般在1000℃左右，從DCS上觀察爐溫的變化可以發(fā)現(xiàn)，在投料的瞬間，爐內(nèi)溫度發(fā)生了先降后升的變化，降是因為冷介質(zhì)進入高溫環(huán)境內(nèi)會大量吸收熱量，升是因為當煤漿和氧氣溫度達到一定值時會進行劇烈的氧化反應而燃燒，所以，每次投料相當于對氣化爐的耐火材料進行了兩次“熱震”。在停車過程中，為了保證氧氣管線和煤漿管線的清潔，要對兩條主要物料管線進行氮氣吹掃。每次停車進入氣化爐燃燒室內(nèi)的氮氣均從13MPa降至11.3MPa左右，約1000m3的氮氣進入，同樣會使耐火材料的溫度發(fā)生驟然降低，所以每次停車過程也相當于一次“熱震”。從運行過程中可以得出這樣一個結(jié)論：氣化爐的開停車次數(shù)越多，耐火材料發(fā)生機械損壞的幾率越高。
在系統(tǒng)運行的初期，由于大家對此種大型爐的認識不足，爐子運行不穩(wěn)定等諸多原因，導致氣化爐的開停車比較頻繁，個別時候還會進行較低溫度的聯(lián)投操作，是耐火材料壽命短的原因之一。
2.2 化學侵蝕
水煤漿加壓氣化爐用的耐火材料由多種高熔點化合物構成，其中主要成分均為Cr?O?，目前向火面所用耐火材料的Cr?O?含量可以高達90%以上，其余的為Al?O?、ZrO?等成分。在這些化合物中，有的具有同質(zhì)多晶現(xiàn)象，即同一化合物有多種晶體結(jié)構(晶型)。當條件變化時，會由一種晶型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶型。一種化合物若有幾種晶型，在一定溫度與壓力下只有自由能低的一種晶型能穩(wěn)定存在。例如，一種化合物有晶型I與晶型Ⅱ兩種，當溫度低于某一值時，只有晶型I能穩(wěn)定存在；當溫度升至某一值時，則發(fā)生晶型I與晶型Ⅱ之間的轉(zhuǎn)變，當溫度高于這一溫度時，只有晶型Ⅱ能穩(wěn)定存在。對于水煤漿加壓氣化爐的耐火材料而言，在不考慮其他因素而只考慮溫度時，對溫度的要求為不大于1500℃。由于晶型轉(zhuǎn)變常伴隨有體積(或密度)與其他性質(zhì)的變化，因此，當耐火材料內(nèi)發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變時，就可能發(fā)生開裂、疏松或粉化現(xiàn)象，從而影響其整體使用壽命。
若熔渣浸透進入耐火材料內(nèi)部的氣孔中，不僅會促進耐火材料的熔解蝕損，而且是導致材料化學侵蝕而產(chǎn)生結(jié)構剝落進而加快其損毀的重要原因。因為一旦熔渣浸透進入耐火材料內(nèi)部的氣孔，便會立即與之反應，導致工作表面變質(zhì)，其結(jié)果則會在高溫條件下造成被浸透區(qū)域變得非常疏松。有人做過相關的試驗，當溫度達到1300℃時，熔渣對耐火磚內(nèi)部的滲透深度可以達到30mm。對于水煤漿加壓氣化技術本身而言，在現(xiàn)有的煤種范圍內(nèi)，絕大多數(shù)煤種的操作溫度無法達到1300℃以下，由此可以得出這樣一個結(jié)論：在正常的生產(chǎn)過程中熔渣對耐火材料的侵蝕幾乎是不可避免的。為了延長耐火材料的使用壽命，在經(jīng)過大量的工業(yè)化摸索試驗后，我們發(fā)現(xiàn)，Cr?O?與渣中的Fe?O?、Al?O?、FeO、MgO反應生成復合尖晶石(Mg、Fe)O(Al、Cr、Fe)?O?，在耐火材料表面形成一致密的保護層，可以阻止爐渣的進一步侵蝕。阻止熔渣向耐火材料內(nèi)部浸透的有效的方法是提高熔渣的黏度，這可通過控制熔渣的粘溫特性來實現(xiàn)。
從表中的數(shù)據(jù)可知，達到渣臨界粘度25.42Pa·s的操作爐溫已經(jīng)到了1283℃，并且當爐溫稍有降低時其粘度會陡增。為了保證排渣的順暢就提高操作爐溫，此時想形成保護層是困難的，耐火材料長期暴露在較高的溫度中對其損傷是非常大的!所以，高溫操作、不能形成保護層是導致耐火磚壽命短的另一主要原因。
3. 如何延長耐火襯里的使用壽命
耐火襯里的使用壽命直接關系到整個工廠的運行成本和經(jīng)濟效益，為此，針對出現(xiàn)的問題，我們進行了分類和總結(jié)，旨在運行中不斷優(yōu)化各種指標。
3.1 穩(wěn)定操作工況
(1)嚴格按照烘爐曲線烘爐，防止由于爐溫變化過快引起耐火磚產(chǎn)生位移，特別是冷態(tài)新磚的首次保養(yǎng)，一定要嚴格按照時間進行，各階段的恒溫時間只能延長、不能縮短。
(2)正常運行中每天進行原料煤和入爐煤漿灰熔點的分析。根據(jù)分析數(shù)據(jù)來控制合適的氧煤比，控制好爐溫，既要防止渣口堵塞造成的熱量積聚，又要防止溫度過高對爐磚造成的直接傷害。
(3)運行中定期進行氣化爐的切換，氣化爐負荷盡量不要太高，保證燒嘴霧化良好，減少意外跳車的幾率。燒嘴運行超過30d后不再進行聯(lián)投操作，聯(lián)投時盡量保證爐溫在900℃以上，避免低溫投料可能造成的震動。
(4)定期進行耐火磚的測量。根據(jù)測量數(shù)據(jù)適時調(diào)整中心的比例，調(diào)整反應中心區(qū)域的位置，保持耐火磚使用均勻，防止出現(xiàn)“木桶”效應。
3.2 優(yōu)化灰渣的粘溫特性
由于煤種灰渣的粘溫特性差，造成操作彈性小，難以形成保護層。通過分析，煤灰成分中堿度不當，在這里我們用(CaO+Fe?O?+MgO)/(SiO?+Al?O?)來衡量，此比例一般在0.1～1之間。當比例為0.5左右時堿酸比例適中，而試驗煤樣此比例為1.268，所以，應當向煤中導入部分酸性物質(zhì)。
經(jīng)過試驗，向試驗煤樣中加入當?shù)厣衬械纳匙舆M行堿酸比例的調(diào)整。通過試驗可知，當向試驗煤樣中加入相當于煤灰分40%的沙子時，煤的粘溫特性得到了改善，灰熔點同時也得到了降低，粘溫特性如圖1。
4. 運行效果總估
(1)隨著對系統(tǒng)掌握能力的增強和對操作的不斷優(yōu)化，系統(tǒng)的開停車次數(shù)減少、聯(lián)投的次數(shù)也相應減少，減少了對耐火磚產(chǎn)生“熱震”的次數(shù)。定期檢查耐火磚、更換工藝燒嘴保證了系統(tǒng)在可控范圍之內(nèi)。從幾次入爐檢查情況看，耐火襯里幾乎無較大裂紋，整體熱膨脹性良好。
(2)通過優(yōu)化灰渣的粘溫特性，氣化爐的溫度操作彈性增大，在耐火材料表面逐漸形成了保護層，磚的使用壽命有望增加。
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本屆大會邀請國內(nèi)外煤化工領域知名院士及專家學者，行業(yè)主管部門，規(guī)劃研究機構，主要煤化工基地（園區(qū)），項目建設、高新技術及裝備制造、工程設計、建設施工、科研院所、高等院校、雙碳研究及投融資機構等單位與會交流、洽談合作，針對當下煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的熱點和難點問題進行深入研討，促進煤化工產(chǎn)業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。
榮盛窯爐工程是河南榮盛科技集團旗下專注于熱工窯爐內(nèi)襯工程總承包全資子公司，致力于熱工窯爐用耐火材料的研發(fā)配置、生產(chǎn)制造、工程施工、技術服務為一體的全生命周期服務。公司在循環(huán)流化床鍋爐、氣化爐、沸騰爐、垃圾焚燒爐等各類爐型結(jié)構擁有先進的優(yōu)化理念，在窯爐構造、設計、改進、施工、烘爐和保溫等方面積累了豐富的經(jīng)驗，形成了貫穿熱工窯爐內(nèi)襯全生命周期的服務鏈，以精湛的施工技術、高質(zhì)量的建設標準和真誠周到的服務，贏得眾多建設方和業(yè)主的高度贊賞和良好口碑。
此次盛會，對榮盛窯爐工程來說，不僅是對公司精湛技術實力與豐富項目經(jīng)驗的展示臺，更是搭建了與行業(yè)內(nèi)外專家學者深度對話、攜手并進的橋梁。著眼未來，榮盛窯爐工程緊隨國家碳中和戰(zhàn)略的宏偉步伐，堅持在熱工窯爐內(nèi)襯技術的研發(fā)征途上深耕細作，不斷注入創(chuàng)新活力，誓將以科技之名，斷推動煤化工產(chǎn)業(yè)邁向綠色、低碳進程，書寫可持續(xù)發(fā)展的輝煌篇章。
]]>1.燃燒室的防磨材料施工工藝
如圖1所示，為循環(huán)流化床鍋爐燃燒室下部水冷壁管上耐磨澆注料的施工工藝，耐磨材料是由焊在管子表面上的金屬銷釘固定。由于該區(qū)域為燃燒室下部密相區(qū)，其物料濃度很高，混合及湍流流動非常強烈，所以磨損非常嚴重。為了防磨，在下部密相區(qū)襯有一定厚度的耐火、耐磨澆注料。
需要敷設耐磨澆注料區(qū)域還有翼墻管式水冷壁下部，尤其是在管子穿墻處，因為該區(qū)域的磨損相當嚴重。如圖2所示，對爐內(nèi)耐火材料較厚的特殊區(qū)域，需要將耐火材料分層澆注。
2.回料裝置內(nèi)部的防磨材料施工工藝
回料裝置內(nèi)部的防磨材料施工工藝，主要是采取耐磨材料與保溫材料配合的結(jié)構形式，有以下幾種基本型式：
(1)耐磨磚襯里+保溫磚型式
為解決膨脹每一定間隔留有膨脹縫，即耐磨磚與耐磨磚之間留有2mm的灰漿縫。而且為了把耐磨磚的質(zhì)量分層傳遞到鋼殼上，并在適當高度設有高溫熱強鋼制的托架。
(2)耐磨磚十保溫澆注料型式
同樣為了解決膨脹每一定間隔留有膨脹縫，即耐磨磚與耐磨磚之間也留有2mm的灰漿縫。同樣每間隔一定高度設磚托分層卸載。這種型式適合于鋼殼形狀較復雜及其他不適合保溫磚的部位。
(3)耐磨澆注料+保溫澆注料型式
如圖3所示，為耐磨澆注料+保溫澆注料型式，這種結(jié)構型式是按一定規(guī)律布置“Y”形抓釘用以固定耐磨襯里，為解決金屬抓釘與耐磨澆注料之間的溫脹差異，抓釘上要涂1mm厚浙青，避免熱態(tài)下由于金屬銷釘與耐火材料的膨脹不同而引起耐火材料的開裂，同時耐磨澆注料需按2%的比例加入不銹鋼纖維，同樣耐磨襯里要留有適當膨脹縫。
3.分離器內(nèi)部的防磨材料施工工藝
由于分離器是循環(huán)流化床鍋爐中的關鍵部件，對于高溫絕熱分離器，主要采用如下幾種防磨設計結(jié)構形式：
(1)耐磨磚襯里+保溫磚型式
如圖4所示，為耐磨磚襯里+保溫磚型式，為解決膨脹每一定間隔留有膨脹縫，即耐磨磚與耐磨磚之間留有2mm的灰漿縫，耐磨磚分層采用焊在鋼殼上的拉鉤加固，而且為了把耐磨磚的質(zhì)量分層傳遞到鋼殼上，并在適當高度設有高溫熱強鋼制的托架。這種型式適合大面積平面或圓弧面。
示意圖4
(2)耐磨磚十保溫澆注料形式
如圖5所示，為耐磨磚十保溫澆注料形式，同樣為解決膨脹每一定間隔留有膨脹縫，即耐磨磚與耐磨磚之間留有2mm的灰漿縫，耐磨磚上有用于拉鉤固定的凹槽，而且為了把耐磨磚的質(zhì)量分層傳遞到鋼殼上，并在適當高度設有高溫熱強鋼制的托架。這種形式適合于鋼殼形狀較復雜及其他不適合保溫磚的部位。
(3)采用固定抓釘和高溫燒結(jié)磚的澆注料結(jié)構形式
如圖6所示，為采用固定抓釘和高溫燒結(jié)磚的澆注料結(jié)構形式，在耐磨耐火磚較難施工的位置，一般采用耐磨耐火澆注料來實現(xiàn)防磨設計，由于澆注料的養(yǎng)護過程要在分離器內(nèi)安裝完后進行，受環(huán)境、加熱條件的限制，澆注料的耐磨性能要低于耐磨耐火磚。并在澆注料中加鋼纖維、還應適當加大抓釘密度。
示意圖6
(4)分層拉鉤磚結(jié)構形式
如圖7所示，為分層拉鉤磚結(jié)構形式，在分離器的圓筒部分及錐段部分均采取楔形耐磨磚與拉鉤磚配合的這種結(jié)構，可有效防止耐磨耐火磚的脫落，使任何一塊獨立的耐磨耐火磚幾乎沒有可能脫落。
示意圖7
(5)拉鉤楔形磚結(jié)構形式
如圖8所示，為拉鉤楔形磚結(jié)構形式，是利用楔形拉鉤磚的角度，使兩塊楔形拉鉤磚之間的平面楔形磚的L1均小于L2，使其脫出困難，可確保運行的安全。主要用在分離器的圓筒部分及錐段部分。
示意圖8
4.?耐火耐磨材料施工時應注意的問題
(1)所有金屬與澆注料接觸面應涂刷瀝青或纏上陶瓷纖維紙。
(2)拉鉤磚的拉鉤槽間隙應全部用灰漿填滿。
(3)所有耐磨耐火磚之間的灰漿縫應<2mm。
(4)每塊耐磨耐火磚之間的灰漿應填滿，不可留有縫隙，否則鍋爐運行時煙氣會乘隙而入，加劇耐磨耐火襯里的蝕損或剝落。
(5)在砌筑耐磨耐火磚時，原則上不要切割，如確需切割時，每塊磚不可<1/2，不能滿足時，可采取同時切割兩塊的方式。
(6)靠近推扳的自下而上的所有磚均各有拉鉤，所有支撐托板上，下一層磚均應為長形磚并配合出膨脹縫，以形成一個整體穩(wěn)定的爐墻體。
(7)所有磚之間的灰漿縫均應涂抹耐火灰漿，所有磚應沿縫相砌，若磚角或端面發(fā)生破碎，裂紋時就更換好磚。
(8)砌磚時應用膠錘或木錘輕敲，使磚緊密結(jié)合，不要使用鐵錘。
(9)耐磨耐火澆注料施工時，應嚴格控制加水量，一般加水量為6?8%，攪拌均勻，使用的水質(zhì)應為潔凈的，其PH值應在6?8，氯離子含量不應超過150ppm，嚴禁使用超標水和有懸浮物的水。
(10)澆注料施工過程使用的器具一定要清潔，不被污染，尤其避免化學污染。
(11)澆注料在施工時用應用振動機成型，振搗均勻，振動時慢慢抽出振動棒，以免使?jié)沧⒘袭a(chǎn)生空穴。
(12)注料在脫模后應檢查澆注料的密實度，可用錘子輕敲擊，若發(fā)出清脆的回音，則表明澆注體較為密實。同時不可出現(xiàn)蜂窩、麻面。若蜂窩、麻面面積較大，則應部分鑿掉重新施工。
(13)模后經(jīng)檢查合格的耐磨耐火澆注料襯里經(jīng)過常溫養(yǎng)護5?7天后，便可進行烘爐。
]]>循環(huán)流化床鍋爐使用耐火材料的主要區(qū)域有:燃燒室、高溫分離器、外置式換熱器、煙道及物料回送管路等。
1.內(nèi)襯磨損的主要部位
1.1燃燒室
①磨損原因
循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)點之一就是具有較強的負荷調(diào)節(jié)性能。在循環(huán)流化床鍋爐中，正常運行時燃燒室溫度達到900℃～1000℃，為適應負荷變化或調(diào)峰的需求，經(jīng)常會出現(xiàn)負荷波動而發(fā)生熱和溫度循環(huán)變化，或者由于調(diào)峰需求而進行啟動或停爐；如有時燃燒室內(nèi)溫度的變化在幾分鐘就可達到500℃，有時一周之內(nèi)可能有十幾次的啟動、停爐，這些均會造成對燃燒室耐火材料的熱沖擊和熱應力，使耐火材料受到破壞。
爐膛部分采用厚爐襯，由(75～150)mm的致密抗磨損的澆注料或可塑料覆蓋住相似厚度的保溫材料構成，通常毀壞都由過度的裂縫和擠壓剝落而引起。干燥時的收縮、熱震、應力下的塑性變形是產(chǎn)生裂縫的主要原因。不銹鋼纖維有助于減少裂縫，但是不能解決問題。當床料被裂縫夾住時，爐襯反復的溫度循環(huán)變化時就會出現(xiàn)擠壓剝落。
②燃燒室常用襯里材料
磷酸鹽粘合的莫來石基耐火可塑料在燃燒區(qū)域內(nèi)經(jīng)久耐用，主要由于其體積穩(wěn)定(抗熱膨脹及收縮)及其良好的抗磨特性。鑒于磷酸鹽粘合劑與現(xiàn)成的材料結(jié)合力很好，因此常常用來修補有缺陷的區(qū)域。在使用時應確保修補的區(qū)域有支撐，至少應使用兩個銷釘。暴露在特高溫區(qū)的可塑料爐襯應使用陶瓷或鑄造合金銷釘。另外，可以單獨使用銷釘來支撐保溫層。
位于爐膛上部的稀相區(qū)，常用碳化硅瓦來減少水冷壁管的磨損。在瓦的后面使用金剛砂灰漿來改進對管子的傳熱，瓦一般用焊接的支撐件支撐在管子上。在水冷壁管子向下延伸到燃燒室底部這一段設計中，襯里通常都包括有一層薄的、密實的、熱導率高的、耐磨的可塑料或澆注料。
通常在焊有銷釘?shù)墓茏由隙际褂锰蓟杌鶟沧⒘?，因為這些澆注料可以用磷酸鹽粘合可塑料進行修補，特別是含碳化硅的填料熱導率高。如果床料或循環(huán)灰含堿比較高的話，應使用磷酸鹽結(jié)合的可塑料，原因是鋁酸鈣水泥在高溫下和堿作用后發(fā)生毀壞。
1.2旋風分離器入口及筒體
①磨損原因
爐膛頂部及分離器入口段，旋風筒弧面與煙道平面相交部位是磨損主要部位。在此部位煙氣發(fā)生旋轉(zhuǎn)，物料方向改變，速度高且粒度粗、密度大，磨損就很快。同時，該部位耐火材料較厚，一般情況下又不均勻，溫度梯度也不均勻，加之經(jīng)受900℃左右的高溫，偶爾也會達到1100℃以上，因此過度的熱沖擊會引起襯里材料的裂縫，造成耐磨材料的破壞。另外，分離器筒體和錐體都承受著相當惡劣的工作條件，其中可能會承受幾分鐘之內(nèi)500℃～600℃的溫度沖擊、循環(huán)變化及磨損等。對許多襯里來說，反復的熱沖擊、溫度循環(huán)變化、磨損和擠壓剝落等共同導致了大面積損壞。當裂紋或磨損發(fā)生時，表面更粗造或有凸起，磨損速度將進一步加快。
②常用的耐火材料
從耐火材料結(jié)構上來看，旋風筒的澆注為分層分塊澆注，各層均用銷釘固定于金屬結(jié)構上。每塊之間留有膨脹間隙，分層錯開。一般情況下，對于爐膛頂部及分離器入口這兩個部位均使用密實且含有不銹鋼纖維絲的抗磨材料，這種材料具有令人滿意的使用壽命。若由于熱沖擊、溫度波動等原因造成過多的裂縫或損壞時，可以采用熔氧化硅基澆注料取而代之。
對于旋風分離器和錐體，一般采用澆注料。當發(fā)生裂縫磨損時，修補方案之一是用耐磨莫來石磚覆蓋的耐火磚或耐火預制塊來代替澆注的厚襯里。也可以用磷酸鹽粘結(jié)可塑料進行修補。另一種可能性是使用熱膨脹系數(shù)低的薄襯里，諸如熔氧化硅澆注料一類的材料用襯里。但是，與磷酸鹽粘結(jié)莫來石可塑料相比，大多數(shù)熔氧化硅抗磨性差，因而使用壽命較短。
1.3立管及返料器
在鍋爐實際運行中，這一部分經(jīng)常出問題。熱沖擊、嚴重的磨損及循環(huán)變化導致了反復的損壞。原始設計是使用厚的密實保溫澆注料，不過因為很難有足夠的施工空間，這種材料很難施工得當。襯里的澆注料保溫層用振動澆注法施工。在耐磨澆注料中應考慮添加不銹鋼纖維絲。用保溫磚或澆注料打底，上鋪耐磨磚的襯里使用起來效果也不錯。含有不銹鋼纖維絲的磷酸鹽粘結(jié)可塑料主要用在現(xiàn)有鍋爐襯里的修補上。
1.4膨脹節(jié)的磨損
有兩種重要的膨脹節(jié)(回料腿膨脹節(jié)和旋風分離器進口膨脹節(jié))，為了補償膨脹差異而設置，當膨脹超過設計間隙或間隙內(nèi)進入高溫物料時，造成膨脹節(jié)耐火材料摩擦或受力擠壓而損壞，這樣大量的高溫物料進入膨脹節(jié)內(nèi)，加劇了磨損，甚至直接燒壞金屬物件，造成鍋爐不能運行。
2.內(nèi)襯磨損機理
2.1熱應力和熱沖擊造成的破壞
由于溫度循環(huán)波動和熱沖擊以及機械的應力造成耐火材料產(chǎn)生裂縫和剝落，是耐火材料被破壞的第一個原因。溫度循環(huán)波動時，由于耐火材料骨料和粘合料間熱膨脹系數(shù)不同而形成內(nèi)應力從而破壞耐火材料層，溫度循環(huán)波動常常造成耐火材料內(nèi)襯的大裂縫和剝落。溫度快速變化造成的熱沖擊可使耐火材料內(nèi)的應力超過抗拉強度而剝落。機械應力所造成的耐火材料的破壞則主要是由于耐火材料與穿過耐火材料內(nèi)襯處金屬件間熱膨脹系數(shù)不同而造成，因而在設計時若不考慮適當?shù)呐蛎浛臻g就會造成耐火材料的剝落。
2.2固體物料的沖刷造成的破壞
由于物料對耐火材料的沖刷而造成耐火材料的磨損，是耐火材料被破壞的第二個原因。循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)耐火材料易磨損區(qū)域包括邊角區(qū)、旋風分離器和固體物料回送管路等。一般情況下，耐火材料磨損隨沖擊角的增大而增加；此外，在旋風分離器、煙道等設計時，應使沖擊角盡量地小。
2.3耐火材料性質(zhì)的變化造成的破壞
在運行中，由于耐火材料的性質(zhì)發(fā)生變化而造成耐火材料的損壞是耐火材料被破壞的另一個原因。如因堿金屬的滲透而造成耐火材料漸衰失效和滲碳而造成的耐火材料的變質(zhì)破壞等，均屬于耐火材料性質(zhì)變化而引起的破壞。
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活動伊始，榮盛科技集團總經(jīng)理助理梁項洋的熱情接待，為這次參觀之旅拉開了序幕。在董事長助理周青青的引導下，學子們穿梭于集團的各個部門，每一個角落、每一處細節(jié)，無不展現(xiàn)著榮盛科技集團對于精細化管理的追求。在這里，學生們親眼目睹了創(chuàng)新思維如何在實踐中落地生根，更體會到了團隊協(xié)作與領導力在復雜商業(yè)環(huán)境中所扮演的關鍵角色。
在隨后的座談會上，梁總強調(diào)，在全球化與數(shù)字化雙輪驅(qū)動的新時代背景下，榮盛耐材依托跨境電商的翅膀，實現(xiàn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型，翱翔于國際市場的壯闊藍圖。在互動問答環(huán)節(jié)，梁總就對學生們提出的關于企業(yè)管理的精髓、市場趨勢的洞悉、國際貿(mào)易的挑戰(zhàn)以及個人職業(yè)規(guī)劃的迷津，均給予了細致入微的解答。他勉勵青年學子珍惜校園時光，不僅要深耕專業(yè)知識的沃土，更要培養(yǎng)敏銳的問題解決能力與不竭的創(chuàng)新思維，為未來的社會角色轉(zhuǎn)變蓄積強大的內(nèi)在力量。
此次參觀學習活動，不僅加深了學生對企業(yè)運作的直觀認識，也為校企雙方搭建起一座溝通與合作的橋梁，為未來的產(chǎn)學研深度融合、實習實訓及人才輸送開辟了廣闊通道。未來，集團將不斷深化校企合作，致力于拓展合作的廣袤邊界，挖掘合作的深邃內(nèi)涵。我們堅信，在“優(yōu)勢互補、資源共享、互惠互利、共同發(fā)展”的合作信條引領下，必將鑄就企業(yè)與學校攜手并進的輝煌篇章，共同編織一幅互利共贏的璀璨畫卷。
]]>1、爐排式焚燒爐
爐排式焚燒爐是連續(xù)工作的，其垃圾處理量可達到200t/d以上，其底部設有爐箅，垃圾由上端料斗供給。待燃燒的垃圾堆放在爐箅上，燃燒空氣從爐下部吹入，進行干燥，直接燃燒。用爐排式焚燒爐處理垃圾，除了大件垃圾外，一般不進行垃圾分類破碎;垃圾層的表面溫度可達800℃，煙氣的溫度范圍為2800~1000℃;焚燒爐內(nèi)只有1個燃燒室，燃燒可靠，余熱利用較好，燃燒穩(wěn)定性好，燃盡率高，固體垃圾在爐內(nèi)停留約1~3h，氣體在爐內(nèi)停留約幾秒鐘;焚燒爐爐型瘦高、體積較大、操作運轉(zhuǎn)技術高、造價較高，而且爐排須耐高溫、耐腐蝕、有較好的機械性能，否則易損壞。
2、CAO(ControlledAirOxidation，控制空氣燃燒)焚燒系統(tǒng)
該系統(tǒng)是一種新型垃圾焚燒爐，垃圾處理能力在150t/d以下，其特點包括：垃圾先經(jīng)過熱氧化分解處理，氣化后再燃燒，燃燒穩(wěn)定性好，燃盡率高，但是燃燒速度很慢，且燃燒過程對氧量、爐溫控制的要求較高，若是含水量大的垃圾，在無油助燃時不能穩(wěn)定燃燒;爐內(nèi)有兩個燃燒室，固體垃圾在第一燃燒室(溫度600~800℃)停留約3~6h，氣體在第二燃燒室(溫度800~1000℃)停留約1~3s，由推動器推動。
3、流化床式焚燒爐
流化床式焚燒爐的爐體是由多孔分布板組成，在爐膛內(nèi)加入大量的石英砂，將石英砂加熱到600℃以上，并在爐底鼓入200℃以上的熱風，使熱砂沸騰起來，再投入垃圾。垃圾同熱砂一起沸騰，垃圾很快被干燥、著火、燃燒。垃圾在入爐前需對其進行分類破碎(10~30cm)，然后在爐內(nèi)懸浮燃燒，這使得流化床式焚燒爐的燃燒效率高，燃盡率也高，但其垃圾處理量在150t/d以下;爐內(nèi)溫度均勻，燃燒速率較快，固體垃圾在爐內(nèi)停留1~2h，氣體在爐中約幾秒鐘。
4、回轉(zhuǎn)窯式工業(yè)垃圾焚燒爐
回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐是由回轉(zhuǎn)窯、廢棄物供給裝置、二次燃燒爐、燒嘴等構成，后部還設有爐箅進行二次焚燒。這種回轉(zhuǎn)窯式爐適宜處理大型垃圾和工業(yè)廢棄物(如污泥、涂料渣和塑料等)，且垃圾一般不需要進行分類破碎，處理能力為200t/d以上;固體垃圾在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)停留2~4h，窯內(nèi)溫度約為900℃左右，后部的燃盡室內(nèi)溫度為1000~1200℃，焚燒后殘灰顆粒小，燃盡率較高。
由以上四種垃圾焚燒爐可見，傳統(tǒng)垃圾焚燒爐的爐內(nèi)燃燒溫度普遍不高，一般低于1000℃，故仍有部分可燃物不能得到充分燃燒，垃圾中的一些危險廢棄物例如醫(yī)療垃圾，其中的有害物質(zhì)不能徹底處理，會影響當?shù)氐耐寥篮退|(zhì)，對環(huán)境造成二次污染，而且低溫焚燒時還會產(chǎn)生對自然環(huán)境和人體有害的二噁英。
為了使垃圾得到充分燃燒分解和實現(xiàn)二噁英零排放，從20世紀80年代起，許多高新技術已應用于固體廢棄物處理中，例如超聲波法、氣化熔融技術、垃圾衍生燃料法、光化學氧化技術等。
5、等離子體氣化爐
相比傳統(tǒng)燃燒技術，等離子體技術通過對空氣進行電離，在千分之一秒內(nèi)溫度可達3000℃~10000℃，有毒物質(zhì)在高溫下快速裂解，因而不會產(chǎn)生二噁英，危險氣體和重金屬在等離子爐中處理后能實現(xiàn)無害化。當垃圾投入到等離子體氣化爐中后(如圖1)，有機垃圾在爐中，迅速脫水、熱解、裂解，產(chǎn)生以H2、CO和部分有機氣體等為主要成份的混合可燃性氣體，再經(jīng)過二次燃燒達到減容化、無害化。無機物(金屬、玻璃等)在等離子體高溫作用下熔融，達到了減容目的。等離子體技術與傳統(tǒng)燃燒技術相比，對危險廢物處理得更加徹底，產(chǎn)生的尾渣呈結(jié)晶態(tài)，其組成為無危險物，可用于建筑材料，無需填埋。經(jīng)過處理，垃圾質(zhì)量大量減少、有毒物質(zhì)裂解、焚燒灰形成玻璃渣，并且轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的材料，等離子技術處理高危廢物是危險廢物處理的發(fā)展趨勢。
目前，美國、德國、日本、比利時等發(fā)達國家都采用這種技術處理危險廢物，然而其爐襯耐火材料依然存在一定問題，未得到有效解決。等離子體氣化爐工作溫度范圍為1200℃~1700℃，等離子炬口附近溫度高達1700℃，瞬間高溫對耐火材料抗熱應力損毀能力提出了苛刻要求，等離子炬工作過程中存在著強烈的熱輻射，耐火材料表面將快速產(chǎn)生高溫，造成大的溫度梯度與熱應力。且垃圾氣化后產(chǎn)生大量的水蒸氣，水蒸氣上浮會對上部爐襯耐火材料產(chǎn)生嚴重腐蝕。國內(nèi)等離子體氣化爐技術發(fā)展較晚，迄今沒有得到成功推廣，其瓶頸之一是缺乏對等離子體氣化爐用耐火材料的應用基礎研究及理論指導。
