1、回轉窯焚燒爐一、前言實現垃圾無害化、減量化、資源化，焚燒是一種比較可靠和有效的手段。作為焚燒危險廢棄物這個特定的領域，回轉窯焚燒爐應對復雜的工業垃圾、醫療垃圾具有適應性廣，運行穩定可靠，管理操作方便，設備維修簡單等多方面優點，因此在國際危險廢棄物焚燒領域中應用最廣。表1是美國各種危險廢物焚燒應用比例加型回轉18而室爐1固定爐膜電石原卜疝化速應用比仰%10%表1美國危險各種廢物焚燒應用比例我國國家環境保護總局于2001年12月20日印發的關于危險廢物污染防治技術政策的通知指出：“危險廢物的焚燒宜采用以回轉窯爐為基礎的焚燒技術，可根據危險廢物種類和特征，選用其他不同爐型，鼓勵改造并采用生產水泥的旋

2、轉窯爐附燒或專燒危險廢物”。近年來，我國的危險廢棄物焚燒建設市場已越趨成熟。大勢已在向采用不同組合的回轉窯焚燒爐型靠攏，具體在應用上的改進，尚有很大的技術發展空間。二、回轉窯焚燒一般機理和三種焚燒方法及熱工流程解析（一）回轉窯焚燒的一般機理回轉式焚燒窯爐體為采用耐火磚或水冷壁爐墻的圓柱形滾筒。它是通過爐體整體轉動，使垃圾均勻混合并沿傾角度向傾斜端翻騰狀態移動。為達到垃圾完全焚燒，一般設有二燃室。其獨特的結構使幾種傳熱形式中完成垃圾干燥、揮發分析出、垃圾著火直至燃盡的過程，并在二燃室內實現完全焚燒。回轉窯式焚燒爐對焚燒物變化適應性強，特別對于含較高水分的特種垃圾均能實行燃燒。（二）回轉窯焚燒的三

3、種焚燒方法即灰渣式焚燒；熔渣式焚燒；熱解式焚燒。1 .回轉窯灰渣式焚燒灰渣式焚燒爐，回轉窯溫度控制在800OG-9000c危險廢物通過氧化熔燒達到銷毀，回轉窯窯尾排出的主要是灰渣，冷卻后灰渣松散性較好，由于爐膛溫度不高，危險廢物對回轉窯耐火材料的高溫侵蝕性和氧化性不強，為此，耐火材料的使用壽命相對比較長，內爐體“掛壁”現象也不嚴重。2 .回轉窯熔渣式焚燒熔渣式回轉窯焚燒爐主要是處理一些單一的、毒性較強危險廢物，溫度一般在1500OC以上，目的是提高銷毀率。由于處理對象各不相同，成分復雜，一些危險廢物熔點在1300OG-14000c以上，因此該類型焚燒爐溫度控制較難，對操作要求較高。由于熔渣式回

4、轉窯焚燒爐爐膛溫度較高，輔助燃料耗量增大，帶來的最直接的后果是回轉窯耐火材料、保溫材料燃料消耗、機械損耗及操作難度均較高。3.回轉窯熱解式焚燒.熱解式回轉窯焚燒窯內溫度控制在700OC-8000c由于危險廢物在回轉窯內熱解氣化產生可燃氣體進入二燃室燃燒，可以大大降低耗油量，另外由于溫度低，熱損失少，煙氣量是三種處理工藝為最低，隨之裝機容量降低，運行成本大大降低，但是其缺點是灰渣殘留量高，灰渣焚燒不徹底，目前某些關鍵技術，已有突破，此種焚燒方法代表了回轉窯焚燒危險廢棄物技術發展方向，尤其是對資源節約型社會來講，這一點尤為重要。對于任何一種焚燒設備，要實現合理焚燒必須是“進料有序、燃燒完全、出渣通

5、順”，其核心問題是：風量的大小、方向和速度；區段風量中含氧量的控制；區段風量壓力的控制；窯內各區段溫度的控制。而要實現這些核心技術，正確確定熱工流程是關鍵。（三）回轉窯焚燒三種熱工流程簡析上述三種焚燒方法，靠一般的熱工“順流”（即氣流與物料運行同方向）或“逆流”（即氣流與物料運行向反方向）予以實現是困難的，因為這是常規的回轉窯熱工流程，它適用于建材行業、冶金行業、化工行業等常規行業，而對于焚燒垃圾的這個特性多變的領域，我們既要遵循它的共性，又要研究適應它的特性。那么它的特性是什么？一是其他行業進窯的物料，無論它的物化成分或數量都是定量可控的（即都是原料），而垃圾進窯物料由于它存在諸多的不確定性

6、，進窯物料具有“模糊性”（即為廢料），它是無法精細可控的，焚燒窯應能適應焚燒對象的“模糊性”，應有較大的包容性。二是為了防止二次污染，切忌污染轉移，垃圾焚燒是包括焚燒中產生煙氣中的有害成分的焚燒，所以它需具有雙重焚燒功能。而其煙氣的焚燒溫度國家有規定，焚燒生活垃圾、醫療垃圾的煙氣溫度，要求在8500c的工況下停留2秒，而危險廢棄物焚燒后的煙氣溫度要求在11500c停留2秒。三是關于焚燒后的渣料，其他行業焚燒后的是成品，而垃圾焚燒后的是無用渣料，而燃盡后的渣料殘碳灼減率不能大于5%針對上述三種焚燒方法以簡單“順流”“逆流”的熱工流程，是難以滿足焚燒垃圾的特定條件的。原因是：（1）無論“順流”“逆

7、流”，它只能對窯內的垃圾而言，對于煙氣的二次燃燒得不到兼顧，勢必得另加熱源。這就大大增加了不必要的成本。所以對于其他行業是可以滿足的，但對特定垃圾焚燒顯然是不合適的。（2）以上常規內三種焚燒方法，如以熔渣型或灰渣型，雖然也能焚燒，除了熱耗增加以外，還有設備操作維修上的問題，由于垃圾熔點不一，上述流程國內不少實例已顯見弊病，窯內結圈嚴重，短時間內就會出現“進不去、燒不透、出不來”，最后導致癱瘓，再如采用第三種單純“熱解式”雖然上述問題不會出現，但焚燒垃圾燒不透，滿足不了國家小于5蹴碳灼減率，顯然滿足不了實現徹底焚燒的目的。針對上述問題，原始的“熔渣”、“灰渣”型是難以滿足的，但對于熱解型應針對其

8、弊予以細化完善。三、三種組合匹配分析與比較回轉窯的一般優點，已被業內公認，但因燒不透、燒不盡的缺點也被行內欲舉且止，如何保持發揚優點，改進克服缺點，這是需要我們深入探討的一件事。回轉窯焚燒危險廢棄物國外傳統模式是在回轉窯的出料端加一豎向二燃室，其底部為一單純卸料機構，為燃盡殘渣,近10年在國際國內大致出現三種組合匹配模式，分別簡述如下：（一）回轉窯出料端將二燃底部加一小型流化床（見圖1）圖1流程基本同上，但此種組合匹配存在問題是：（1）出料端配循環流化床，目的是要回轉窯燒不透的部分在流化床完成最后燃盡，但流化床要使床料載體帶動物料流化，它對進床物料的塊度要求小而均勻，切忌大塊集中，否則沸騰、流

9、化失靈。而回轉窯所供的物料其大小及瞬時進料量是難以控制的，所以企圖以流化達到高效的熱交換的優點達到燃盡殘渣的目的是難以實現的。（2）流化床底部進的是高壓風（否則物料不能沸騰），爐內呈正壓狀，而回轉窯熱解窯內應呈負30-50Pa,在窯爐呈一腔的工況下，風壓匹配相互矛盾，不能實行正常熱工工藝流程。（3）循環流化床的卸料口較小，由于回轉窯卸入流化床的渣塊度大小是不可控的，因此卸口堵塞是經常發生。綜上三方面存在的問題，由回轉窯組合匹配循環流化床，無論是熱工流程、燃盡燒透、暢通卸料均存在嚴重問題，目前國內無成功先例。（二）回轉窯出料端將二燃底部加一小型爐排（見圖2）緊螂放口圖2此工藝流程是垃圾從進料斗進

10、料喂入回轉窯，經熱解焚燒方法，熱解后的垃圾徐徐進入二燃室下部的爐排，將未燃盡部分繼續燃盡，此工藝在爐排底供風及進料端微弱進風，由總引風機抽風，使窯內呈欠氧負壓，熱工流程呈基本逆流，在回轉窯內靠輻射熱，燃燒部分低燃點物料，應該說熱工流程是合理的，可以達到焚盡燒透目的。此工藝也是目前國內外業內常采用一種組合匹配，但其缺點是由回轉窯翻滾物料進入爐排，由于危險廢棄物的燃點及物化性質不同，未燃盡的垃圾進入爐排時，其塊度大小是不可控的，因回轉窯卸料是定點集中堆積的。而爐排的推進只是一個方向又未具破碎功能，所以大塊渣料常在出口拱料，也就是垃圾進得去在爐排上也可以燒，但不均勻，出料受阻，造成操作困難，嚴重影響

11、連續正常運轉。（三）回轉窯出料端在二燃底部加塔式回轉爐幕（見圖3）圖3塔式回轉爐蔗在焚燒行業是一個成熟裝備，回轉窯出料端在二燃底部加塔式回轉爐幕將原二燃室演變為二燃爐，焚燒工藝為熱解型回轉窯即在回轉窯部分為四段：a.予熱；b.欠氧干化；c.熱解d.后1/4筒體部分焚燒。在回轉塔幕上將部分殘渣靠富氧燃盡，其熱工流程為逆流+輻射。配置塔式回轉爐幕具備了四個功能即：（1）葭下配底風具有焚盡渣料殘碳的功能；（2）由于底風為常溫風，有冷卻渣料的功能；（3）回轉塔蔗四周卸料偏心動顆與靜顆，具有破碎渣料的功能；（4）回轉塔蔗下部可控集料斗具有儲料鎖風功能。（四）結論通過對以上三種焚燒方法、三種熱工流程和三種

12、窯爐組合匹配的解析，得出以下三條結+輻射”；（3）論：（1）回轉窯焚燒危險廢棄物以熱解法為宜；（2）要實現熱解法，熱工流程是在窯內熱解部分的熱源依靠輻射，殘渣燃盡采取富氧逆流。簡而言之：熱工流程為“逆流要符合熱解法和“逆流+輻射”的熱工流程，應以回轉窯加二燃室底設置塔式回轉爐蔗的窯爐組合匹配，使焚燒系統完成一個復合架構。在上述裝備的前提下，再以一次風、二次風、三次風的風量、風壓及溫度和氧量設定、控制、調節，適應復雜多變的垃圾實現科學焚燒，同時使殘渣破碎，余熱回流，使上述工藝過程具有可操作性，構成一個較為完善的系統工程，此種匹配以下簡稱“回轉組合窯”。四、回轉窯焚燒危險廢棄物的應用簡述通過以上論

13、述回轉窯焚燒危險廢棄物的三種焚燒方法；三種熱工流程和三種窯爐組合匹配的分析比較，以下對回轉窯組合匹配塔式回轉爐蔗的焚燒系統作一系統簡介：（一）回轉窯組合焚燒窯基本原理及關鍵技術提要回轉式焚燒窯是國際工業廢物處理領域廣泛應用的焚燒設備，在工業廢物焚燒領域的市場占有率較高，也是我國科技部和國家環保總局所發布的國家工業廢物處理技術政策中推薦的焚燒爐爐型。它可同時處理固體和液體廢物，固體廢物由專用輸送設備送入回轉窯，液體廢物通過高效霧化設備噴入窯體進料端，廢物在回轉窯內完成水分蒸發、揮發分析出、著火及燃燒的過程，灰渣部分由二燃室底部排出，所產生的煙氣進入二燃室，在二燃室內與二次燃燒空氣混合，達到煙氣完

14、全燃燒，實現尾氣安全達標排放。回轉窯焚燒爐的特點是適應性廣、操作維護簡便、使用壽命長。回轉組合窯焚燒危險廢物，是在傳統回轉窯焚燒爐的基礎上，將未燃盡殘渣與有害煙氣由其組合匹配塔式回轉爐蔗的立式爐來完成焚燒（爐腔上部為二燃室）。在強化換熱和燃燒方面取得良好成效，該系統還可在回轉窯內增設鏈條組，克服了傳統回轉窯內煙氣與廢物接觸不充分導致廢物換熱及燃燒效果欠佳的缺點，同時該系統還具有防止爐內結渣的功能；該系統二燃室下部設有旋轉爐蔗，該爐蔗下部可鼓入燃燒用空氣，對進入二燃爐的灰渣進行充分燃燒，這樣與回轉窯進料端進入的少量一次燃燒空氣、二燃室切向鼓入的二次燃燒空氣及爐提高了系統的焚燒熱效率；同時底的三次

15、風組成了回轉組合式焚燒爐的三次空氣燃燒系統,旋轉爐蔗下部鼓入的常溫空氣兼有冷卻渣料的功能，可以實行干式冷態出渣，避免了濕法出渣所帶來的水處理問題；旋轉爐蔗偏心設置，其運行軌跡為旋轉動態橢圓形，因此具有粉碎渣料及自動出渣的綜合功能。這種焚燒爐的特點歸納如下：(1)本設備可同時焚燒固體廢物、液體、氣體、對焚燒物適應性強；(2)焚燒物料翻騰前進，三種傳熱方式并存一爐，熱利用率較高；(3)耐火材料壽命長而且更換爐襯方便，費用低；(4)傳動機理簡單，傳動機構均在窯外殼，設備運轉安全，維修簡單；(5)對焚燒物形狀、含水率要求不高；(6)回轉窯內較長的停留時間和700c的高溫，使危險廢物全面熱解，部分低燃點

16、垃圾基本燃盡；二燃爐強烈的氣體混合使得煙氣中未完成燃燒物完全燃燒達到有害成分分解所需的高溫(1150C),高溫區煙氣停留為2秒；不但使垃圾焚盡燒透，還從源頭有效地分解了二惡英；(7)良好的密封措施和爐膛負壓，保證有害氣體不外泄；(8)設備運轉率高，年運轉率一般可達90%±,操作維修方便；(9)回轉窯內增設強化換熱及防止結渣裝置，在提高焚燒率的同時擴大了焚燒爐對廢物的適應性；(10)將傳統二燃室演變為二燃爐，提高了灰渣的燃盡率，提高了回轉窯的焚燒效率，同時具有常溫出渣、渣料破碎、密封鎖風等綜合功能。本設備成熟可靠，可完全國產化，并已有豐富的制造經驗。(二)回轉組合窯的創新要點1 .回轉

17、窯內設鏈條組：鏈條組對回轉內的廢物進行攪拌接觸，加強了廢物與高溫煙氣的接觸，強化了廢物熱交換，同時鏈條組還有防止廢物燃燒過程中在回轉窯內粘結的作用，對廢液的焚燒，通過將廢液直接噴射到鏈條組上面，大大增加了廢液的換熱面積，擴大了回轉窯對廢物焚燒的適應性。2 .三次空氣燃燒系統：傳統的回轉窯采用二次空氣燃燒系統，回轉組合式焚燒爐在二燃室底部加設旋轉爐蔗，旋轉爐蔗下面鼓入三次空氣，強化了廢物的燃燒，提高了焚燒爐的熱效率，爐渣內含碳率可低于2%同時還加速了廢物焚燒過程，提高了回轉窯的廢物焚燒量。3 .冷態干式出渣，避免了二次污染：三次空氣還具有渣料冷卻的作用，實現干態低溫(80C)出渣，避免了濕法出渣

18、造成的污水處理問題。4.旋轉爐蔗使渣料破碎、鎖風以及自動出渣等功能：旋轉爐蔗偏心設置，其運行軌跡為旋轉動態橢圓形，對渣料具有破碎作用，此外旋轉爐蔗與其匹配料斗還具有鎖風功能，保持焚燒系統的密閉性、能配置自動出渣等功能。(三)回轉組合式焚燒窯工藝流程廢物用密閉卡車運到焚燒廠儲庫，通過進料機構輸送入回轉窯進料斗，進料斗下設有推料機構及鎖風設施，確保回轉窯負壓運行的燒成制度。廢物進入焚燒爐后，通過回轉窯的運行在窯中翻轉、攪拌、前進，在欠氧環境中完成予熱、干化、熱解過程，廢棄物在揮發氣化的同時進行不完全燃燒，揮發產生大量可燃氣體及部分未燃盡物料進入二燃爐，在過量燃燒空氣的作用下完成完全燃燒。為強化窯內

19、換熱，在回轉窯內設置鏈式蒸發熱交換器，溫度在400C500C之間，廢液可直接噴射到鏈條上可加速起蒸發及醇類揮發的過程，另一方面對固體廢物也能起到傳熱、翻動及研磨作用。廢物燃盡產生的灰渣由二燃爐底部的回轉爐蔗排出。二燃爐燃燒溫度可達成1150C,且煙氣在高溫區停留時間2秒，以保證二惡英等有害物質的充分分解。當溫度低于1150c時，二燃室的燃燒器調節大小火開啟。確保爐溫穩定在1150c左右，回轉窯和二燃爐燃燒所有的空氣通過風機分別供給，以使廢物的燃燒處于最佳狀態。在二燃爐底部設有爐底三次風機，強化了灰渣的燃盡程度，同時冷卻渣料，實現了冷態出渣。為利用余熱，從二燃爐出來的高溫煙氣進入熱交換器，部分熱空氣可作一次風、二次風風源鼓入回轉窯。煙氣處理按“3r（高溫、湍流、停留時間）原則將高溫煙氣經熱交換器后的煙氣進入激冷濕式中和噴淋綜合除塵器，在濕式噴淋塔除塵器裝置內完成酸性物質中和、除塵過程的同時使高溫煙氣激冷至300c以下。于此，前道高溫煙氣不但使二惡英從源頭予以充分分解，后道激冷使二惡英避開或大大縮短了350C-500c的二惡英再生工況區。此煙氣再經優化