农药母液焚烧炉维修改造

一、工程概况

受某农药化工企业的委托，对在用的产品母液焚烧炉进行修理改造。客户目前的焚烧炉使用情况如下：

1、燃烧废液组成：30%水、30~40%钠盐、30%左右有机物，含固量小于3.5%, PH值8—10，COD在20万ppm以上。

2、母液进料量为3m³/h，压缩空气压力为0.35~0.4MPa。

3、客户采用带有废热回收装置的焚烧工艺，母液由泵送入管线，经喷嘴雾化后送入炉内后，在高温下废液中的水分立即蒸发，可燃组分呈液膜雾状细滴，借助于空气发生燃烧反应，部分固体微粒也着火燃烧，燃烧后获得固体产物进行回收利用，高温烟气经过旋风分离器后进入废热锅炉回收热量。

二、维修和优化内容

客户原焚烧炉在使用过程中出现炉体变形、腐蚀、开裂；废液由喷嘴进入焚烧炉时雾化效果不好，废液燃烧不完全，滴落在内部浇筑料上，使浇注料短期内损坏；焚烧炉正压运行，既不安全也不环保。针对以上出现的问题，此次主要对焚烧炉炉体进行设计、重新选用耐火材料、雾化喷嘴结构优化、部分运行参数进行优化改造。

1、炉体设计

废物焚烧炉炉膛尺寸主要由燃烧室允许的容积热强度和废物焚烧时在高温炉膛内所需的停留时间两个因素决定。液体废物焚烧炉的炉膛容积，一般要比液体燃料的燃烧室允许热强度小，可取q_v=22~25.2×10⁴kcal/（m³.h）；停留时间的长短直接影响焚烧的完善程度，停留时间也是决定炉体容积尺寸的重要依据，对于一般有机废液，在较好的雾化条件及正常的焚烧温度条件下，焚烧所需的停留时间在0.3~2秒左右，而较多的实际操作表明停留时间大约为0.6~1秒。在设计炉体容积尺寸时，需要对工艺所提出的停留时间留有一定的余量，通常取1.2~1.5倍。

废液焚烧炉的炉膛尺寸还需考虑喷嘴的喷射角和射程，避免液滴喷到炉内耐火衬里壁上，造成炉衬损坏。

经过对母液燃烧时的热容强度计算、结合停留时间的经验值，计算出炉体容积为285m³，尺寸为4.5*4.5*14m。一般情况下，焚烧炉多以微负压操作，重新对炉体进行了强度设计，以满足使用要求。

2、耐火材料的选用

原炉体变形开裂，主要影响因素为炉体内耐火材料隔热性能不够及隔热材料损坏，使热量传递至炉墙，炉墙在高温下变形开裂，所以此次改造对耐火材料重新选用。炉衬材料首先要根据炉膛温度的高低选用能承受焚烧温度的耐火材料及隔热材料，同时必须考虑被焚烧物料及燃烧后产物对炉衬的腐蚀性。为了降低炉体外部温度和母液燃烧后的熔融物料对炉衬的腐蚀，根据《耐火材料手册》（第二版），炉衬材料选用耐磨耐腐蚀浇筑料+耐火纤维毯。

耐磨耐腐蚀浇筑料是由高强度耐火骨料和粉料、高强度结合剂和外加剂组成，能抵抗高温固体物料或载有固体粉料的气流摩擦或冲刷，对此母液焚烧炉的强固体熔融物料腐蚀有很好的适用性。

耐磨耐火浇注料理化指标

为使炉膛内温度尽可能小的传递至炉体，需要选用保温隔热性能优异且便于施工的隔热材料，选用由硅酸铝耐火纤维制成的纤维毯，因其耐高温容重小、热传导率低、保温性能好，易于裁切加工和构筑窑炉的保温隔热内衬等优异性能，从节能、施工和经济效益方面看，耐火纤维毯是此母液焚烧炉的优选。

硅酸铝耐火纤维毯物理特性表

根据炉膛内最高温度为850℃，使用耐磨耐火浇筑料+耐火纤维毯作为炉衬材料，为使炉体温度小于150℃，经过传热计算，炉衬厚度为250mm，其中耐火纤维毯50mm，耐磨耐火浇筑料200mm，在施工时，考虑到耐磨耐火浇筑料自身重量，每间隔4米，在炉体内壁均布一圈支撑板，支撑板采用310S不锈钢制作。经过改造后的焚烧炉内衬较大程度上提高了保温效果，减少热传递，使外部环境温度降低。

焚烧炉维修完成图片

3、雾化喷嘴结构优化

现场反馈废液经过喷嘴后雾化不完全，液滴直接滴在内部浇筑料表面，使浇筑料开裂脱落，雾化不完全也会造成燃烧不充分。

废液经喷嘴雾化后喷入焚烧炉内进行焚烧，其燃烧情况的好坏与选用的喷嘴型式有直接关系。针对农药母液的物料特性和粘度，采用组合式燃烧器，结构形式如上图。这样结构紧凑，雾化和燃烧效果明显改善。

经过此次对农药母液焚烧炉的维修改造，使结构更加合理，解决了原来存在的问题，使母液焚烧更稳定，延长了焚烧炉的使用寿命，节约了能源。获得了客户的认可与好评。