循環流化床垃圾焚燒爐與耐火材料

循環流化床焚燒爐是應用循環流化床燃燒技術設計的。用于垃圾、污泥、廢液等廢棄物的焚燒有非常巨大的優勢。循環流化床焚燒爐是符合我國國民經濟水平的，是適合處理低熱值廢棄物的，是環保型的焚燒爐。
圖1：流化床焚燒系統示意圖· 循環流化床焚燒爐的特點:1. 最適合焚燒低熱值垃圾燃料由于焚燒爐爐內含有一定量的爐料，爐內氣、固流體強烈混合，垃圾進入爐內即和熾熱的石英砂迅速、充分混合，垃圾從加熱、干燥到燃燒全過程完成迅速，焚燒爐蓄熱量大，著火條件好，燃燒穩定性好。2. 環保性能好循環流化床鍋爐燃燒溫度控制在 850－950℃之間，氮氧化物排放低。垃圾焚燒處理方式的另一重要問題是焚燒時產生的氯化氫和二噁英等有毒氣體，根據國外科學家的科學實驗研究，垃圾焚燒產生二噁英的條件為：燃燒溫度低于850℃，爐內燃燒溫度不均勻，垃圾不完全燃燒導致許多二噁英前體 (CP，CBs)的生成，煙氣在爐內停留時間短和金屬催化。循環流化床垃圾焚燒爐燃燒溫度穩定且均勻，在爐型的設計上使煙氣在爐內停留時間加長，因此破壞了有毒、有害氣體的產生環境，從根本上降低了有害氣體產生量。3. 垃圾減量化程度最高，灰渣可綜合利用循環流化床焚燒爐對垃圾的燃燼率最高，灰渣中不含有機物和可燃物，灰渣無異味可直接填埋或綜合利用，灰渣中金屬可回收。
4. 經濟效益好，投資回報率高循環流化床焚燒爐建設投資僅為進口焚燒爐的五分之一左右，國產技術后期維修有保障，其費用遠低于進口設備。循環流化床焚燒爐焚燒低熱值垃圾時需要補充的燃料少（煤與垃圾重量比小于 1：4），所以運行費用遠低于其他焚燒爐。

圖2：循環流化床焚燒過程示意圖
· 流化床垃圾焚燒爐用耐火材料：循環流化床垃圾焚燒爐耐火耐磨材料的應用主要分為以下幾個區域： 風室、 爐膛下部密相區、 燃燒區、 給料口、 高溫旋風分離器和回料管等，不同的區域應根據氣氛條件選用合理的耐火耐磨材料。一般來說，規則區域利用耐火磚為好，難于施工的不規則區采用澆注料或可塑料。水冷風室一般設計為單層襯里的防磨結構，材料可采用中質耐磨可塑料，布風板采用自流式剛玉澆注料或剛玉耐磨可塑料。對于流化床垃圾焚燒爐，床料和垃圾密度相差比較大，垃圾主要集中在稀相區燃燒，密相區的溫度相對較低，磨損比較強烈，一般采用剛玉澆注料或耐磨可塑料，此處欠氧燃燒，還原性氣氛強烈，應嚴格控制材料的 Fe₂O₃含量，以提高該材料抗CO侵蝕的能力。垃圾落料口和落煤口處于密相區和稀相區交接處，這兩個部位屬于易磨損區，可采用更耐磨的剛玉結合碳化硅的澆注料或利用莫來石和剛玉混合澆注料。燃燒區，也就是投料口以上，此處煙氣溫度比較高，一般在 850℃以上，可為采用碳化硅耐磨耐火澆注料或剛玉耐磨澆注料。爐膛出口和分離器進口為易磨損部件，尤其是分離器進口，可采用高強度耐磨澆注料或碳化硅磚，由于此處為非規則區域，施工的方法和經驗尤為重要。回料管也是循環流化床的關鍵部件，一般設計為多層襯里的防磨結構，材料采用高強耐磨耐火澆注料、剛玉耐磨磚等，并根據管徑的大小決定其具體施工方式。
圖3 循環流化床垃圾焚燒爐示意圖