危废回转窑

危险废物在回转窑中焚烧一般要经历干燥、热解、燃烧、燃尽等几个阶段,使危险废物中的有害成分在高温作用下被充分分解和破坏,形成高温烟气和炉渣。这些高温烟气和炉渣会对回转窑内砌筑的耐火材料造成侵蚀性破坏。

所以,危险废物焚烧处理回转窑用耐火材料应具备如下特点:

(1) 耐高温性。

能够长期在800℃以上的高温环境下运行。

(2) 高强度和良好的耐磨性。

回转窑内衬用耐火材料需要具有一定的机械强度,以承受高温时的膨胀应力及回转窑壳体变形所造成的应力。同时,因为危险废物及烟气中粉尘均会对窑内衬造成磨损,所以要求具有较强的耐磨性。

(3) 良好的化学稳定性,以抵抗烟气中化学物质的侵蚀。

对耐火材料质量影响最大的是碱(钾、钠)、卤族(氯、氟)和硫的化合物等。

(4) 良好的抗热震性,能够承受焚烧状态的交变热应力。

在停炉、启炉以及旋转状况不稳定的情况下,窑内的温度变化都比较大,这就要求耐火材料在温度剧烈变化的情况下,不能有龟裂或者剥落的情况。

(5)高温体积稳定性好。

回转窑壳体(一般为碳钢板)的热膨胀系数虽然大于回转窑耐火材料的热膨胀系数,但是壳体温度一般都在150～300℃左右,而耐火材料承受的温度一般都在800℃以上,这样可能会导致耐火材料比回转窑壳体的热膨胀大而容易剥落。

(6)气孔率低。

如果气孔率高,烟气会通过渗透进入耐火材料中腐蚀耐火材料。

目前,在国内外危险废物焚烧装置中,回转窑通常采用耐火砖砌筑,仅在窑两端采用耐火浇注料浇注。通常采用的耐火砖主要有莫来石砖、高铝砖等,浇注料主要为高铝耐火浇注料。

危废处理用回转窑在进行窑衬耐火砖砌筑后，需进行烘炉工序，其目的是去除耐火材料砌体中的水分，使其能够发挥出材料的高温使用性能，以及砌体的强度。

其烘炉的具体方案如下所示：

01烘炉准备工作

1)检查耐火材料的砌筑和浇注是否符合规范要求;

2)准备烘炉所用材料,如燃料、工具、水、压缩空气等;

3)整套系统的其他准备工作,例如:消防系统、电气系统、环境条件等。

02烘炉曲线

回转窑砌体的主要材料是高铝砖、莫来石砖、高铝浇注料等。烘炉升温过程主要包括3个关键温度点:

第一个温度点是150℃。

此温度点主要是完成砌体中游离水的蒸发。因为水在100℃时变为水蒸气,但蒸发不快,故必须大于100℃时才能有效干燥。根据经验选150℃为宜,此阶段脱水量不大,不能太快。如果水分排出太快,内部残存水分扩散速度赶不上表面蒸发速度,内部水会受热变成蒸汽产生膨胀致使泥浆收缩发生龟裂,降低粘接强度,削弱砌体强度,浇注料更是如此。因此,由常温至150℃的过程中,升温不能太快,控制在10℃·h-1为宜,当达到150℃时,还必须保温一段时间,保证砌体充分干燥。

第二个温度点是300℃。

在此温度点,主要是消除砌体中水分蒸发引起的膨胀及热应力。考虑到高铝砖的线膨胀系数较大,由150～300℃的过程中,升温也不宜太快。高铝砖一般按30～50℃·h-1升温,可使耐火砖的膨胀均匀而且稳定。

第三个温度点是600℃。

此温度点主要是完成砌体中结晶水的蒸发。烘炉过程中,炉内在此温度点持续至少48 h,以使砌体中尽可能多的结晶水析出,使砌体彻底干燥。

在降温初期,应避免大量冷空气进入炉膛,导致降温速度过快,影响砌体的强度。当炉内温度降低到150℃以下时,可让砌体自然冷却,烘炉完成。

03烘炉后的检查

烘炉后的检查主要为耐火材料砌体的检查。观察耐火材料烘干情况,检查耐火砖的砖缝,如果出现松动,可用锁缝钢板紧固;检查耐火材料是否出现裂缝,如果出现裂缝大于3mm,应用耐火浇注料填缝。