危險廢物(wù)(以下(xià)簡稱危廢)種類繁多(duō)、成分(fē×∑n)複雜(zá)、區(qū)域差異化(huà)嚴重，處理♥© ♥(lǐ)不(bù)當會(huì)帶來(lái)一(yī)系列民(mín)生(shēng)> 和(hé)社會(huì)問(wèn)題。實踐證β 明(míng)，高(gāo)溫焚燒是(shì ∞★‍)危廢安全處置和(hé)減容化(huà)的(de)λ♣ 有(yǒu)效途徑，其中回轉窯焚燒工(gōng)藝是(shì)危廢處理(lǐ)中有>Ω≤(yǒu)效的(de)處置工(gōng)藝之一(yī)，具有(yǒu)處✔←理(lǐ)危廢種類多(duō)、處理(lǐ)量大(dà)等優點。π ×♣我國(guó)自(zì)20世紀90年(nián)代，σ&逐步開(kāi)始使用(yòng)回轉窯焚燒系統處理(♦>lǐ)危廢。近(jìn)年(nián)來(lái)，因耐火(huǒ)材料損毀導緻 "的(de)停窯事(shì)故多(duō)有(yǒu)發生(s₹Ωhēng)，嚴重影(yǐng)響了(le)危廢焚φ≈燒生(shēng)産線的(de)穩定運轉率，對(duì)回轉窯危廢¶≤↔♦焚燒爐耐火(huǒ)內(nèi)襯設計(jì)優化(hσ§uà)以及高(gāo)效運行(xíng)等提出了(le)迫切需求。

　　目前水(shuǐ)泥窯協同處理(lǐ)危廢主要(yào)包括固體(tǐ)危廢、廢液以及RDF替♠&代燃料等，主要(yào)從(cóng)預熱(rè)器(qì)、分(fēn)解爐、後窯口以及窯εβ'頭罩等部位處理(lǐ)，典型入料方式如(rú)圖1所示。

　　回轉窯焚燒爐是(shì)專業(yè)危廢焚燒裝置，如(rú)圖2↑​≈所示，主體(tǐ)設備由回轉窯、二燃室、餘熱(rè)鍋爐、急冷(lěng)塔、脫酸、 ∑πλ除塵系統構成。經過預處理(lǐ)的(de)各類危廢通(tōn≤≠™$g)過不(bù)同喂養方式進入燃燒系統，在自(zì)身(sh★Ωēn)重力和(hé)回轉窯的(de)連續旋轉作(zu‍ ♣ò)用(yòng)下(xià)，物(wù)料和(hé)助燃空(k≤‍ōng)氣充分(fēn)接觸，完成幹燥、氣化(huà)和(hελé)燃燒過程，最後殘留部分(fēn)淬冷(lěng)成灰渣。

　　根據爐氣和(hé)固體(tǐ)流動方向的(de)不(bù)同 • ，或回轉窯中燃燒器(qì)的(de)位置，回轉窯焚燒爐可(kě)以分(fē €¶↓n)為(wèi)逆流和(hé)順流兩種形式。其中≥δ‍，燃燒器(qì)熱(rè)源在回轉窯的(de)進料端，固體(tǐ•Ω​)和(hé)煙(yān)氣走向相(xiàng)同，成為(wèi)順流式;反之，燃燒器(<≥£qì)熱(rè)源在出料端，固體(tǐ)和(hé)煙(yān)氣走向相(‌×≈∏xiàng)反，稱為(wèi)逆流式。目前危廢焚"∏"燒系統主要(yào)是(shì)以順流式回轉窯的(€♠de)設計(jì)為(wèi)主，逆流式回轉窯更适用(yòng)于含水(shuǐ)率高(gāo)或™←熱(rè)值低(dī)的(de)危廢等。回轉窯焚燒爐具有(yǒu)适用(yòng)性廣↑δ♦♠特點，可(kě)同時(shí)處理(lǐ)固體(tǐ)、液體(tǐ)和(hé)氣體(tǐ♠α→)的(de)危廢。環保要(yào)求日(rì)趨嚴↑✔格形勢下(xià)，專業(yè)回轉窯危廢♣✘焚燒爐優勢明(míng)顯。據統計(jì)，我國(guó)回轉窯危廢焚燒系統約&✘有(yǒu)800條處理(lǐ)生(shēng)産線，處理(lǐ)  能(néng)力從(cóng)20t/d到(dào)120t/d不☆‍∑ (bù)等。2018年(nián)我國(guó)危廢焚燒處置産能₩★♠‌(néng)規模達到(dào)616萬t/年(nián)，其中專業(y♦ φ±è)回轉窯焚燒占比53%，主要(yào)分(fēn)布在浙江、江∞§‌α蘇、山(shān)東(dōng)、河(h≠≥λé)北(běi)、福建等地(dì)。

　　1、回轉窯危廢焚燒爐耐火(huǒ)內(nèi)ε↕¥襯設計(jì)

　　1.1回轉窯本體(tǐ)

　　回轉窯焚燒爐最關鍵設備即為(wèi)回轉窯本體(tǐ)，因其♣σ是(shì)一(yī)種動态運轉設備，對(duì)內(nèi)襯結構設計(jì)要(yào)™‌↔求較高(gāo)，首先要(yào)确保耐火(huǒ)內(nèi'ε><)襯在動态高(gāo)溫狀态運行(xíng)下(xià)整體(tǐ)內(nèi)襯的α€∞(de)穩定性，防止耐火(huǒ)磚掉磚、抽簽等問( γwèn)題。對(duì)于危廢回轉窯系統而言，由于轉速比較慢(màn)，一(yī)般在1轉/$γ¥≥分(fēn)以下(xià)，可(kě)以根據廠(chǎng)房(fáng)設計(jì)和​ ₽(hé)節能(néng)要(yào)求選擇單層磚、雙層磚、複合&↓↓磚和(hé)整體(tǐ)澆注等不(bù)同結構，如¥♣≤(rú)圖3所示。回轉窯耐火(huǒ)材料總厚度一(yī)般是(s>§hì)250~300mm不(bù)等，其中工(gōng)作(zuò)層耐火(huǒ)磚材♥< 質一(yī)般根據處理(lǐ)溫度和(hé)危廢種類不(bù)同，可(kě)以選擇高(σ gāo)鋁質、剛玉莫來(lái)石質以及鉻锆剛玉質耐火(huǒ)材料等。

　　采用(yòng)厚度230~300mm單層結構時(shí)，由于耐火(huǒ)材料導熱(rè₩♠)系數(shù)大(dà)多(duō)在1.7~→π∑2.0以上(shàng)，後期高(gāo)溫區(qū)窯外(wài)壁溫度達$₩"到(dào)350℃以上(shàng)，但(dàn)是(shì)整體(tǐ)結構σ★‍穩定，适合于回轉窯在室外(wài)的(de)項目。

　　采用(yòng)隔熱(rè)磚和(hé)耐火(huǒ)磚雙層​∏≥¶結構，因為(wèi)隔熱(rè)磚導熱(rè)系數(shù)低(dī)，能(néng)起到"±(dào)降低(dī)窯皮溫度作(zuò)用(yòng '↕)，窯外(wài)壁溫度可(kě)以控制(zhì)在220℃左右甚至÷ ₩★以下(xià)，節能(néng)效果好(hǎo)，但(dàn)是(shì)對(₽≈≤duì)施工(gōng)要(yào)求較高(gāo)，适合于室內(nèi)項目。這(zhè)裡(¥σ♥​lǐ)要(yào)注意隔熱(rè)磚強度一(yī)般要(yào)求大(d≈<★πà)于20MPa，隔熱(rè)磚厚度設計(jì)不(bù)能(nα‍γ§éng)低(dī)于50mm。

　　既要(yào)達到(dào)單層磚的(d€£e)穩定性，又(yòu)要(yào)降低(dī)外¥α✔(wài)壁溫度，可(kě)以設計(jì)複合磚，即工(g÷Ω©&ōng)作(zuò)面是(shì)剛玉磚、鉻剛玉磚，♦ ×♦背面是(shì)氧化(huà)鋁空(kō∑↔ng)心球、高(gāo)鋁或者粘土(tǔ)質，隔熱(rè)層厚度約為(w> ↕↑èi)50~70mm。這(zhè)種産品生(shēng)産效率低(dī)，而且由于工(gōng<₽)作(zuò)層和(hé)隔熱(rè)層材質熱(rè)膨脹系數(∞§ shù)和(hé)燒結收縮率不(bù)同，因此，在連接處容易産生(shēng↓↕β)微(wēi)裂紋，廢品率較高(gāo)。

　　鑒于此，可(kě)以采用(yòng)凹₩δλ‌槽型複合磚設計(jì)，如(rú)圖4所示，工(gōng)作(zuò₩>Ωδ)層材質不(bù)變，尾部開(kāi)槽後填充納米闆等絕熱(rè)材料。這(zhè↓$÷)種凹槽磚型複合磚，不(bù)僅生(shēng)産✔§σ↔和(hé)施工(gōng)方便，而且可(kě)以取得(de)降低(dī)筒₹φ>體(tǐ)外(wài)壁溫度30~50℃左右效果。

　　另外(wài)，部分(fēn)回轉窯采用(yòng)輕質澆注料≥φ©或者纖維闆等作(zuò)為(wèi)隔材料，工(gōng)作(zuò)↓÷層采用(yòng)重質澆注料(金(jīn)屬抓釘錨固)雙層澆注結構，可(kě)以合理(lǐ)控₽↑制(zhì)回轉窯外(wài)壁溫度。該結構采用(yòng)金(jīn)屬件∞✔φ(jiàn)把耐火(huǒ)材料和(hé)筒體(tǐ)連為(wèi)一‌'÷(yī)體(tǐ)，不(bù)存在耐火(₽ >πhuǒ)磚脫落問(wèn)題，但(dàn)是(sh÷×φì)金(jīn)屬件(jiàn)焊接質量和(hé)澆注料中水(shuǐ)份烘幹排出是(shì)關€★←™鍵。

　　以上(shàng)幾種設計(jì)方案優缺點如(rú)表1所示。相(xià‍¥ng)比較而言，耐火(huǒ)磚方案檢修和(hé)更換方便，受環境 ‌>和(hé)人(rén)為(wèi)因素影(yǐng)響較小(xiǎo)。現(xià€≈≥n)在新建項目回轉窯基本都(dōu)是(shì)室外(wài≤♦↕‍)設計(jì)，随著(zhe)提産和(hé)環保要(‌≈✔♣yào)求，采用(yòng)單層結構穩定性較好(hǎo)，高(gāo)溫區(qū)可(kα ♥ ě)以考慮凹槽複合磚方式，降低(dī)外(wài)壁溫度。而且↑'從(cóng)防腐蝕角度，筒體(tǐ)外(wài)₹★<γ壁溫度控制(zhì)在160~320℃區(qū)間(jiān)，比較合理(lǐ)。

　　1.2二燃室

　　二燃室主要(yào)功能(néng)是(shì)對(duì)煙(yān)氣進行(xíng♣‌)二次燃燒處理(lǐ)，可(kě)燃成份、飛(fēi)灰顆粒以及二噁英等焚σ★☆Ω燒分(fēn)解，物(wù)理(lǐ)和(hé)化αε≠≈(huà)學反應同時(shí)存在，反應劇(jù)烈。二燃室一(yī)般包括耐火(←σγhuǒ)材料、保溫材料和(hé)絕熱(rè)材料。其中，¥★‍α耐火(huǒ)材料是(shì)指工(gōng)作(zuò)層重質澆注料、可(kě)塑料或者ε ÷耐火(huǒ)磚等，保溫材料是(shì)指保↑γ&≤溫澆注料和(hé)保溫磚等，絕熱(rè)材料₽"$≥是(shì)指矽酸鈣闆、陶瓷纖維闆以及納米闆等。目前二燃室內(nèi)襯設計(jì)主要(yào£± ✘)包括三種方式，如(rú)圖5所示：

　　1)方案一(yī)，包括耐火(huǒ)材料、保溫材料和(hé)絕熱♠β(rè)材料;這(zhè)種三層結構設計(jì)，以總厚度450mm為(w→₩èi)例，外(wài)壁溫度為(wèi)80~90℃。

　　2)方案二，包括耐火(huǒ)材料和(‌§←γhé)保溫材料。該結構外(wài)壁溫度較高(gāo)，以305mm總厚為(wèi)™γ≈ 例，溫度達到(dào)150~180℃。

　　3)方案三，包括耐火(huǒ)材料和(hé)絕熱(rè)材料。這(zhè)種↕♦₩方案介于前兩種方案之間(jiān)，以270mm總厚為(wèi☆‍)例，外(wài)壁溫度約為(wèi)110~140℃。

　　一(yī)般而言，二燃室溫度約為(wèi)1100~1200℃，燃燒器(qì)〧局部溫度甚至達到(dào)1300℃以上(s≤₩hàng)，所以工(gōng)作(zuò)層選✔±δ¶擇剛玉莫來(lái)石質即可(kě)滿足使用(yòng)要(yào)求，燃燒器(qì)區(qū'≠)域工(gōng)作(zuò)層建議(yì)使用(yòng₹&")剛玉質或者鉻剛玉質材料。相(xiàng)比較而言，方案一(yī)的>∏π(de)三層結構設計(jì)穩定性好(hǎo)，不(₹λbù)容易因漏氣或者串火(huǒ)，導緻筒體(tǐ)高(g∑✔₽āo)溫腐蝕或者超溫變形而停爐檢修。

　　1.3其他(tā)部位

　　餘熱(rè)鍋爐部分(fēn)主要(yà®'o)是(shì)灰鬥、集箱、頂部密封以及出口煙(yān)道(dào)需要(yà♥♠σ÷o)使用(yòng)部分(fēn)耐磨澆注料，其中±♥ €灰鬥采用(yòng)絕熱(rè)材料和(hé)耐磨澆注料雙層結果較多(duΩ→"÷ō)，總厚度一(yī)般在200~250mm。

　　急冷(lěng)塔使用(yòng)耐酸澆注料或₩'®•者耐酸膠泥，頂部往下(xià)約2米區(qū)域溫度較高(gāo)可(kěπ≈)以采用(yòng)25mm絕熱(rè)材料作(zuò)為(wèi)隔熱(rè) ‍層，內(nèi)襯總厚度100mm即可(kě)。

　　2、典型回轉窯危廢工(gōng)藝與耐火(huǒ)材料設計∞©δ€(jì)優化(huà)建議(yì)

　　根據現(xiàn)場(chǎng)調研發現(xiàn)σ™ &，耐火(huǒ)材料損毀主要(yào)集中于回轉窯♥γ←本體(tǐ)區(qū)域。危廢焚燒主要(yào)包括以下(xià)幾‍‍βΩ種典型處理(lǐ)工(gōng)藝，針對(duì)此，提出以下(xià)設計(jì)優₽£化(huà)建議(yì)。

　　1)處理(lǐ)含水(shuǐ)率高(gāo)物(wù)料

　　進窯物(wù)料含水(shuǐ)率高(gāo)，進料端耐火(huǒ)材料熱(rè>↓‍•)剝落嚴重，熱(rè)震穩定性好(hǎo)β₩®≠的(de)莫來(lái)石質、剛玉莫來(lái)石質、剛玉碳化(h♦☆uà)矽質等耐火(huǒ)材料适用(yòng)于此區(qū)域。

　　2)窯頭廢液處理(lǐ)量大(dà)、霧化(huà)不(bù)好(hǎo)

　　一(yī)般窯頭通(tōng)過霧化(huà)槍處♠↑γ理(lǐ)廢液，焚燒區(qū)域主要(yào)在幹燥段，受設™♠α備影(yǐng)響如(rú)果霧化(huà)效果不(bù)★ασ好(hǎo)時(shí)，該區(qū)域耐火(hu• ǒ)材料也(yě)會(huì)出現(xiàn)剝落損毀，莫來£★λ✘(lái)石質、剛玉莫來(lái)石質、剛玉碳πσ÷✔化(huà)矽質材料同樣适用(yòng)于此。運行(xíng)時(shí)，一(yī)般要∞®♥(yào)增加檢查霧化(huà)設備頻(pín)次，同時(shí)廢液處理(lǐ)量不( αbù)超過30%為(wèi)宜。

　　3)鐵(tiě)皮(桶)等硬料處理(lǐ)量£→大(dà)

　　鐵(tiě)桶等物(wù)料硬度大(dà)，回轉窯轉速慢(màn↓​ )，物(wù)料在窯內(nèi)反複旋轉造成進料區(qū)機(jī)械磨損嚴重。選擇強度 ♣✔→高(gāo)、耐磨性更好(hǎo)的(de)剛玉→≥σ‌碳化(huà)矽質耐火(huǒ)材料使用(yòng)效果良好(hǎo≈Ω£←)。

　　4)含低(dī)熔點鹽量高(gāo)的(de)物(wù)料♠≈¥δ

　　物(wù)料含K、Na鹽量大(dà)于5%¶↕↑以上(shàng)後，熔點較低(dī)，容易形成高(gāo)溫熔∞‍渣，對(duì)耐火(huǒ)材料滲透、侵×∏蝕嚴重。出現(xiàn)高(gāo)溫熔渣時(shí↓£←)，高(gāo)溫區(qū)耐火(huǒ)材料選Ωε擇鉻锆剛玉質較為(wèi)合适，一(yī)般Cr2O3含量為(wèi)3¥®~10%不(bù)等。

　　5)含氟量高(gāo)的(de)物(wù)料

　　物(wù)料中含氟比例較高(gāo)，達1~4%時(shí)，如(rú)式(1)所示，由Ω 于F和(hé)耐火(huǒ)材料中Si很(hěn)容易反應形成SiF4氣化(huà)，造成襯δ©裡(lǐ)基質結構破壞，快(kuài)速侵蝕;要(yào)嚴格控制(zhì)耐火(huǒ)材料中雜♦™(zá)質含量尤其是(shì)二氧化(huà)矽含量，采用(yòng)Cr2O ε₹₩3含量為(wèi)9~15%鉻剛玉材料，可(kě)以滿足回轉窯正常運行(xíng)需要≈β←(yào)。

　　SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(1)✘¥

　　3、結束語

　　危廢焚燒是(shì)新興領域，其中危廢≤∏¥種類複雜(zá)繁多(duō)，物(wù)性、熱(rè)值差異較大(dà)，回轉 ✔窯和(hé)二燃室內(nèi)襯根據需要(yào)，設計(jì)形式多(d÷​↔uō)樣。随著(zhe)國(guó)家(jiā)對(duì<≤®)危廢的(de)監管力度加大(dà)，大(dà)型回轉窯焚燒技(jì)術(γ♠€×shù)将在危廢處理(lǐ)中得(de)到(dào)更廣泛→≤的(de)應用(yòng)，對(duì)回轉窯焚燒爐耐火(huǒ)材料選型和(hé)設計(jì$₩©♠)提出了(le)挑戰。與傳統高(gāo)溫窯爐相(xiàng)比，耐火(huǒ)材∞$'料研究人(rén)員(yuán)應更多(duō)≤σ₩關注危廢物(wù)料特性、工(gōng)況特點(焚燒溫度、煙(yān)氣成分(fēn))等。