化肥廠丙烯酸裝置廢水焚燒爐屬于典型的立式液體噴射焚燒爐,爐體主要由燃燒室、混合反應(yīng)區(qū)、主反應(yīng)區(qū)、殘余反應(yīng)區(qū)與急冷回收處理室構(gòu)成。爐內(nèi)正常工作溫度為950℃,工作時(shí),焚燒爐在頂部助燃?xì)怏w下點(diǎn)火,廢液從上斜段的孔中進(jìn)入,在壓縮空氣的作用下噴射霧化為細(xì)小的液滴,以懸浮態(tài)連續(xù)燃燒,燃燒后產(chǎn)物在下部進(jìn)行急冷回收,并將達(dá)標(biāo)的煙氣直接排放。
該焚燒爐焚燒的主要介質(zhì)是裝置的濃縮廢水、廢液、汽提氣及廢氣等廢物,其主要成分是水、醋酸鈉、丙烯酸鈉、氫氧化鈉、丙烯酸和醋酸、甲苯磺酸鈉、氮?dú)?、氧氣、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲醇、乙醇及浮油物等物質(zhì)。這些物質(zhì)一是本身有的具有較強(qiáng)的腐蝕性,二是它們?cè)谌紵D(zhuǎn)化反應(yīng)中產(chǎn)生的未被燃燒氣帶走的鈉鹽與焚燒爐的爐磚發(fā)生反應(yīng),使焚燒爐的襯里材料發(fā)生破壞,影響焚燒爐的正常運(yùn)行。因此,選取合適的內(nèi)襯材料對(duì)焚燒爐的長(zhǎng)周期運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。
焚燒爐內(nèi)襯材料的選取及材料特性 ? ? ?
丙烯酸廢水焚燒爐內(nèi)襯原由日本的Krosaki Harima Corpora-tion進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的,內(nèi)襯層僅使用了一年就發(fā)生了嚴(yán)重的侵蝕剝離,尤其是上斜段與中間直段的上1/4部位,侵蝕剝離最為嚴(yán)重。
針對(duì)這一現(xiàn)狀,我們進(jìn)行了分析。
1、當(dāng)廢液噴射霧化正常時(shí),焚燒爐內(nèi)襯的侵蝕剝離主要是由于部分未充分燃燒的廢液和廢液燃燒產(chǎn)物與爐壁內(nèi)襯接觸發(fā)生了反應(yīng),在爐內(nèi)襯表面上產(chǎn)生了會(huì)使其損壞的化合物,使內(nèi)襯產(chǎn)生裂紋,反應(yīng)后的化學(xué)物易于從內(nèi)襯表面剝離,從而帶離走發(fā)裂的部分內(nèi)襯,使?fàn)t內(nèi)襯逐漸變薄,而上斜段與中間直段上1/4部位是混合主反應(yīng)區(qū),是霧化廢液與燃燒產(chǎn)物在爐壁聚集量最多的場(chǎng)所,接觸反應(yīng)最為嚴(yán)重,因此,侵蝕剝離最嚴(yán)重;
2、當(dāng)廢液噴射霧化不正常時(shí),大部分廢液直接噴射到爐內(nèi)襯上,使受沖刷的局部?jī)?nèi)襯溫度急劇降低,與周圍的爐內(nèi)襯層形成溫度差,從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過爐內(nèi)襯強(qiáng)度時(shí),即產(chǎn)生裂紋,隨著時(shí)間的推移,裂紋不斷擴(kuò)展延伸,發(fā)生斷裂,造成爐內(nèi)襯不斷剝落變薄,而上斜段與中間直段上1/4部位是沖刷侵蝕最直接接觸的部位,因此侵蝕剝離最嚴(yán)重。為此,我們必須選用耐蝕性能好、抗熱震性高、高溫體積穩(wěn)定性好的的耐火材料作為焚燒爐的內(nèi)襯材料。
1內(nèi)襯材料的選取
結(jié)合焚燒爐的內(nèi)襯在上斜段及中間直段的上1/4部位最容易受到損壞,且損壞最嚴(yán)重的情況,綜合考慮材料的理化性能與經(jīng)濟(jì)成本,我們選用鋯剛玉莫來(lái)石磚、重質(zhì)高鋁磚與高鋁輕質(zhì)隔熱磚及相應(yīng)配套的耐火膠泥材料,在焚燒爐7050mm(中間直段的2/3處,以殘余反應(yīng)區(qū)底部為基準(zhǔn)面)以上的內(nèi)襯面層砌筑鋯剛玉莫來(lái)石磚,0-7050mm的內(nèi)襯面層砌筑重質(zhì)高鋁磚,整個(gè)焚燒爐內(nèi)襯中間層砌筑高鋁輕質(zhì)隔熱磚。
2材料的特性
選用的鋯剛玉莫來(lái)石磚、重質(zhì)高鋁磚與高鋁輕質(zhì)隔熱磚對(duì)比鋯剛玉莫來(lái)石磚與重質(zhì)高鋁磚的理化性能指標(biāo),可以看出鋯剛玉莫來(lái)石磚含有ZrO2,重質(zhì)高鋁磚不含ZrO2,鋯剛玉莫來(lái)石磚的常溫耐壓強(qiáng)度、0.2MP荷重軟化溫度比重質(zhì)高鋁磚的高,說(shuō)明鋯剛玉莫來(lái)石磚在溫度和負(fù)荷同時(shí)作用下抵抗變形的能力比重質(zhì)高鋁磚強(qiáng),耐蝕性比重質(zhì)高鋁磚好;鋯剛玉莫來(lái)石磚的重?zé)€變化率(1500℃×3h)比重質(zhì)高鋁磚的小,說(shuō)明鋯剛玉莫來(lái)石磚在高溫作用下外形線度和體積保持穩(wěn)定而不發(fā)生永久變形的性能比重質(zhì)高鋁磚好,即鋯剛玉莫來(lái)石磚的高溫體積穩(wěn)定性更好。高溫體積穩(wěn)定性好,可以保證砌體的穩(wěn)定性,避免砌體開裂,造成設(shè)備損壞。
焚燒爐內(nèi)襯的施工 ? ? ?
1具體施工
(1)對(duì)焚燒爐進(jìn)行檢查測(cè)量,看拖磚板是否完好,設(shè)備有無(wú)變形,爐子各部位尺寸是否與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符,整個(gè)爐子是否符合砌筑要求。
(2)爐子符合砌筑要求時(shí),將爐壁清理干凈,然后涂刷瀝青脂高溫密封膠。
(3)待密封膠干后,測(cè)量確定焚燒爐的中心線與主要標(biāo)高控制線,明確劃出7050mm位置的定位線。
(4)按照?qǐng)D紙,以爐殼為導(dǎo)面從下向上依次砌筑高鋁輕質(zhì)隔熱磚、重質(zhì)高鋁轉(zhuǎn)與鋯剛玉莫來(lái)石磚,砌筑過程嚴(yán)格按照工業(yè)爐砌筑工程施工規(guī)范進(jìn)行,每種磚用配套的專用膠泥進(jìn)行粘結(jié)砌筑。
(5)每砌筑完一層重質(zhì)高鋁轉(zhuǎn)與鋯剛玉莫來(lái)石磚用水平儀、水平管檢查單塊磚與局部磚的水平情況、用卷尺沿預(yù)先確定的中心線測(cè)量?jī)?nèi)襯層的直徑,看是否符合要求,對(duì)不滿足要求的及時(shí)進(jìn)行調(diào)整整改。
(6)在斜段內(nèi)襯砌筑還剩5層磚左右時(shí),選4~6個(gè)點(diǎn)將剩余磚層的磚進(jìn)行預(yù)放樣,看斜段是否能很好的與直段銜接好,然后再砌筑。
(7)砌筑過程中,遇到焚燒爐爐殼局部凸起變形時(shí),即實(shí)際直徑尺寸小于設(shè)計(jì)制造尺寸,當(dāng)變形量較小時(shí),砌筑時(shí),將面層重質(zhì)高鋁磚或鋯剛玉莫來(lái)石磚與中間層高鋁輕質(zhì)隔熱磚接觸處的灰縫留小,同時(shí),面層重質(zhì)高鋁磚間或鋯剛玉莫來(lái)石磚間的水平縫靠近高鋁輕質(zhì)隔熱磚端的膠泥稍厚一些,工作面端的膠泥薄一些,這樣砌筑幾層磚,將凸起變形引起的尺寸偏差找正,確保內(nèi)襯面層磚面不出現(xiàn)臺(tái)階,內(nèi)襯尺寸符合要求,當(dāng)變形量較大時(shí),則切割加工磚,使內(nèi)襯尺寸與正常段的內(nèi)襯尺寸保持一致,滿足要求;遇到焚燒爐爐殼局部凹陷變形時(shí),即實(shí)際直徑尺寸大于設(shè)計(jì)制造尺寸,當(dāng)變形量較小時(shí),在面層重質(zhì)高鋁磚或鋯剛玉莫來(lái)石磚與中間層高鋁輕質(zhì)隔熱磚的間隙處直接用膠泥填補(bǔ)來(lái)彌補(bǔ)變形尺寸偏差,當(dāng)變形量較大時(shí),在面層重質(zhì)高鋁磚或鋯剛玉莫來(lái)石磚與中間層高鋁輕質(zhì)隔熱磚間隙處灌注鋯剛玉莫來(lái)石澆注料,找回變形尺寸偏差。
(8)施工中,膠泥應(yīng)均勻的抹在磚的砌筑面上,通過擠壓將膠泥擠出,確保磚縫膠泥飽滿,砌筑完后,內(nèi)襯表面進(jìn)行勾縫處理。
結(jié)束語(yǔ) ? ??
丙烯酸裝置廢水焚燒爐采用這種內(nèi)襯結(jié)構(gòu)取得了良好的效果,襯里使用了3年才進(jìn)行更換。這為同類焚燒爐的爐襯選取施工提供了一個(gè)好的參考。
襯里層之所以能使用這么久主要是因?yàn)殇唲傆衲獊?lái)石磚中含有Zr O2,鋯剛玉莫來(lái)石磚中的Zr O2阻止了焚燒爐燃燒產(chǎn)生的鈉鹽與Al2O3、Si O2等物質(zhì)的反應(yīng),減緩了腐蝕速率,從而延長(zhǎng)了襯里的使用壽命。
焚燒爐的爐襯在上斜段與中間直段的1/4部位損壞最嚴(yán)重,鋯剛玉莫來(lái)石磚的耐蝕性、抗熱震性與高溫體積穩(wěn)定性比重質(zhì)高鋁磚好,因此在7050mm以上的內(nèi)襯面層用鋯剛玉莫來(lái)石磚,0-7050mm的內(nèi)襯面層用重質(zhì)高鋁磚,7050mm位置的選取確定依據(jù)原來(lái)爐襯的損壞情況,并加以一定的富余量。
整個(gè)內(nèi)襯面層沒有全部用鋯剛玉莫來(lái)石磚,是因?yàn)殇唲傆衲獊?lái)石磚的價(jià)格昂貴,它是重質(zhì)高鋁磚價(jià)格的2~4倍,焚燒爐下部損壞較上部輕,重質(zhì)高鋁磚已具備防護(hù)作用,這樣比全部用鋯剛玉莫來(lái)石磚可以節(jié)約幾十萬(wàn)的經(jīng)濟(jì)成本。如果生產(chǎn)運(yùn)行平穩(wěn),盡可能減少焚燒爐的開停車次數(shù),則內(nèi)襯的使用壽命會(huì)更加長(zhǎng)久。
