垃圾焚烧炉发展及用耐火材料

随着各国工业化的快速进展和城市人口的 迅速膨胀给城市管理带来的重大问题之一是： 城市垃圾和工业废弃物的急剧增多对城市自然环境和居民生活环境造成的严重污染，使人们的工作和生活乃至人们的精神状态都受到严重的不良影响。因此，对日益增多的城市垃圾和 工业废弃物的妥善处理已成为城市管理工作亟待解决的一个日益紧迫的问题。

近年来，世界各国为缓解与日俱增的城市生活垃圾和工业废弃物给城市管理和居民生活 带来的严重不利影响，相继投入大量的人力物 力与资金，积极研究和开发了各种处理措施, 探讨了多种途径，不仅积累了丰富的成功经验， 而且取得了较好的效果，大幅度地减少了垃圾处理用地，并可实现部分资源再利用，使之变废 为宝。

进入21世纪,废弃物的处理将成为我国新兴的环保产业、朝阳工业,并将成为我国未来经济发展的支柱产业，所以国家非常重视、关心和 支持环保产业的培育和发展，社会主义市场经 济和改革开放为大力发展环保产业创造了有利条件，各级政府部门已把环保产业作为推动经 济增长的重要措施，因此我国的环保产业必将 取得蓬勃的发展，为改进城市卫生状况和加强 环境管理创造了有利条件，为创建文明城市提 供了基本保证。

依据可持续发展战略，城市垃圾和工业废弃物处理的目标应该是实现无害化、减量化和资源化。在处理城市垃圾和工业废弃物时，为了实现无公害化和资源再利用，减少占地面积, 改善人类和动物的生存环境，世界各国都在积 极研究开发各种处理方法，城市垃圾和工业废 弃物常见的处理有：填埋、堆肥、热解、焚烧等4 种方式。目前，普遍认为最有效的方法是采用焚烧炉和熔融炉焚烧垃圾和工业废弃物，焚烧 法处理垃圾是实现减量化最快捷有效的技术方 法，同时焚烧法能够彻底消除有害细菌和病毒, 并可回收能量。

与此同时，为适应垃圾焚烧炉和熔融炉作业条件的需要，相继研制开发了不同类型和品种的焚烧炉和熔融炉内衬用耐火材料，但在使用中仍然存在一些技术和管理方面的问题，尚有待进一步研究解决。

垃圾焚烧炉的类型与结构：

垃圾焚烧处理已有100多年历史，1896年到1898年,德国汉堡和法国巴黎先后建立了世界上最早的生活垃圾焚烧厂，开始了生活垃圾焚烧技术的工程应用。但岀现有控制的焚烧以及烟尘综合处理、余热再利用等技术是从20世 纪70年代以后开始的。近年来，城市垃圾焚烧技术的发展具有比较明显的特点:垃圾焚烧技术正向着自我完善方向发展；向着多功能方向发展；向着资源化方向发展；向着智能化方向发展；向着环保高标准化方向发展。另外,我国生 活垃圾焚烧处理社会化、市场化和民营化是未 来发展的大趋势，垃圾焚烧管理与经营的集约 化程度较高，属比较适宜的民营化技术，未来以垃圾处理贴费与售电收入为经营基础的民营化垃圾焚烧产业，将对推进城市生活垃圾焚烧技术的总体进展发挥积极的作用。在当今国内、 国际日益重视环境保护的大环境下，采用垃圾 焚烧处理方式具有必要性和可能性。随着城市建设的发展和城市规模的扩大,城市人口数量骤增，生活垃圾产量也快速递增,使原有的垃圾填埋场日益饱和或已经饱和，而新的垃圾填埋场地又难以寻找，采取垃圾焚烧方法，可使生活 垃圾减重80 %和减容85 %以上，最大限度地 延长现有垃圾填埋场的使用寿命。此外，随着人们生活水平的提高，生活垃圾中可燃物、易燃物的含量大幅度增长，提高了生活垃圾的热值, 为应用和发展生活垃圾焚烧技术提供了先决条件。例如：日本城市生活垃圾的低位热值就已 经由20世纪60年代的3344-4196 kJ/kg，提高到目前的6270 - 7160 kj/kg，现代城市生活垃圾焚烧厂系统组成。典型的城市生活垃圾焚烧系统的工艺单元包括：

1、进出厂垃圾计量系统；

2、垃圾卸料及贮存系统；

3、垃圾进料系统；

4、垃圾焚烧系统；

5、焚烧余热利用系统；

6、烟气净化和排放系统；

7、灰渣处理或利用系统；

8、污水处理系统；

9、垃圾焚烧自动控制系统等。

垃圾焚烧炉用耐火材料：

焚烧炉用耐火材料大致分为耐火砖制品和不定形耐火材料两类。耐火砖以黏土砖、高铝砖、碳化硅砖为主。不定形耐火材料以黏土质、高铝质可塑料和黏土质、碳化硅质浇注料为主。 不过近年来，由于碳化硅质浇注料和磷酸盐结合的高铝质浇注料具有优良的耐磨损性，使其用量正在逐渐增加。

当焚烧的垃圾为不同组成的非均匀性混合物时。其类型、数量和热含量方面也有很大不同。为此内衬的物理和化学性能应适应操作期间不同阶段的要求。垃圾焚烧炉的工作温度一般不超过1200℃,但焚烧时产生的气体（如 Cl2、SO2、CO及碱金属蒸气等）对耐火材料的侵蚀性较强。同时，垃圾在高温移动中对焚烧炉某些部位（如炉底、推进器及侧墙等）的磨损和热冲击较大,要求选用优质耐火材料内衬，而且需求量也将不断増加。通常要求焚烧炉用耐火材料具有以下特点：

1. 高强度和良好的耐磨性，以抵抗固体物料的磨损和热气流的冲刷；
2. 良好的体积稳定性和耐酸性，以抵抗炉内酸性物质的侵蚀；
3. 良好的抗热震性，以抵抗炉温的变化对材料的破坏；
4. 良好的抗CO侵蚀能力，以避免因CO 侵蚀而引起炉衬崩裂；
5. 良好的施工性(不定形)；
6. 良好的耐热、隔热性。在选用耐火材料时，应根据各种形式焚烧炉的操作条件和各种耐火材料的性能，选择合适的耐火材料。