CN209782669U - 一种to焚烧炉耐火层 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种TO焚烧炉耐火层，从外到内依次为炉体钢壳、气凝胶毡层、耐高温硅酸钙层和陶瓷纤维板与高铝砖复合层，所述陶瓷纤维板与高铝砖复合层为使用陶瓷纤维板和高铝砖复合砖砌筑而成，所述高铝砖为定制的一级高铝砖，为楔形砖，楔形砖的厚面中间开有梯形凹槽，陶瓷纤维板镶嵌在梯形凹槽内，形成完整的楔形砖。本实用新型不仅抵抗废气中的烃类、硫化物、氨类等腐蚀性介质产生的酸性侵蚀能力强，而且由于是复合材料结构，热传系数更低，保温效果更好，从而使TO炉在工作时，炉壳表面的温度低，有效的改善了操作工人的劳动环境，降低了操作工人受到伤害的风险。

Description

一种TO焚烧炉耐火层

技术领域

本实用新型属于焚烧炉技术领域，尤其是涉及一种TO直燃式废气焚烧炉耐火层。

背景技术

TO （Thermal Oxidizer）炉为直燃式热氧化炉，是直接燃烧的废气焚烧处理设备，是利用辅助燃料燃烧所发生热量，把可燃的有害废气 VOCs （Volatile OrganicCompounds挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于133.32 Pa、常压下沸点在50-260℃以下的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体）的温度提高到反应温度，从而发生氧化分解的一种废气处理设备。

TO 废气焚烧炉是防止工业有害挥发性 VOCs 气体进入大气而造成环境污染的有效焚烧装置。在工业生产过程中，将这些 VOCs 废气收集起来，送入到 TO 废气焚烧炉中焚烧，将有害气体氧化分解成 H₂O 和 CO₂后再进行排放，这样就不会污染环境了。保护环境的问题已经越来越受到社会各界人士的重视。VOCs 有机物的彻底氧化分解的条件（包含苯酚等含苯环化合物）是焚烧氧化温度要达到 950℃以上。因此，要使送入废气焚烧炉中的废气燃烧后排放的尾气不污染环境，废气焚烧炉的燃烧温度必须达到 950℃。通常，TO 废气焚烧炉是天然气为燃料。送入焚烧炉的废气在上述燃料的火焰中燃烧、氧化分解。

TO 直燃式废气焚烧炉的焚烧方法是一种高温热处理技术，即以一定的焚烧燃料与被处理的有机废气在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废气中的有害有毒介质在高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废气无害化、减量化、资源化的处理技术。主要目的是尽可能使被焚烧的废气变为无害和大限度地减容，并尽量减少新的污染物质产生，避免造成二次污染。

TO 直燃式废气焚烧炉的原有耐火层在燃烧分解VOCs 的环境温度中，废气中的烃类、硫化物、氨类等腐蚀性介质产生的酸性侵蚀而造成砌筑浆料损毁破坏和砌筑结构不合理，耐火层中的耐火材料在使用过程中经常脱落，导致保温效果降低，炉壳外壁的温度经常高于60℃，对操作炉子的工人来说，操作环境恶劣，危险系数高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种TO直燃式废气焚烧炉耐火层，采用新的砌筑方式和新的耐火材料，形成一种新的耐火层，不仅抵抗废气中的烃类、硫化物、氨类等腐蚀性介质产生的酸性侵蚀，而且解决了耐火材料在使用过程中经常脱落的问题，还将耐火层的厚度减薄，增加了炉膛的容积，使TO炉的维修间隔延长，维修变得简单，改善了操作工人的操作环境，极大的降低了危险性。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种TO焚烧炉耐火层，耐火层位于炉体钢壳的内表面，在TO炉的非拐角位置，从外到内依次为气凝胶毡层、耐高温硅酸钙层和陶瓷纤维板与高铝砖复合层，所述陶瓷纤维板与高铝砖复合层为使用陶瓷纤维板和高铝砖复合砖砌筑而成，所述高铝砖为定制的一级高铝砖，为楔形砖，楔形砖的厚面中间开有梯形凹槽，陶瓷纤维板镶嵌在梯形凹槽内，形成完整的楔形砖，所述梯形凹槽为等腰梯形凹槽，底角为45°-60°，下底的长度为高铝砖长度的三分之二到六分之五。

进一步的，所述气凝胶毡层的厚度为5-20mm，用气凝胶毡铺成。

进一步的，所述耐高温硅酸钙层的厚度为80-150mm，用硬质硅酸钙板构成，作为陶瓷纤维板和高铝砖复合层的硬质打底材料，方便陶瓷纤维板和高铝砖复合层的砌筑。

进一步的，所述陶瓷纤维板和高铝砖复合层的厚度为150-250mm。

进一步的，在TO炉的拐角部位用钢纤维高铝浇注料替代陶瓷纤维板和高铝砖复合层，厚度和其他部位的陶瓷纤维板和高铝砖复合层的厚度相同，方便施工，同时起到对竖直方向的陶瓷纤维板和高铝砖复合层的支撑作用。

进一步的，在TO炉的拐角部，在炉体钢壳的内表面焊接有Y形锚固钉，Y形锚固钉钉均匀分布，用以保证钢纤维高铝浇注料浇筑成型且附着在耐高温硅铝酸钙层上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用气凝胶毡层作为最外层保温层，气凝胶毡是目前约400℃温度区域内导热系数最低的固体绝热材料，具有低温保温性能最好，可有效的降低低温部位保温层的厚度。

2、本实用新型中间保温层采用耐高温硅酸钙层，为硬质硅酸钙板，一方面为砌筑陶瓷纤维板和高铝砖复合层打好硬底，方便砌筑，另一方面硬质硅酸钙板的使用温度高达1050℃，且无收缩，使用过程稳定性好，避免了陶瓷纤维板和高铝砖复合层因基础的变化导致的脱落的情况的发生，维护了耐火层的稳定性。

3、本实用新型的最内层采用陶瓷纤维板和高铝砖复合层，不仅抵抗废气中的烃类、硫化物、氨类等腐蚀性介质产生的酸性侵蚀能力强，而且由于是复合材料结构，热传系数更低，保温效果更好，从而使TO炉在工作时，炉壳表面的温度低，有效的改善了操作工人的劳动环境，降低了操作工人受到伤害的风险。

4、本实用新型的最内层采用陶瓷纤维板和高铝砖复合层，其结构为楔形砖，与传统的方砖相比，砌筑后更加牢固，不易脱落。

5、本实用新型的耐火层，整个构筑过程简单，维修方便，不仅缩短了施工周期，而且极大的延长了维修间隔，提高了TO的使用率。

附图说明

图1为现有TO焚烧炉耐火层的结构示意图。

图2为现有TO焚烧炉耐火层A部位放大结构示意图。

图3为本实用新型TO炉耐火层的结构示意图。

图4为本实用新型的耐火层B部位放大结构示意图。

图5为本实用新型的耐火层拐角C部位放大结构示意图。

图6为本实用新型的陶瓷纤维板和高铝砖复合成楔形砖结构示意图。

图中：1-炉体钢壳，2-硅酸铝纤维毡，3-轻质保温浇注料，4-高铝砖，5-Y形锚固钉，6-气凝胶毡，7-高温硅酸钙，8-陶瓷纤维板和高铝砖复合层，9-钢纤维耐火浇注料，10-陶瓷纤维板，11-定制高铝砖。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，现有TO直燃式废气焚烧炉，直径2.4m，从外到内依次为炉体钢壳1、硅酸铝纤维毡2、轻质保温浇注料3和高铝砖4，为了保证轻质保温浇注料3能够能够成型且附着在炉体内部，在炉体钢壳1的内部焊接有钢制Y形锚固钉5，硅酸铝纤维毡2层厚50mm，轻质保温浇注料3的层厚100mm，高铝砖4的层厚200mm，高铝砖4采用方砖。

这种耐火层的砌筑方法中先在炉体上焊接支撑轻质保温浇注料用的 Y 字型锚固钉，Y字形锚固钉均匀分布，焊接后铺设 50mm 硅酸铝纤维毯，然后支木模具浇筑轻质保温浇注料，浇筑厚度为 100mm 由于炉型本体为固定式，不能旋转，再加上轻质保温浇注料为隔热材料凝结速度上的延迟，所以给施工带来了很大的不方便，需要在浇注一模后必须等到 24 小时凝结后才能脱模然后浇筑第二模，从而延长了施工周期，增加了劳动成本，轻质保温浇注料浇筑后砌筑最后耐火层 200mm 的一级高铝砖。从而完成三层材料的砌筑。

这种耐火层各种耐火材料指标如表1。

表1 现有TO焚烧炉耐火层的各种耐火材料指标

如图3、图4和图5所示，一种TO焚烧炉耐火层，耐火层位于炉体钢壳1的内表面，在TO炉的非拐角位置，从外到内依次为气凝胶毡层6、耐高温硅酸钙层7和陶瓷纤维板与高铝砖复合层8。

所述气凝胶毡层6，采用气凝胶毡，气凝胶毡是以纳米二氧化硅气凝胶为主体材料，通过特殊工艺同玻璃纤维棉或预氧化纤维毡复合而成的柔性保温毡。其特点是导热系数低，有一定的抗拉及抗压强度，属于新型的保温材料。气凝胶毡是目前约400℃温度区域内导热系数最低的固体绝热材料。气凝胶毡具有柔软﹑易裁剪﹑密度小、无机防火﹑整体疏水、绿色环保等特性，其可替代玻璃纤维制品、石棉保温毡、硅酸盐纤维制品等不环保、保温性能差的传统柔性保温材料。在气凝胶毡层，使用10mm厚的气凝胶毡，经过裁剪后摊铺在炉体钢壳的内表面上，与原来的硅酸铝纤维毯 50mm 节约了 40mm 的空间。

所述耐高温硅酸钙层7，采用硬质硅酸钙板，尺寸为 600mm×150mm×100mm，硬质硅酸钙板铺装在气凝胶毡层6的表面，作为砌筑陶瓷纤维板和高铝砖复合层打好硬底，方便砌筑，由于硬质硅酸钙板的使用温度高达1050℃，且无收缩，使用过程稳定性好，避免了陶瓷纤维板和高铝砖复合层因基础的变化导致的脱落的情况的发生，维护了耐火层的稳定性。

如图6所示，所述陶瓷纤维板与高铝砖复合层8，采用高铝砖11为定制的一级高铝砖，为楔形砖，楔形砖的厚面中间开有梯形凹槽，陶瓷纤维板10镶嵌在梯形凹槽内，形成完整的楔形砖，所述梯形凹槽为等腰梯形凹槽，底角为60°，下底的长度为高铝砖11长度的四分之三。陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，陶瓷纤维比隔热砖与浇注料等传统耐材节能达10-30%，

定制一级高铝砖11高度为 200mm，此类产品在厂家定制生产时将一级高铝砖11的宽度面中间位置预留一定面积的凹槽，并在此凹槽中填充陶瓷纤维板10，从而使得从一级高铝复合砖11受热后的热传导在陶瓷纤维板10中降低到最小值，从而比单纯的高铝砖的导热系数更低，保温效果更好。

在TO焚烧炉的拐角部位，用钢纤维高铝浇注料9替代陶瓷纤维板和高铝砖复合层8，厚度和其他部位的陶瓷纤维板和高铝砖复合层8的厚度相同，方便施工，同时起到对竖直方向的陶瓷纤维板和高铝砖复合层8的支撑作用，为了钢纤维高铝浇注料9浇筑成型且附着在耐高温硅铝酸钙层7上，在拐角部位的炉体钢壳1内表面焊接有Y形锚固钉5。

本实用新型的耐火层从材料的选择到施工的简便，摒弃了原有炉衬砌筑厚焚烧空间小、轻质保温浇注料施工劳动力增加、外壁炉壳温度没有保证的缺陷，改进后的新砌筑方法炉衬空间缩小了 8cm，即扩大的炉膛空间，选用硅酸钙板后的劳动力成本降低了近 30%。

本实用新型的耐火层的各种耐火材料指标如表2。

表2 本实用新型的耐火层的各种耐火材料指标

本实用新型的TO焚烧炉耐火层，经过使用，炉壳外壁温度低于 60℃，维修间隔从原来的2-3年提高到6年以上，有效的改善了操作工人的劳动环境，降低了操作工人受到伤害的风险。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种TO焚烧炉耐火层，其特征在于：耐火层位于炉体钢壳（1）的内表面，在TO炉的非拐角位置，从外到内依次为气凝胶毡层（6）、耐高温硅酸钙层（7）和陶瓷纤维板与高铝砖复合层（8），所述陶瓷纤维板与高铝砖复合层（8）为使用陶瓷纤维板（10）和高铝砖（11）复合砖砌筑而成，所述高铝砖（11）为定制的一级高铝砖，为楔形砖，楔形砖的厚面中间开有梯形凹槽，陶瓷纤维板（10）镶嵌在梯形凹槽内，形成完整的楔形砖，所述梯形凹槽为等腰梯形凹槽，底角为45°-60°，下底的长度为高铝砖长度的三分之二到六分之五，在TO炉的拐角部位用钢纤维高铝浇注料（9）替代陶瓷纤维板和高铝砖复合层（8），厚度和其他部位的陶瓷纤维板和高铝砖复合层（8）的厚度相同。

2.根据权利要求1所述的一种TO焚烧炉耐火层，其特征在于：所述气凝胶毡层（6）的厚度为5-20mm，用气凝胶毡铺成。

3.根据权利要求1所述的一种TO焚烧炉耐火层，其特征在于：所述耐高温硅酸钙层（7）的厚度为80-150mm，用硬质硅酸钙板构成。

4.根据权利要求1所述的一种TO焚烧炉耐火层，其特征在于：所述陶瓷纤维板和高铝砖复合层（8）的厚度为150-250mm。

5.根据权利要求1所述的一种TO焚烧炉耐火层，其特征在于：在TO炉的拐角部，在炉体钢壳（1）的内表面焊接有Y形锚固钉（5），所述Y形锚固钉（5）均匀分布。