防止低温腐蚀的焚烧炉炉墙结构

627 编辑：中冶有色技术网来源：山东同智创新能源科技股份有限公司

2023-12-28 13:48:56

权利要求书： 1.一种防止低温腐蚀的焚烧炉炉墙结构，其特征在于，包括焚烧炉内衬结构(110)和夹层结构(111)，所述夹层结构(111)位于焚烧炉内衬结构(110)外侧，所述焚烧炉内衬结构(110)包括铬刚玉砖层(102)和保温层，所述保温层自内向外依次设有低硅高铝耐热浇注料层(103)、隔热浇注料层(104)和硅酸铝陶瓷纤维毯层(105)，所述铬刚玉砖层(102)位于焚烧炉内衬结构(110)的内侧，所述夹层结构(111)包括承重层、空气夹层(107)和防护层，所述承重层位于焚烧炉内衬结构(110)中保温层的外侧，所述空气夹层(107)位于承重层和防护层中间，所述空气夹层(107)顶部和底部与大气连通，冷空气从空气夹层(107)底部流入，顶部流出，对承重层进行持续冷却。

2.根据权利要求1所述的一种防止低温腐蚀的焚烧炉炉墙结构，其特征在于，所述低硅高铝耐热浇注料层(103)包括低硅致密电熔白刚玉、氧化铝微粉α-A、活性氧化铝ρ-A、纳米级ZrO2、外加剂、纯铝酸钙水泥和电熔白刚玉。

3.根据权利要求1所述的一种防止低温腐蚀的焚烧炉炉墙结构，其特征在于，所述隔热浇注料层(104)包括耐火轻骨料、粉料、结合剂或外加剂。

4.根据权利要求3所述的一种防止低温腐蚀的焚烧炉炉墙结构，其特征在于，所述耐火轻骨料包括膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、陶粒和氧化铝空心球中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种防止低温腐蚀的焚烧炉炉墙结构，其特征在于，所述夹层结构(111)中的承重层为钢壳体层(106)。

6.根据权利要求1所述的一种防止低温腐蚀的焚烧炉炉墙结构，其特征在于，所述防护层包括波纹板层(108)。

说明书：一种防止低温腐蚀的焚烧炉炉墙结构技术领域[0001] 本实用新型涉及焚烧炉炉墙技术领域，具体涉及一种防止低温腐蚀的焚烧炉炉墙结构。背景技术[0002] 我国“富煤、缺油、少气”的资源禀赋特点决定了煤基合成具有广阔的市场，EG作为重要的化工原料有很大的市场需求。煤制EG工艺会产生多股废气、废液，成分复杂，依照《危险废物鉴别标准易燃性》(GB5085.4)和《危险废物鉴别标准通则》(GB5085.7)的规定，应做为危险废物处理，按照《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)的规定必须采用焚烧无害化处理。[0003] 废气、废液中的有机污染物在燃烧时会转化为CO2和H2O，而燃烧器大多采用蒸汽雾化，另外废气、废液携带水分，三者共同致使烟气不可避免的含有较高浓度的蒸汽。若焚烧炉炉壁的壁温低于露点，废气、废液中的酸性物质将溶于水液滴形成酸，腐蚀炉壁，称为低温腐蚀(亦称露点腐蚀)。低温腐蚀会大幅缩短焚烧炉的使用寿命，严重威胁运行安全，故开发一种可应用于煤制EG工艺废气液焚烧领域，能有效防止低温腐蚀的技术是非常必要的。实用新型内容

[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型根据低温腐蚀的特点，设计了可应用于煤制EG废气液焚烧炉防止低温腐蚀的炉墙结构，能够有效防止焚烧炉低温腐蚀。[0005] 本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:[0006] 一种防止低温腐蚀的焚烧炉炉墙结构，包括焚烧炉内衬结构和夹层结构，所述夹层结构位于焚烧炉内衬结构外侧，所述焚烧炉内衬结构包括铬刚玉砖层和保温层，所述铬刚玉砖层位于焚烧炉内衬结构的内侧，所述保温层自内向外依次设有低硅高铝耐热浇注料层、隔热浇注料层和硅酸铝陶瓷纤维毯层，所述夹层结构包括承重层、空气夹层和防护层，所述承重层位于焚烧炉内衬结构中保温层的外侧，所述空气夹层位于承重层和防护层中间，所述空气夹层顶部和底部与大气连通，冷空气从空气夹层底部流入，顶部流出，对承重层进行持续冷却。所述焚烧炉内衬结构和夹层结构各层组成科学合理，优势互补，可有效抑制酸性物质及盐类的腐蚀、热震与冲刷，在保证内衬使用寿命的同时，能保证钢壳体外壁温为150℃，从而解决了炉内钢壳体低温腐蚀问题。[0007] 进一步的，所述低硅高铝耐热浇注料层包括低硅致密电熔白刚玉、氧化铝微粉α-A、活性氧化铝ρ-A、纳米级ZrO2、外加剂、纯铝酸钙水泥和电熔白刚玉。优选的，各组分的质量含量为低硅致密电熔白刚玉占40～70％，氧化铝微粉α-A约3％，活性氧化铝ρ-A约4.5％，纳米级ZrO2约4.5％，外加剂约6％，纯铝酸钙水泥约5.5％，电熔白刚玉约21％。低硅高铝耐热浇注料具有高的致密度和低的气孔率；高温体积稳定性好，强度为传统耐火浇注料的3～5倍。

[0008] 如上所述的焚烧炉炉墙结构，所述隔热浇注料层包括耐火轻骨料、粉料、结合剂或外加剂。优选的，所述耐火轻骨料包括膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、陶粒和氧化铝空心球中的一种或多种。所述隔热浇注料具备热导率低，浇铸成形后不易产生裂隙，隔热性能优良的特点，而且选材经济、造价较低。[0009] 如上所述的焚烧炉炉墙结构，所述夹层结构中的承重层为钢壳体层，作为焚烧炉的本体，主要起支撑、承重作用。[0010] 如上所述的焚烧炉炉墙结构，所述防护层包括波纹板层，安装在炉墙结构的最外层。形成一个相对封闭的空间，可避免焚烧炉钢壳体层直接与雨水接触，弱化外腐蚀。[0011] 所述钢壳体夹层结构的重要意义就在于既能保证焚烧炉焚烧炉钢壳体层内壁温高于烟气的露点避免低温腐蚀，又可避免烫伤维护及巡检人员。所以钢壳体夹层结构是保证焚烧炉使用寿命和运行安全除焚烧炉内衬结构之外的另一个重要的结构措施。[0012] 应用该炉墙结构的焚烧炉侧壁散热有两种方式：[0013] 其一：由焚烧炉内腔依次穿过铬刚玉砖层、低硅高铝耐热浇注料层、隔热浇注料层、硅酸铝陶瓷纤维毯层、钢壳体层、空气夹层、波纹板层，最终到达焚烧炉外部；[0014] 其二：同第一种方式，热量由焚烧炉内腔到达空气夹层后，以空气为载体，经由自然流动空气，最终到达焚烧炉外部。[0015] 与现有技术相比，本实用新型的优点在于：[0016] 1、本实用新型焚烧炉炉墙结构，各层组成科学合理，优势互补，能够有效防止焚烧炉低温腐蚀，弱化外腐蚀，可延长设备使用寿命。[0017] 2、本实用新型焚烧炉炉墙结构，各层选材经济可行，造价较低，可使用废弃物再利用的环保材料，环保安全。[0018] 3、本实用新型焚烧炉炉墙结构，罩壳拆装工作量小，方便快捷，且有效保障了巡检、维护作业的安全。[0019] 4、本实用新型焚烧炉炉墙结构，夹层空气可自然流动，带走热量，运行节能。附图说明[0020] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。[0021] 在附图中：[0022] 图1为本实用新型实施例1炉墙结构纵切面断面示意图(图中的尺寸及比例仅作为示意使用，不等同于本实用新型的最佳设计参数或限定本实用新型的设计调节范围)；[0023] 图中各附图标记所代表的组件为：[0024] 图中：焚烧炉内腔101，铬刚玉砖层102，低硅高铝耐热浇注料层103，隔热浇注料层104，硅酸铝陶瓷纤维毯层105，钢壳体层106，空气夹层107，波纹板层108，焚烧炉外部109，焚烧炉内衬结构110，夹层结构111。

具体实施方式[0025] 下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。[0026] 实施例1[0027] 参见图1，本实施例防止低温腐蚀的焚烧炉炉墙结构包括焚烧炉内衬结构110和夹层结构111，所述夹层结构111位于焚烧炉内衬结构110外侧，所述焚烧炉内衬结构110包括铬刚玉砖层102和保温层，所述铬刚玉砖层102位于焚烧炉内衬结构110的内侧，直接与焚烧炉内腔101接触。铬刚玉砖热振稳定性和高温蠕变性能优良，且铬刚玉砖以金属铬渣为主要原料制备，价格较低，符合循环经济的要求。[0028] 进一步的，所述保温层自内向外依次设有低硅高铝耐热浇注料层103、隔热浇注料层104和硅酸铝陶瓷纤维毯层105，所述夹层结构111分为三层，由内到外依次为钢壳体层106、空气夹层107和波纹板层108，所述钢壳体层106位于硅酸铝陶瓷纤维毯层105的外侧，所述空气夹层107位于钢壳体层106和波纹板层108中间。

[0029] 在本实施例中，所述低硅高铝耐热浇注料层103包括低硅致密电熔白刚玉、氧化铝微粉α-A、活性氧化铝ρ-A、纳米级ZrO2、外加剂、纯铝酸钙水泥和电熔白刚玉。优选的，各组分的质量含量为低硅致密电熔白刚玉占40～70％，氧化铝微粉α-A约3％，活性氧化铝ρ-A约4.5％，纳米级ZrO2约4.5％，外加剂约6％，纯铝酸钙水泥约5.5％，电熔白刚玉约21％。低硅高铝耐热浇注料具有高的致密度和低的气孔率；高温体积稳定性好，强度为传统耐火浇注料的3～5倍。

[0030] 在本实施例中，所述隔热浇注料层104包括耐火轻骨料、粉料、结合剂或外加剂。优选的，所述耐火轻骨料包括膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、陶粒和氧化铝空心球中的一种或多种。所述隔热浇注料具备热导率低，浇铸成形后不易产生裂隙，隔热性能优良的特点，而且选材经济、造价较低。

[0031] 在本实施例中，焚烧炉内衬结构110的最外层为硅酸铝陶瓷纤维毯层105，其耐腐蚀，导热率、热容量低，化学稳定性、热稳定性、抗震性、抗拉性、吸音性优良。[0032] 所述焚烧炉内衬结构110通过上述四层结构科学合理，优势互补的搭配，可有效抑制酸性物质及盐类的腐蚀、热震与冲刷，在保证内衬使用寿命的同时，能保证夹层结构111中钢壳体层106外壁温为150℃，从而解决了炉内钢壳体低温腐蚀问题。[0033] 在本实施例中，所述夹层结构111中的钢壳体层106，作为焚烧炉的本体，主要起支撑、承重作用。所述空气夹层107顶部和底部与大气连通，在钢壳体层106和波纹板层108之间形成一向上流动的空气通道。焚烧炉运行时，钢壳体层106加热空气夹层107中空气，空气升温后密度降低，自然上升，因此冷空气从空气夹层107底部流入，顶部流出，持续冷却。上述夹层结构111，采用空气自然流动的方式保证波纹板层108外侧(即焚烧炉最外层)壁温低于60℃，便于检修与维护。[0034] 而且，所述空气夹层107内空气与焚烧炉钢壳体层106之间为气固自然对流传热，热损小，对焚烧炉钢壳体层106内壁温影响很小，能保证其高于焚烧烟气露点温度，避免烟气中腐蚀性成分在钢壳体层106内壁面上凝结，从而避免焚烧炉钢壳体层106内壁的低温腐蚀。[0035] 在本实施例中，所述波纹板层108安装在炉墙结构的最外层，形成一个相对封闭的空间，可避免焚烧炉钢壳体层106直接与雨水接触，弱化外腐蚀。[0036] 所述钢壳体夹层结构111的重要意义就在于既能保证焚烧炉焚烧炉钢壳体层106内壁温高于烟气的露点避免低温腐蚀，又可避免烫伤维护及巡检人员。所以钢壳体夹层结构111是保证焚烧炉使用寿命和运行安全除焚烧炉内衬结构110之外的另一个重要的结构措施。[0037] 应用该炉墙结构的焚烧炉侧壁散热有两种方式：[0038] 其一：由焚烧炉内腔101依次穿过铬刚玉砖层102、低硅高铝耐热浇注料层103、隔热浇注料层104、硅酸铝陶瓷纤维毯层105、钢壳体层106、空气夹层107、波纹板层108，最终到达焚烧炉外部109；[0039] 其二：同第一种方式，热量由焚烧炉内腔到达空气夹层107后，以空气为载体，经由自然流动空气，最终到达焚烧炉外部。[0040] 最后要说明的是：以上实施方式为本实用新型的部分合理的方式，本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，所述技术内容相关领域技术人员应该能理解，凡是根据本实用新型所揭示的炉墙结构所做的等效修饰和修改替换，都没有脱离本实用新型技术内涵，且应该纳入到专利的保护范围内。