隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城鎮(zhèn)居民生活水平的提高,我國(guó)生活垃圾產(chǎn)生量的快速增長(zhǎng)。填埋是固廢生活垃圾早期最終處置方式,其處理的成本相對(duì)較低。但垃圾填埋的占用土地資源多、垃圾降解時(shí)間漫長(zhǎng)、滲濾污染地下水等缺點(diǎn)決定了人們必須尋找更好的垃圾處理方法。為適應(yīng)國(guó)家可持續(xù)性發(fā)展的政策、節(jié)約土地資源,能夠?qū)⑸罾鵁o(wú)害化、減量化焚燒處理方式越來(lái)越受關(guān)注。垃圾焚燒處理后產(chǎn)生的余熱既可以發(fā)電又可以供熱,是把垃圾作為可再生資源重新利用的處理方式之一。
一、生活垃圾焚燒爐結(jié)構(gòu)分析
目前生活垃圾焚燒爐主要的形式為機(jī)械爐排式,例如最典型的爐型便是馬丁機(jī)械爐排焚燒爐,可以將焚燒操作自動(dòng)化、連續(xù)化。其中的構(gòu)件主要包括:給料器、料斗、爐排、爐膛等等。
垃圾在稱(chēng)量之后,從卸料門(mén)在垃圾儲(chǔ)坑當(dāng)中卸入,垃圾吊車(chē)會(huì)翻拌、混合卸下的垃圾,依照垃圾儲(chǔ)坑當(dāng)中的程序,對(duì)其開(kāi)展分區(qū)堆棧發(fā)酵。翻拌以及混合,能夠使垃圾更加均勻,以免進(jìn)入焚燒爐之后,有忽高忽低的垃圾熱值,也避免了有較大波動(dòng)的爐溫產(chǎn)生。堆棧發(fā)酵是對(duì)低熱值以及高水分的垃圾進(jìn)行焚燒的重要步驟,原理為將一些水分析出,并產(chǎn)生沼氣,不但能夠?qū)⒗鵁嶂堤嵘,還會(huì)使垃圾的燃燒更加容易。
在三天左右的堆棧發(fā)酵之后,將其投入倒垃圾料斗,其中有料門(mén)設(shè)置,可進(jìn)行點(diǎn)火起爐和熄火操作。料斗內(nèi)并沒(méi)有任何垃圾,將料門(mén)關(guān)閉之后,可以隔開(kāi)爐膛和外界,進(jìn)而對(duì)爐內(nèi)負(fù)壓給予維持。根據(jù)升溫曲線,可以投放垃圾之后,開(kāi)啟料門(mén),垃圾順著料槽傳送到給料平臺(tái),料槽充滿之后,將垃圾運(yùn)送至落爐排當(dāng)中。爐排翻送垃圾的過(guò)程中,因燃燒器以及爐風(fēng)產(chǎn)生的熱輻射作用等,會(huì)對(duì)其水分進(jìn)行蒸發(fā),所以更易點(diǎn)燃,爐內(nèi)溫度會(huì)一定程度的升高,在達(dá)到600℃時(shí),燃燒器會(huì)退出,這時(shí)焚燒垃圾處于正常的狀態(tài)。爐溫繼續(xù)升高,可在850℃維持。垃圾在爐排當(dāng)中,需要通過(guò)干燥區(qū)、燃燒垃圾區(qū)、燃盡區(qū)。垃圾可燃包括兩種:其一為完全燃燒;其二為不可燃的灰渣。這些灰渣會(huì)借助爐渣滾筒,將其送入出渣機(jī)當(dāng)中。出渣機(jī)存有一定的水,相應(yīng)的水位會(huì)有水封作用,所以對(duì)爐內(nèi)負(fù)壓的穩(wěn)定性給予了保障。出渣機(jī)當(dāng)中,灰渣得到降溫之后,被送入到灰渣儲(chǔ)坑,處理之后,成為無(wú)害灰渣。
二、垃圾焚燒爐用耐火材料分析
焚燒爐對(duì)于耐火材料的要求,不但要有著非常理想的耐高溫性能,還能展示出相應(yīng)的高溫強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性、隔熱性能以及抗磨損性能。
焚燒爐對(duì)于耐火材料的應(yīng)用,通常包括兩類(lèi):其一為定型耐火制品;其二為不定形耐火材料。定型制品主要為碳化硅磚、高鋁磚以及粘土磚。不定形耐火材料包括:高鋁質(zhì)可塑料、粘土質(zhì)以及碳化硅質(zhì)澆注料。目前,由于研究的發(fā)展以及深入,對(duì)于碳化硅質(zhì)澆注料結(jié)合磷酸鹽構(gòu)建的高鋁質(zhì)澆注料,產(chǎn)生的耐磨損性能非常突出,所以對(duì)其用量也在漸漸提升,不定形耐火材料,施工性能非常突出,結(jié)合焚燒爐的不同應(yīng)用條件,可以對(duì)相應(yīng)的品種進(jìn)行挑選。
例如:在機(jī)械爐排焚燒爐當(dāng)中,不同部位對(duì)于不定形耐火材料的應(yīng)用,有一定的差異性。如:投入垃圾入口處,溫度大概為550℃左右,因?yàn)槔鴷?huì)對(duì)其產(chǎn)生沖擊磨損,且垃圾內(nèi)部有一定水分,所以出現(xiàn)熱剝離的概率較大。因此該工作層需要應(yīng)用強(qiáng)度更高,抗熱震穩(wěn)定性更高的澆注料,非向火面則需要應(yīng)用隔熱性能優(yōu)異的隔熱澆注料;爐排區(qū)域兩側(cè)墻溫度通常都要高于800℃,垃圾也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生磨損,因此在兩側(cè),需要用到抗磨損強(qiáng)、抗高溫?zé)煔饣瘜W(xué)侵蝕性效果較好的碳化硅磚作為向火面第一層,后幾層采用導(dǎo)熱系數(shù)較低的保溫材料;爐膛區(qū)域前后拱及前后墻等部分,因?yàn)楦邷責(zé)煔鈺?huì)對(duì)其造成化學(xué)侵蝕作用,需要用到剛玉質(zhì)耐磨澆注料;落灰斗處,溫度相對(duì)較低,僅有450℃左右,但依然有殘余物對(duì)其造成磨損,所以該層需要用到較高強(qiáng)度的澆注料(如表1、表2)。
表1 焚燒爐各部位對(duì)耐火材料的基本要求
表2 焚燒爐用耐火材料的性能
三、結(jié)語(yǔ)
總之,為適應(yīng)垃圾焚燒爐作業(yè)的各項(xiàng)條件,對(duì)于焚燒爐內(nèi)襯用耐火材料的不同類(lèi)型和品種進(jìn)行了深入的研制,但還存在一些技術(shù)問(wèn)題和管理問(wèn)題有待提升,需要在之后的探究中加以解決。