某化工厂丙烯腈装置的废水焚烧炉主要任务是烧除装置生产产生的含有废有机物的废水，氢氰酸尾气，另外还烧除硫铵单元放生故障及停车时送来的硫铵液。工作时，废水经中压蒸汽雾化，在燃料油或燃料气燃烧所产生的高温下，进行强氧化反应，分解生成无毒或轻微毒性且符合环保排放标准的气体高空排放至大气。
(1)设备及炉衬结构
该废水焚烧炉是立式圆筒炉。炉体总高约50m，其中筒体高16 m，烟囱高32.8 m，1层拖板位置，以炉底为基准）以下有4个油气喷嘴，2个HCN喷嘴，2820 mm至5630 mm（二层拖砖板位置）之间有油气喷嘴6个，废水喷嘴个，5630 mm至7980 mm（三层拖砖板位置）之间有废水喷嘴4个，硫铵喷嘴12个。炉内正常工作温度为800-950℃，炉壁设计温度为200 ℃。炉内衬有耐火材料，由托板支撑，其内衬结构从炉壁到工作热面层依次是δ=3 mm厚的石棉板、50 mm厚的磷酸铝膨胀珍珠岩、65 mm厚的轻质隔热砖、厚的粘土耐火砖。
(2)炉衬运行情况
该炉衬使用1年左右，炉壁外表面多处的高温油漆发生脱落，通过炉壁测温，发现局部多个点的温度超过设计温度，炉壳局部发生凸起变形，晚上局部炉壳能看见发红，为了不影响生产，造成紧急停车，曾多次采取在炉壁外表增焊钢板方箱，往方箱内灌注耐火浇注料的方式来延长焚烧炉的运行，但这样维修方式延长的运行时间有限。2011年大检修期间，对该炉衬进行更换检修，打开炉门发现炉内第三层托砖板下的内衬发生了严重的脱落，一二层部分托砖板烧掉了一半左右，一层喷火嘴砖及托板烧损掉了三分之二左右，局部炉壁钢板出现了烧透现象。三层托砖板上的内衬相对较好一些，减薄较少。
结合废水焚烧炉的日常运行情况分析，之所以炉衬的烧损最严重部分在二层托砖板以下，是因为废水焚烧炉主要是使用一二层的油气喷嘴喷出的油气燃料来燃烧HCN喷嘴喷出的气态和废水喷嘴喷出的废液，工作时，下部炉衬受到废水、HCN及其燃烧产物的侵蚀、直接冲刷及热冲击等作用，导致炉衬不断剥离脱落，衬里层减薄，直至局部出现穿透。三层的废水喷嘴和硫铵喷嘴只有在硫铵单元出现异常和停车时才打开使用，使用情况相对较少，故附近炉衬烧损没有下部严重。
2 炉衬更改施工
根据炉衬的烧损现状，综合考虑材料的理化性能、施工及经济成本，对原炉衬进行更改，选用不同的耐火材料分段衬在炉壁上形成新的炉衬结构。我们在筒体三层托砖板（7980 mm）以下从炉壁到工作热面层依次铺贴5 mm的石棉板，浇注厚的高铝质浇注料，砌筑114 mm厚的重质高铝砖，炉衬总厚度235 mm。筒体三层托砖板以上从炉壁到工作热面层依次铺贴5 mm的石棉板，浇注70 mm厚的高铝轻质浇注料，砌筑114 mm厚的轻质高铝砖，筒体炉衬总厚度190 mm。
施工及注意事项
(1)检查炉体的完好、变形情况，确保各类喷嘴、接管、托板都安装完毕，整体符合砌筑要求。
(2)炉壁清理除锈，铺贴石棉板。
(3)确定炉体中心线、炉底砖体砌筑圆周线及主要标高控制线，必要时放出每层砌体的定位线。
(4)按照炉底砖体砌筑圆周线从下向上砌筑重质高铝砖，在砖与砖的接触面间均匀的刮上胶泥，采用揉挤法，将胶泥从砖缝中挤出，确保胶泥饱满，并对表面进行勾缝。每砌筑两层向砖砌体与炉壁石棉板间灌注浇注料，并手工捣固密实。
(5)每砌筑完一层，用水平仪、水平管、卷尺、靠尺等检查砌体的水平情况、垂直度及内衬线尺寸，对不符合要求的及时调整修正。
(6)施工中，无论是砖砌体衬里还是浇注料衬里层都按照规范要求留设相应的膨胀缝。
(7)施工过程中必须注重耐火胶泥及浇注料的调配。耐火胶泥在砌筑前一天使用洁净水进行浸泡，砌筑时进行充分搅拌均匀，不得出现结块，重质和轻质耐火胶泥必须分开搅拌盛装，不得混用器具。浇注料的调配要先将耐火骨料和胶结料干混均匀，然后加洁净水搅拌，加水量不得一次性加满，先加入水量的80%，充分搅拌后，再根据稠度将剩余水量逐次慢慢加入，直至调配合适。浇注料根据工程需要量及时调配，随配随用，对于失去流动性初凝的浇注料不得再加水搅拌后使用，必须丢弃掉。同样搅拌盛装重质与轻质浇注料的器具要分开，如果要混用，更换不同类别的浇注料前要将器具清洗干净。
(8)为了保证衬里强度，每天施工不超过2m。
(9)施工完后，进行自然干燥养护72 h，然后按照制定烘炉曲线严格进行烘炉。
3 应用效果
丙烯腈装置废水焚烧炉自2011年6月大检修应用这种分段衬里结构以来，炉子整体运行平稳，炉壁测温符合要求，中间经历过几次停炉，其中两次对炉内一二层油气喷火嘴和HCN喷嘴异形砖进行过部分更换，其余炉衬未进行检修更换，直至2014年9月停车才对3层托砖板以下的炉衬层进行了整体检修更换，3层托砖板上的炉衬基本上未被破坏，仍然完好，未进行更换。整个炉衬运行了3年多的时间。
4 对比分析
丙烯腈装置废水焚烧炉使用这种分段衬里结构后运行时间得到延长，炉衬效果较好，和原衬里结构比较，具有如下优点。
(1)将工作面层的粘土砖改为重质高铝砖，考虑到了钠盐对耐火材料的破坏，丙烯腈废水焚烧炉选择耐火材料含铝量要达到50%～65%，孔隙率必须低于20%，重质高铝砖能达到这样的要求，而粘土砖铝含量为30%～48%，重质高铝砖的含铝量比粘土砖高，孔隙率比粘土砖低，防护性能比粘土砖好，因此在同一工况条件下使用寿命相对较长。
(2)中间层选用浇注料代替轻质隔热耐火砖。
一是可以减少异型砖的种类及数量；二是施工更加方便快捷，直接振捣密实，不用一块一块砌筑，缩短了检修时间；三是浇注料衬里比轻质隔热砖衬里的整体稳定性好，强度和气密性相比提高，抗震动和冲击的性能比砖砌体好，如果工作面层的砖破坏剥落，浇注料比轻质隔热耐火砖更能持久的抵抗烧蚀，延长炉子的使用时间。
(3)根据工况分段应用不同的耐火材料而不使用统一的炉衬结构有利于经济成本的节约，三层托砖板以下炉衬侵蚀烧损最严重，炉衬最易受到破坏，因此选用重质高铝砖和高铝质浇注料，它们的理化性能较轻质高铝砖和高铝轻质浇注料好，防护性能好。但同等块数用量下，它们的价格是轻质高铝砖和高铝轻质浇注料的2倍多，而三层托砖板以上的轻质衬里层已能达到工况防护要求，因此进行分段衬里。
这种分段耐火衬里结构在丙烯腈装置废水焚烧炉应用上收到了较好的效果，有效延长了废水焚烧炉的运行周期，减少了装置因炉衬的破坏而引起的非正常停车，满足了安全生产的需要，为化工厂同类焚烧炉的炉衬施工提供了借鉴参考。
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