危废处理回转窑的砌筑与烘炉技术探讨
第34卷第2期 2012年3月 工业炉
IndustrialFurnace Vo1.34No.2 Mar.2012
危废处理回转窑的砌筑与烘炉技术探讨 张绍坤
(北京机电院高技术股份有限公司,北京100027)
摘要:回转窑是危险废物处理最为有效的设备,在国内的应用越来越广泛.回转窑中耐火材料的质量影响了回转
窑能否稳定运行.对危险废物处理回转窑耐火材料的选用,砌筑和烘炉进行了分析,对工程应用具有一定的参考价值. 关键词:回转窑;耐火材料;砌筑;烘炉
中图分类号:TQ172.6+22文献标识码:B文章编号:1001—6988(2012)02—0046—04 DiscussionofFurnaceBuildingandBakingTechnologyinHazardous WasteTreatmentRotaryKiln ZHANGShao—kun
(BeijingMachineryandElectricityInstituteCo.,Ltd,Beijing100027,China)
Abstract:Therotarykilnisthemosteffectiveequipmentinthehazardouswastetreatment,anditis
usedmoreandmorewidelyindomestic.Thequalityofrefractorymaterialaffectsthestableoperationof
rotarykiln.Thechoice,buildingandbakingoftherefractorymaterialforthehazardouswastetreatment
rotarykilnwereanalyzed,andithadsomecertainreferencevaluefortheengineeringapplicati
on.
Keywords:rotarykiln;refractorymaterial;building;baking 回转窑是指旋转煅烧窑.是对散状物料进行加 热处理的热工设备.问世已逾百年回转窑广泛用 于有色冶金,黑色冶金,耐火材料,水泥,化工等行 业.目前,随着国家对危险废物的处置力度的加强, 回转窑也开始应用于危险废物焚烧处置领域 危险废物是指根据国家统一规定的方法鉴别认 定的具有毒性,易燃性,易爆性,腐蚀性,化学反应等 性质的.对人体健康和环境能造成危害的废物危 险废物需经过处理才能进入环境.热处理法是最有 效的危险废弃物处理方法.而回转窑是危险废弃物 处理中最有效的设备之一[1J
用于危险废物处理的回转窑是一个略微倾斜, 钢制外壳内衬耐火材料的空心圆筒危险废物可以 从前端送人窑中进行焚烧.以定速旋转达到搅拌废 物的目的.旋转时须保证适当倾斜度.以利危险废 物下滑.此外.废液及废气可以从前段,中段,后段 同时配合助燃空气送入.甚至于整桶装的废物也可 收稿日期:2011-l1一O2
作者简介:张绍坤(198O一),男,工学硕士,工程师,主要从事热 能利用相关的工程设计工作. 以送入回转窑焚烧闼
利用回转窑处理危险废物的主要优点: (1)可以处理的废物种类广泛.利用回转窑可以 处理多种危险废物,能够同时处理固体废弃物,废液 和废气,物料适应性广:
(2)回转窑内焚烧工况易于控制.有利于危险废 物充分分解:
(3)回转窑设有一定倾角.除渣方便: (4)回转窑运行稳定,操作控制简便.
鉴于以上优点.国内新建或在建的危险废物焚 烧处置工程大多优先选用回转窑作为危险废物处理 的一级焚烧炉.回转窑在危险废物焚烧处理中应用 日益广泛
回转窑耐火材料的选用
根据《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规 范》(HJ厂r176—2005)的要求,危险废物焚烧处理\炉 渣热灼减率应<5%\因此,为了将危险废物焚烧充 分.回转窑内的焚烧温度应不低于800oC. 危险废物在回转窑中焚烧,一般要经历干燥,热 工业炉第34卷第2期2012年3月
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:
(1)耐高温性.能够长期在800oC以上的高温环 境下运行.
(2)高强度和良好的耐磨性.回转窑内的耐火 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 为危险废物在窑内的运动及烟气中粉尘的磨擦.均 会对窑内的耐火材料造成磨损.所以要求耐火材料 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.有关研究表明.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[3J. (4)良好的热稳定性.能够承受焚烧状态的交变 热应力.在停炉,起炉以及旋转运转状况不稳定的 情况下.窑内的温度变化都比较大.这就要求耐火材 料在温度变化剧烈的情况下.不能有龟裂或者是剥 落的情况
(5)受热膨胀稳定性要好.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要 大.而容易脱落.
(6)气孔率要低.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工程中.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 筑.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.可根据危险废物的 成分进行选择 2回转窑耐火砖的砌筑
回转窑砌筑质量的好坏.直接影响耐火材料的 使用寿命.对整个危险废物焚烧处理系统的连续稳 定运行至关重要.
2.1回转窑的砌筑方法分类
根据砌筑过程中是否使用湿状泥浆.砌砖可以 分为干砌法与湿砌法两种.通常情况下.用于处理危 险废物的回转窑所用的高铝砖,莫来石砖等需要采 用湿砌法
根据砖的排布方式的不同.砌筑方法又可分为
横向环形砌法与纵向交错砌法两种.采用纵向交错 砌法砌筑的耐火砖的整体强度比校好.但发生问题 时.一个较小的点破坏可能会造成一个较大的面破 坏.目前应用较少横向环形砌法又可分为两相邻砖 圈砖缝成一直线与砖缝交错两种砌法采用砖缝成 一
直线砌法时.因耐火砖尺寸的偏差可能使得砖缝 不在一条直线上,当砖圈的错动时.砖的边角容易破 损可能会造成强度不好因此.目前处理危险废物的 回转窑砌筑多采用横向环形砌法中的砖缝交错的砌 筑方法.
根据砌筑过程中回转窑是否需要旋转.砌筑方 法可以分为旋转法和固定法.利用旋转法砌筑时,随 着耐火砖的砌筑,需要旋转回转窑.多用于小型回转 窑的砌筑.而固定法无需旋转回转窑,多用于大型回 转窑用于危险废物处理的回转窑直径多在2～4m. 长度在8～20m.属于小型回转窑.因此需要采用旋 转法砌筑 2.2砌筑
根据上述分析.用于危险废物处理的回转窑主 要采用横向环形砌法.既有利于施工.也有利于拆除 和检修砌筑过程如下:
(1)首先应仔细地将窑壳内清扫干净,然后做砌 筑用基准线.轴向基准线要沿窑周长每1.5m放一 条,每条线均要与回转窑壳体的轴线平行:环向基准 线为与回转窑壳体中心线垂直的圆.每个施工段放 一
条.每个施工段长度为1m
(2)耐火砖砌筑时.首先从回转窑壳体底部同时