耐火材料在垃圾发电的应用

发布时间：2022/9/28 17:54:48

目前用于垃圾焚烧发电采用的锅炉和回转窑比较，今天给大家介绍一下耐火材料在垃圾发电的应用，请看详细内容。

目前垃圾发电厂中广泛采用流化床焚烧技术，虽然燃烧效果不理想，但其建设成本低、环保性能好，因此在垃圾焚烧行业中占据着一半的份额。现阶段流化床焚烧项目向着污泥与垃圾混烧方向发展，目前部分流化床垃圾焚烧项目都在掺烧污泥，掺烧污泥分成两种：（1）湿污泥，含水量控制在80%左右；（2）干污泥，含水量控制在40%左右。根据以往经验得出，掺烧湿污泥的量一般不超过20%，主要为避免因掺烧的量过大而影响焚烧设备和燃烧状况；而干污泥的掺烧量对于燃烧的影响并不大。由此可见，未来垃圾与干污泥混烧将是流化床垃圾焚烧技术的一种新的发展趋势。

垃圾焚烧炉与燃煤炉联合运行

为了处理城市的生活垃圾, 充分利用热电厂原有的设备设施, 可采用垃圾焚烧炉与燃煤锅炉联合运行的方式。为避免垃圾焚烧炉过热器产生高温腐蚀, 过热蒸汽参数宜小于400 ℃。利用燃煤锅炉负荷调节性能好、燃烧效率高特点, 将垃圾焚烧炉过热蒸汽与燃煤锅炉的饱合蒸汽混合后,引入燃煤锅炉过热器再用于发电和对外供热。

垃圾发电焚烧系统

1.垃圾层燃焚烧系统。采用滚动炉排、水平往复推饲炉排和倾斜往复炉排(包括顺推和逆推倾斜往复炉排)等, 垃圾不需要进行严格的预处理。滚动炉排和往复炉排的拨火作用强, 比较适用于低热值、高灰分的城市垃圾焚烧。

2.流化床式焚烧系统。采用垃圾悬浮燃烧,气与垃圾充分接触, 燃烧效果好。流化床燃烧需要颗粒大小均匀的燃料, 燃料给料均匀, 难以焚烧大块垃圾, 因此流化床式焚烧系统对垃圾的预处理要求严格, 限制了其在工业废弃物和城市垃圾焚烧领域的发展。

3.旋转筒式焚烧炉。将垃圾投入连续、缓慢转动的筒体内焚烧, 直到燃尽, 能够实现垃圾与空气的良好接触, 充分的燃烧。西方国家多将该类焚烧炉用于有毒、有害工业垃圾的处理。

4.熔融焚烧炉。还处于开发阶段, 是用高温熔融铁水作为焚烧炉料, 温度高达1 400 ℃,垃圾投入炉中便迅速熔化或气化, 是二次污染极少的新型锅炉。

不同的焚烧炉，不同的使用部位，使用温度不同，以下选型建议仅供参考：

燃烧室的室顶、侧壁、烧嘴其使用温度为1000-1400℃，可选用耐火度为1750-1790℃的高铝砖及粘土砖，也可选用耐火度为1750-1790℃的可塑料；

炉箅侧的上部、中部、下部其使用温度为1000-1200℃，可选用碳化硅砖或耐火度为1710-1750℃的粘土砖，也可选用耐磨浇注料；

二次燃烧室的室顶、侧壁其使用温度为800-1000℃，可选用耐火度低于1750℃的粘土砖或粘土质浇注料；

热交换室的室顶、侧壁，喷射室的室顶、侧壁、室底其使用温度低于600℃，可选用耐火度低于1710℃的粘土砖或粘土质浇注料；

调整烟道和烟道的使用温度为600℃，可选用耐火度低于1670℃的粘土砖或粘土质浇注料。 

以上焚烧炉用耐火材料的选择依据应视具体情况而论，对不同类型的焚烧炉应结合多方面的因素由设备操作期间出现的最苛刻的情况决定。

垃圾焚烧炉炉衬材料的选择，根据炉膛温度的高低，选用能承受焚烧温度的耐火材料和和隔热保温砖；其次须考虑燃烧后的产物对炉衬的腐蚀性。如焚烧碱性废液时，炉内温度高达1000℃情况下，Na-以氧化钠状气体散发，耐火砖中的SiO2成分与Na2O结合，生成低融点的矿物质(Na2O·Al2O3·2SiO2)，凝聚在耐火砖表面而侵蚀。如耐火砖是高铝砖，虽SiO2成分少，但由于Al203与Na20反应生成中间体的铝酸钠(Na2O，Al2O3)，在高温情况下，将产生膨胀裂缝，使耐火砖组织脆化。因此，选用含较高氧化铝的高铝耐火材料，或选用抗碱性腐蚀更好的铬镁质、镁质和铝镁质的耐火材料。

为了抵抗盐碱等介质的渗透和侵蚀，并提高材质的抗渣性，一般选用气孔率较小的材质。选用垃圾焚烧炉炉衬里材料时，还应注意炉内不同部位的温度和腐蚀情况，可选用不同等级的材质。其中，燃烧室(即I区)最高温度为1400?1600℃，可选用含Al2O3=90%的刚玉砖；炉膛上部(即I区)工作温度为900?1000℃，锥部设有废液喷嘴，可选用含Al2O3>75%的高铝砖，炉膛中部(即II区)工作温度为900℃，有熔融的盐碱沿炉衬下流，腐蚀严重，可选用一等高铝砖(LZ—65)；炉膛下部(即IV区)工作条件基本与炉膛中部相同，当燃烧产物中有大量熔融盐碱时，易在斜坡上聚集，停留时间长，也易渗入耐火材料中，若有Na2CO3时腐蚀更为严重，因此比炉膛中部恶劣，应选用孔隙率更低的致密材料，如电熔耐火材料制品等。上述情况只对一般盐碱件腐蚀的选材而言，对有较强碱性的还应提高含铝量或含镁铬等元素的碱性耐火材料。

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