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回轉窯耐火材料的選用及維護技術(shù)

發(fā)布日期: 2016年12月23日 點(diǎn)擊次數: 瀏覽: 字體:

  回轉窯是危廢處置的關(guān)鍵設備,在國內危廢處置行業(yè)應用廣泛?;剞D窯耐火材料的質(zhì)量影響了回轉窯能否穩定運行。對危險廢物處理回轉窯耐火材料的選用、維護進(jìn)行了分析,以供具體工程應用參考。危險廢物根據《國家危險廢物名錄》的定義具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應性、感染性等危險特性??赡軐Νh(huán)境或者人體健康造成有害影響,需要按照危險廢物進(jìn)行管理。其中危險廢物熱處理(焚燒)處置手段不僅能徹底解除廢物的毒性和危害性,而且能最大程度地減少危險廢物的體積,是廢物無(wú)害化、減量化的最有力手段。目前國內新建的危險廢物焚燒處置工程大多優(yōu)先選用回轉窯作為危險廢物處理爐型,其可以有效處理不同形狀、相態(tài)的危險廢物。

  1回轉窯介紹

  回轉窯式焚燒爐也稱(chēng)為旋轉窯,是一個(gè)略為傾斜而內襯耐火磚的鋼制空心圓筒,大多數廢物物料是由燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的氣體以及窯壁傳輸的熱量加熱的。固體廢物從前端送入窯中進(jìn)行焚燒,以旋轉來(lái)達到攪拌廢物的目的。旋轉時(shí)須保持適當傾斜度,以利固體廢物下滑。此外,廢液及廢氣可以從窯頭或二燃室送入,甚至整桶裝的廢物也可送入回轉窯焚燒爐燃燒。

  回轉窯焚燒技術(shù)是目前危險廢物焚燒技術(shù)中的最主流技術(shù),是應用最多的爐型,是一種適應性很強,能焚燒多種固體、半固體、液體、氣體廢物的多用途焚燒爐,各種不同型態(tài)及形狀(顆粒、粉狀、塊狀及桶裝)的可燃性廢物皆可送入回轉窯中焚燒。

  2回轉窯耐火材料的選用要點(diǎn)

  危險廢物在回轉窯中焚燒,一般要經(jīng)歷干燥、熱解、燃燒、燃盡等幾個(gè)階段。經(jīng)過(guò)這幾個(gè)階段,危險廢物中的有害成分在高溫作用下被充分分解和破壞,形成高溫煙氣和爐渣。這些高溫煙氣和爐渣會(huì )對回轉窯內砌筑的耐火材料造成侵蝕性破壞。

  所以,危險廢物焚燒處理用的回轉窯的耐火材料應同時(shí)具備如下特點(diǎn):

  (1)耐高溫性。能夠長(cháng)期在800℃以上的高溫環(huán)境下運行。

  (2)高強度和優(yōu)良的耐磨性?;剞D窯內耐火材料需要具有一定的機械強度,以承受高溫時(shí)的膨脹應力及回轉窯殼體變形形成的應力。

  (3)良好的化學(xué)穩定性和熱穩定性,以抵抗煙氣中化學(xué)物質(zhì)的腐蝕、能夠承受焚燒狀態(tài)下的交變熱應力。

  (4)受熱膨脹穩定性要好?;剞D窯殼體的熱膨脹系數雖然大于回轉窯耐火材料的熱膨脹系數,但是殼體溫度一般都在150~300℃左右,而耐火材料承受的溫度一般都在800℃以上,這樣可能會(huì )導致耐火材料比回轉窯殼體的熱膨脹要大,而容易脫落。

  (5)氣孔率要低。氣孔率高會(huì )使煙氣易通過(guò)滲透進(jìn)入耐火材料中,腐蝕耐火材料本體。

  3延長(cháng)回轉窯耐火材料使用壽命的技術(shù)措施

  焚燒的廢物由于成分復雜,對耐火材料具有很強的侵蝕作用,回轉窯耐火材料在運行一段時(shí)間后很容易出現耐火磚開(kāi)裂,磚縫松動(dòng),圈與圈之間產(chǎn)生不同步位移和脫落等現象。由于回轉窯是本工程技術(shù)工藝中的關(guān)鍵設備,因此回轉窯耐火材料的壽命及脫落問(wèn)題是直接影響系統可靠、安全運行的主要問(wèn)題。建議通過(guò)以下具體措施:

  (1)選擇優(yōu)秀的耐火材料供應商,耐火材料則宜采用高強度、耐高溫、耐酸性物質(zhì)侵蝕,同時(shí)可避免玻璃等低熔點(diǎn)物質(zhì)粘窯的復合型耐火澆注料或耐磚。例如某危險廢物焚燒工程案例中使用的耐火材料厚度不少于300mm;化學(xué)成分為Al2O3成分不低于80%的鉻剛玉磚;顯氣孔率小于20%;最高使用溫度不低于1700℃。

  (2)耐火磚尺寸的選用,根據本工程提供的危險廢物的特點(diǎn)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的設計,綜合考慮外型尺寸。

  (3)在回轉窯內側設置專(zhuān)用的耐火材料定位防滑結構,使回轉窯在反復啟?;虿徽5倪\行狀態(tài)下,回轉窯內的耐火材料始終保持最佳的膨脹平衡及整個(gè)回轉窯耐火材料位置的不走位,防止耐火材料縱向及徑向的不正?;瑒?dòng)。

  (4)采用獨特的先進(jìn)施工方案,改變常規的耐火磚錯縫砌筑的規則,采用同縫砌筑,每圈自成,不與前后圈搭接,以保證在回轉窯起停時(shí)因不同步位移時(shí)不扭斷耐火磚,做到新做的襯里耐火磚在前后左右產(chǎn)生位移時(shí)不擠壓相鄰的磚塊。

  (5)嚴格按照烘爐曲線(xiàn)進(jìn)行烘爐,對實(shí)際烘爐曲線(xiàn)實(shí)行嚴格的管理及監控,絕對確保實(shí)際烘爐曲線(xiàn)符合設計要求,保證烘爐一次驗收通過(guò),以保證烘爐的質(zhì)量。

  (6)耐火材料表面附著(zhù)窯皮厚度控制。危險廢物通過(guò)進(jìn)料進(jìn)構送入回轉窯本體內進(jìn)行高溫焚燒,經(jīng)過(guò)60min左右的高溫焚燒,物料被徹底焚燒成高溫煙氣和殘渣,并形成穩定渣層,俗稱(chēng)“窯皮”可以起到保護耐火層作用。窯皮厚度控制在100mm以?xún)?,如超過(guò)將導致窯胴體受力不均。

  通過(guò)上述五個(gè)方面技術(shù)措施,使回轉窯耐火材料的壽命大大延長(cháng),回轉窯耐火材料的脫落問(wèn)題得到了有效的解決。

  4結語(yǔ)

  危險廢物回轉窯處理的廢物成分復雜多樣,尤其是堿、硫、氯等組分揮發(fā)出來(lái)后在窯內有很高的濃度,顯著(zhù)影響危廢焚燒效率及耐火材料的壽命。

  因此,危險廢物回轉窯對應的耐火材料應具有優(yōu)異的品質(zhì)和高度的穩定性。

  擁有熱膨脹系數很低,導熱性高,耐熱振性能好,高溫強度高,抗酸堿和鹽的侵蝕,不受金屬和熔渣的潤濕、質(zhì)輕的特質(zhì)的耐火材料適用于危險廢物回轉窯復雜的窯內環(huán)境,選用適當的砌筑方法砌筑,并按照科學(xué)烘爐,是保證回轉窯耐火材料質(zhì)量的重要環(huán)節,這些都需要在具體危險廢物焚燒處置工程實(shí)踐中摸索和掌握。

  中興窯爐,專(zhuān)業(yè)石灰窯建造專(zhuān)家。

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