危险废物回转窑耐火材料的选用及维护技术探讨

危险废物回转窑耐火材料的选用及维护技术探讨

李韬

（西宁城投环境资源开发有限公司青海西宁810000）

摘要：随着近几年我国对环保的不断重视，危险废物回转窑焚烧技术得到广泛应用，其工艺技术也得到了不断发展和成熟。耐火材料的选用也成为回转窑焚烧技术中的重要研究方向。本文浅析了危险废物回转窑焚烧耐火材料的选择要点，并针对耐火材料的维护手段进行一定的研究，旨在促进我国危险废物回转窑焚烧技术与水平的提升。

关键词：回转窑；危险废物；焚烧处理

近些年来，随着我国工业等的不断发展，工业与医疗行业中的危险品数量日益增多，尤其是废弃的危险品。这给危险废物的回收与处理等带来了极大的压力。在各大城市中，为更好的处理这些工业与医学上的废物，建立了专门的集中处置中心，对于危险废物的处理目前我国常见的操作之一，就是利用回转窑进行焚烧，不仅实现了危险品的处理，还是实现资源的合理利用。

一、危险废物回转窑的基础理论分析

根据国家对于危险废物的定义，危险废物具有以下特点：具有腐蚀性、容易燃烧、具有一定的感染性等。总之，危险废物，顾名思义，其对人体来说是一种较为危险的因素与物质，因此，对于危险废物应进行专门的分类与管理。对危险废物进行焚烧与处理不仅有利于消除其中的毒性与危害性，减少了危险废物的大量积累，降低其危险性。

回转窑式焚烧炉也称为旋转窑，是一个略为倾斜而内衬耐火砖的钢制空心圆筒，大多数废物物料是由燃烧过程中产生的气体以及窑壁传输的热量加热的。固体废物从前端送入窑中进行焚烧，以旋转来达到搅拌废物的目的。旋转时须保持适当倾斜度，以利固体废物下滑。此外，废液及废气可以从窑头或二燃室送入，甚至整桶装的废物也可送入回转窑焚烧炉燃烧。

回转窑焚烧技术是目前危险废物焚烧技术中的最主流技术，是应用最多的炉型，是一种适应性很强，能焚烧多种固体、半固体、液体、气体废物的多用途焚烧炉，各种不同型态及形状（颗粒、粉状、块状及桶装）的可燃性废物皆可送入回转窑中焚烧。

二、回转窑耐火材料的选用要点

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。经过这几个阶段，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，危险废物焚烧处理用的回转窑的耐火材料应同时具备如下特点：

（一）耐高温和耐火性

一方面，回转窑的危险废物焚烧技术需要在较高的温度场所中来进行，回转窑内需要经受1000℃的温度的考验，因此，为更好的进行危险废物的焚烧，在回转窑的材料选择中，一定要选择耐高温和耐火的材料，使得危险废物的焚烧能够正常运行。耐火材料的耐火度一般是指这一材料在高温环境中，不受外力影响下，能够保持一定的稳定性而不熔化或者软化的性能。一般而言，影响材料耐火性的因素一般为材料内的化学矿物组成以及结构，如果材料内的杂质较多，其耐火性就会大幅降低，受到影响。

（二）耐磨性和高强度

在回转窑内，为更好的保障危险废物的充分燃烧，保证危险废物的充分处理，回转窑内一般会利用高温，促进危险废物的膨胀变形，因此，为防止在这一过程中，回转窑受到同样的变形力而发生改变，回转窑的材料选用过程中，材料应具有高强度和一定的耐磨性。

（三）稳定性

在回转窑中，由于焚烧中会产生大量的烟气，还会发生大量的化学反应，会对回转窑造成腐蚀，另外，回转窑内发生热反应时，气体会受热膨胀，如果回转窑内的材料不具有受热膨胀稳定性，很容易将回转窑外部的壳体造成影响。为保护回转窑壳体不受破坏以及保证危险废物的完善处理，回转窑需要具有一定的化学稳定性、受热膨胀稳定性以及热稳定性，使得回转窑内发生化学发应以及高温焚烧时还能够保证其稳定。

（四）气孔率较低

前文提到，在回转窑内，危险废物发生一定的化学反应，会导致产生大量的烟气，这些烟可能具有一定的腐蚀性。如果回转窑中的耐火材料气孔率较高，就会导致这些烟气在耐火材料中进行腐蚀，损坏耐火材料本身。

二、危险废物回转窑中对耐火材料的维护措施

焚烧的废物由于成分复杂，对耐火材料具有很强的侵蚀作用，回转窑耐火材料在运行一段时间后很容易出现耐火砖开裂，砖缝松动，圈与圈之间产生不同步位移和脱落等现象。由于回转窑是本工程技术工艺中的关键设备，因此回转窑耐火材料的寿命及脱落问题是直接影响系统可靠、安全运行的主要问题。建议通过以下具体措施：

（一）选择合适的耐火材料及供应商

选择优秀的耐火材料供应商，耐火材料则宜采用高强度、耐高温、耐酸性物质侵蚀，同时可避免玻璃等低熔点物质粘窑的复合型耐火浇注料或耐火砖。例如某危险废物焚烧工程案例中使用的耐火材料厚度不少于300mm；化学成分为Al2O3成分不低于80%的锆铬刚玉砖；显气孔率小于15%；最高使用温度不低于1700℃。

（二）回转窑内合理设置耐火材料结构

一是在回转窑内侧设置专用的耐火材料定位防滑结构，使回转窑在反复启停或不正常的运行状态下，回转窑内的耐火材料始终保持最佳的膨胀平衡及整个回转窑耐火材料位置的不走位，防止耐火材料纵向及径向的不正常滑动。

二是采用独特的先进施工方案，改变常规的耐火砖错缝砌筑的规则，采用同缝砌筑，每圈自成，不与前后圈搭接，以保证在回转窑起停时因不同步位移时不扭断耐火砖，做到新做的衬里耐火砖在前后左右产生位移时不挤压相邻的砖块。

（三）保证烘炉的合理与科学

严格按照烘炉曲线进行烘炉，对实际烘炉曲线实行严格的管理及监控，绝对确保实际烘炉曲线符合设计要求，保证烘炉一次验收通过，以保证烘炉的质量。

（四）合理把握回转窑皮厚度

耐火材料表面附着窑皮厚度控制。碎破璃及石英砂通过进料进构送入回转窑本体内进行高温焚烧，经过24小时左右的高温焚烧，物料被彻底焚烧成高温烟气和残渣，并形成稳定渣层，俗称“窑皮”可以起到保护耐火层作用。窑皮厚度控制在100mm以内，如超过将导致窑筒体受力不均。

三、结语

因此，危险废物回转窑对应的耐火材料应具有优异的品质和高度的稳定性。在焚烧过程前选用适当的砌筑方法砌筑，并按照科学方法烘炉，是保证回转窑耐火材料质量的重要环节，这些都需要在具体危险废物焚烧处置工程实践中摸索和掌握。

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