本发明涉及水泥窑协同处置,特别是涉及一种废弃物焚烧炉炉床衬里模块及其制造方法。
背景技术:
1、利用水泥窑炉协同处置固体废弃物具有独特的优势,是当前其他任何处置技术或方法、包括垃圾发电等都是无法比拟的,可以彻底实现“无害化、减量化、资源化和集约化”。水泥窑在协同处置技术方面发展也很迅速,目前已经从以前废弃物热能利用率只能达到25%~35%的较低离线式处置,发展到现在的热能利用率可达80%以上甚至100%的在线式处置。
2、在线式废弃物焚烧炉的其中一种形式主要为空气脉冲式废弃物焚烧炉,其底部炉床设置有多步阶梯式台阶,阶梯式台阶由喷气管道及浇注料构成,喷气管道连接空气炮,通过空气炮的启动频率和顺序控制,给炉内喷嘴分配压缩空气脉冲,利用气流使垃圾衍生可燃物及其燃烧残留物在炉底台阶上翻转、旋转前进。现有炉床台阶衬里主要采用单一品种浇注料,浇注料易结焦,易损坏,寿命非常短,甚至只有几个月,严重影响了废弃物焚烧炉的运转率及热能利用效率,给企业造成经济损失。
3、综上,现有技术存在的问题是:
4、(1)由于空气炮的高压气流喷吹,炉床浇注料很快磨损,使用寿命短,有些甚至只有一两个月时间,就需要重新修补更换,影响焚烧炉运转率。
5、(2)浇注料损坏后,由浇注料形成的高压风道也很容易快速磨损,导致气流紊乱,起不到使废弃物在炉底台阶上翻转、旋转前进的作用。
6、(3)废弃物中含有大量水分,颗粒大小不一,分布很不均匀,热值也千差万别,燃烧很不稳定,在炉床上容易形成局部高温,导致浇注料表层上形成结焦现象,大大缩短浇注料使用寿命,并降低焚烧炉热能利用率。
7、(4)浇注料现场施工时,由于浇注料厚度较厚,加水量不好控制,且施工后浇注料水分不容易烘干,导致浇注料初期易炸裂,后期强度低,寿命短。
8、因此,针对现有炉床浇注料寿命短、易结焦、焚烧炉热能利用率及运转率低的问题,有必要开发一种废弃物焚烧炉炉床用长寿型抗结焦且成本低的炉床衬里模块及其制造方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种废弃物焚烧炉炉床衬里模块及其制造方法,通过对单个衬里模块结构及其制造方法的改变,提高了耐火材料的使用寿命,有效缓解了高压脉冲气流对耐火材料的冲刷及废弃物燃烧在耐火材料表面易结焦的问题,提高了焚烧炉运转率及热能利用率,并通过分层应用不同材质耐火材料,在保证寿命的基础上,降低了耐火材料成本,并优化制造工序,保证了耐火材料施工质量。
2、本发明是这样实现的,一种废弃物焚烧炉炉床衬里模块,包括位于外部的金属壳体,位于金属壳体内部的陶瓷纤维材料、锚固网和浇注料,位于浇注料内部的喷气管道,以及位于浇注料表面的抗结焦耐火板;所述陶瓷纤维材料敷设于金属壳体四周内壁和底部,所述锚固网位于浇注料内,所述浇注料包括由下至上依次设置的隔热层浇注料和工作层浇注料;所述喷气管道出口倾斜向上;所述抗结焦耐火板分为若干块并镶嵌于工作层浇注料表面,作为高温燃烧面接触替代燃料。
3、优选的,所述工作层浇注料的厚度大于隔热层浇注料的厚度;所述工作层浇注料为钢纤维刚玉莫来石浇注料或碳化硅抗结皮浇注料,所述隔热层浇注料为低导热轻质隔热浇注料。
4、优选的,所述工作层浇注料的体积密度为2500~3000kg/m3,工作层浇注料中al2o3含量≥87%,1000℃3h高温耐压强度≥80mpa;所述隔热层浇注料的体积密度为1000~1700kg/m3。
5、优选的,所述抗结焦耐火板的厚度为20-30mm,抗结焦耐火板中碳化硅含量≥72%,耐压强度≥120mpa。
6、优选的,所述陶瓷纤维材料的厚度为3-10mm,厚度可压缩,最高使用温度≥1000℃。
7、优选的,所述锚固网位于隔热层浇注料及工作层浇注料内;所述锚固网的材质为耐热钢,锚固网由钢筋焊接围成,钢筋直径为5-10mm。
8、优选的,所述锚固网两端焊接固定在金属壳体四周内壁上或喷气管道外壁上且间隔一定距离均匀分布。
9、一种废弃物焚烧炉炉床衬里模块的制造方法,包括如下步骤:
10、s1、根据炉床衬里模块内预先设定好的位置,将锚固网焊接固定在金属壳体四周内壁上或喷气管道外壁上且均匀分布,此时金属壳体的壳底未安装,喷气管道焊接固定在金属壳体上;并在炉床衬里模块的替代燃料接触面位置点焊辅助钢板,然后将金属壳体倒置;
11、s2、在金属壳体四周内壁粘贴可压缩陶瓷纤维材料;
12、s3、在辅助钢板上平铺若干块抗结焦耐火板,然后在抗结焦耐火板上填充一定厚度的工作层浇注料,然后再填充一定厚度的隔热层浇注料;
13、s4、填充完浇注料后放在振动台上振动;
14、s5、振动后在空气中养护1-2天,然后放入烘干炉中慢速升温并保温一定时间进行烘干;
15、s6、烘干后,在隔热层浇注料上粘贴陶瓷纤维材料,然后将金属壳体的壳底焊接固定,再将金属壳体翻倒回来,去掉辅助钢板,得到炉床衬里模块。
16、优选的,烘干时,每升温100-120℃保温一定时间,升温速率<20℃/h,最高温度为300-400℃,烘干时间≥5天。
17、本发明具有以下优点和有益效果:
18、1、本发明的炉床衬里模块在最上面接触废弃物的材料选用抗结焦耐火板,抗结焦性能及耐磨性能好,使焚烧炉炉床不易结焦,使废弃物在炉床上易翻转、旋转前进,焚烧炉运转率及热能利用率提高,材料使用寿命可以增加至1年及以上。
19、2、根据炉床每个模块的壳体及内部喷气管结构,自金属壳体底部从冷面向热面采用不同厚度及材质的隔热层浇注料及工作层浇注料,在保证使用寿命的基础上,降低材料的成本及导热性能。
20、3、本发明的炉床衬里模块并不在现场施工,在耐火材料厂家进行制作,并经振动烘干等预制程序,质量更有保障,大幅度增加了使用寿命。
21、4、本发明充分考虑金属壳体及耐火材料膨胀系数的不同,合理设计膨胀量,增加了耐火材料的使用寿命。
1.一种废弃物焚烧炉炉床衬里模块,其特征在于,包括位于外部的金属壳体,位于金属壳体内部的陶瓷纤维材料、锚固网和浇注料,位于浇注料内部的喷气管道,以及位于浇注料表面的抗结焦耐火板;所述陶瓷纤维材料敷设于金属壳体四周内壁和底部,所述锚固网位于浇注料内,所述浇注料包括由下至上依次设置的隔热层浇注料和工作层浇注料;所述喷气管道出口倾斜向上;所述抗结焦耐火板分为若干块并镶嵌于工作层浇注料表面,作为高温燃烧面接触替代燃料。
2.根据权利要求1所述的废弃物焚烧炉炉床衬里模块,其特征在于,所述工作层浇注料的厚度大于隔热层浇注料的厚度;所述工作层浇注料为钢纤维刚玉莫来石浇注料或碳化硅抗结皮浇注料,所述隔热层浇注料为低导热轻质隔热浇注料。
3.根据权利要求1所述的废弃物焚烧炉炉床衬里模块,其特征在于,所述工作层浇注料的体积密度为2500~3000kg/m3,工作层浇注料中al2o3含量≥87%,1000℃3h高温耐压强度≥80mpa;所述隔热层浇注料的体积密度为1000~1700kg/m3。
4.根据权利要求1所述的废弃物焚烧炉炉床衬里模块,其特征在于,所述抗结焦耐火板的厚度为20-30mm,抗结焦耐火板中碳化硅含量≥72%,耐压强度≥120mpa。
5.根据权利要求1所述的废弃物焚烧炉炉床衬里模块,其特征在于,所述陶瓷纤维材料的厚度为3-10mm,厚度可压缩,最高使用温度≥1000℃。
6.根据权利要求1所述的废弃物焚烧炉炉床衬里模块,其特征在于,所述锚固网位于隔热层浇注料及工作层浇注料内;所述锚固网的材质为耐热钢,锚固网由钢筋焊接围成,钢筋直径为5-10mm。
7.根据权利要求1所述的废弃物焚烧炉炉床衬里模块,其特征在于,所述锚固网两端焊接固定在金属壳体四周内壁上或喷气管道外壁上且间隔一定距离均匀分布。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述的废弃物焚烧炉炉床衬里模块的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
9.根据权利要求8所述的废弃物焚烧炉炉床衬里模块的制造方法,其特征在于,烘干时,每升温100-120℃保温一定时间,升温速率<20℃/h,最高温度为300-400℃,烘干时间≥5天。