废水焚烧炉内衬改用耐火浇注料后的对比分析

废水焚烧炉主要任务是烧除装置生产产生的含有废有机物的废水，氢氰酸尾气，另外还烧除硫铵单元放生故障及停车时送来的硫铵液。工作时，废水经中压蒸汽雾化，在燃料油或燃料气燃烧所产生的高温下，进行强氧化反应，分解生成无毒且符合环保排放标准的气体高空排放至大气。

(1)设备及炉衬结构

该废水焚烧炉是立式圆筒炉。炉体总高约50 m，其中筒体高16 m，烟囱高32.8 m， 2820 mm（1层拖板位置，以炉底为基准）以下有4个油气喷嘴，2个HCN喷嘴，2820 mm至5630 mm（二层拖砖板位置）之间有油气喷嘴6个，废水喷嘴8个，5630 mm至7980 mm（三层拖砖板位置）之间有废水喷嘴4个，硫铵喷嘴12个。炉内正常工作温度为800-950℃，炉壁设计温度为200 ℃。炉内衬有耐火材料，由托板支撑，其内衬结构从炉壁到工作热面层依次是δ=3 mm厚的石棉板、50 mm厚的磷酸铝膨胀珍珠岩、65 mm厚的轻质隔热砖、114 mm厚的粘土耐火砖。

(2)炉衬运行情况

该炉衬使用1年左右，炉壁外表面多处的高温油漆发生脱落，通过炉壁测温，发现局部多个点的温度超过设计温度，炉壳局部发生凸起变形，晚上局部炉壳能看见发红，为了不影响生产，造成紧急停车，曾多次采取在炉壁外表增焊钢板方箱，往方箱内灌注耐火浇注料的方式来延长焚烧炉的运行，但这样维修方式延长的运行时间有限。检修期间，对该炉衬进行更换检修，打开炉门发现炉内第三层托砖板下的内衬发生了严重的脱落，一二层部分托砖板烧掉了一半左右，一层喷火嘴砖及托板烧损掉了三分之二左右，局部炉壁钢板出现了烧透现象。三层托砖板上的内衬相对较好一些，减薄较少。

(3)炉衬损毁原因

结合废水焚烧炉的日常运行情况分析，之所以炉衬的烧损最严重部分在二层托砖板以下，是因为废水焚烧炉主要是使用一二层的油气喷嘴喷出的油气燃料来燃烧HCN喷嘴喷出的气态HCN和废水喷嘴喷出的废液，工作时，下部炉衬受到废水、HCN及其燃烧产物的侵蚀、直接冲刷及热冲击等作用，导致炉衬不断剥离脱落，衬里层减薄，直至局部出现穿透。三层的废水喷嘴和硫铵喷嘴只有在硫铵单元出现异常和停车时才打开使用，使用情况相对较少，故附近炉衬烧损没有下部严重。

2：炉衬更改施工

根据炉衬的烧损现状，综合考虑材料的理化性能、施工及经济成本，对原炉衬进行更改，选用不同的耐火材料分段衬在炉壁上形成新的炉衬结构。我们在筒体三层托砖板（7980 mm）以下从炉壁到工作热面层依次铺贴5 mm的石棉板，浇注115 mm厚的高铝质浇注料，砌筑114 mm厚的重质高铝砖，炉衬总厚度235 mm。筒体三层托砖板以上从炉壁到工作热面层依次铺贴5 mm的石棉板，浇注70 mm厚的高铝轻质浇注料，砌筑114 mm厚的轻质高铝砖，筒体炉衬总厚度190 mm。

3：对比分析

丙烯腈装置废水焚烧炉更换的新炉衬用这种分段衬里结构后运行时间得到延长，炉衬效果较好，和原衬里结构比较，具有如下优点。

(1)将工作面层的粘土砖改为重质高铝砖，考虑到了钠盐对耐火材料的破坏，丙烯腈废水焚烧炉选择耐火材料含铝量要达到50%～65%，孔隙率必须低于20%，重质高铝砖能达到这样的要求，而粘土砖铝含量为30%～48%，重质高铝砖的含铝量比粘土砖高，孔隙率比粘土砖低，防护性能比粘土砖好，因此在同一工况条件下使用寿命相对较长。

(2)中间层选用浇注料代替轻质隔热耐火砖。一是可以减少异型砖的种类及数量；二是施工更加方便快捷，直接振捣密实，不用一块一块砌筑，缩短了检修时间；三是浇注料衬里比轻质隔热砖衬里的整体稳定性好，强度和气密性相比提高，抗震动和冲击的性能比砖砌体好，如果工作面层的砖破坏剥落，浇注料比轻质隔热耐火砖更能持久的抵抗烧蚀，延长炉子的使用时间。

(3)根据工况分段应用不同的耐火材料而不使用统一的炉衬结构有利于经济成本的节约，三 层托砖板以下炉衬侵蚀烧损最严重，炉衬最易受到破坏，因此选用重质高铝砖和高铝质浇注料，它们的理化性能较轻质高铝砖和高铝轻质浇注料好，防护性能好。但同等块数用量下，它们的价格是轻质高铝砖和高铝轻质浇注料的2倍多，而三层托砖板以上的轻质衬里层已能达到工况防护要求，因此进行分段衬里。