1、危廢處理回轉窯的砌筑與烘爐技術探討第 34 卷第 2 期2022 年 3 月工業爐IndustrialFurnace Vo1.34No.2 Mar.2022危廢處理回轉窯的砌筑與烘爐技術探討張紹坤(北京機電院高技術股份,北京 100027)摘要:回轉窯是危急廢物處理最為有效的設備 ,在國內的應用越來越廣泛 .回轉窯中耐火材料的質量影響了回轉窯能否穩定運行.對危急廢物處理回轉窯耐火材料的選用,砌筑和烘爐進展了分析, 對工程應用具有肯定的參考價值.關鍵詞:回轉窯;耐火材料;砌筑;烘爐中圖分類號:TQ172.6+22 文獻標識碼:B 文章編號:10016988(2022)02004604Discus

2、sionofFurnaceBuildingandBakingTechnologyinHazardous WasteTreatmentRotaryKilnZHANGShaokun(BeijingMachineryandElectricityInstituteCo.,Ltd,Beijing100027,China) Abstract:Therotarykilnisthemosteffectiveequipmentinthehazardouswastetreatment,and itis usedmoreandmorewidelyindomestic.Thequalityofrefractoryma

3、terialaffectsthestableop erationof rotarykiln.Thechoice,buildingandbakingoftherefractorymaterialforthehazardouswastet reatment rotarykilnwereanalyzed,andithadsomecertainreferencevaluefortheengineeringapplication. Keywords:rotarykiln;refractorymaterial;building;baking 回轉窯是指旋轉煅燒窯.是對散狀物料進展加熱處理的熱工設備.問世已

4、逾百年回轉窯廣泛用于有色冶金,黑色冶金,耐火材料,水泥,化工等行業.目前,隨著國家對危急廢物的處置力度的加強, 回轉窯也開頭應用于危急廢物燃燒處置領域危急廢物是指依據國家統一規定的方法鑒別認 定的具有毒性,易燃性,易爆性,腐蝕性,化學反響等性質的.對人體安康和環境能造成危害的廢物危 險廢物需經過處理才能進入環境.熱處理法是最有效的危急廢棄物處理方法.而回轉窯是危急廢棄物處理中最有效的設備之一1J用于危急廢物處理的回轉窯是一個略微傾斜,鋼制外殼內襯耐火材料的空心圓筒危急廢物可以從前端送人窯中進展燃燒.以定速旋轉到達攪拌廢物的目的.旋轉時須保證適當傾斜度.以利危急廢物下滑.此外.廢液及廢氣可以從前

5、段,中段,后段 同時協作助燃空氣送入.甚至于整桶裝的廢物也可收稿日期:2022-l1 一 O2作者簡介:張紹坤(198O 一),男,工學碩士,工程師,主要從事熱能利用相關的工程設計工作.以送入回轉窯燃燒闥利用回轉窯處理危急廢物的主要優點:可以處理的廢物種類廣泛.利用回轉窯可以處理多種危急廢物,能夠同時處理固體廢棄物,廢液和廢氣,物料適應性廣:回轉窯內燃燒工況易于把握.有利于危急廢物充分分解:回轉窯設有肯定傾角.除渣便利:回轉窯運行穩定,操作把握簡便.鑒于以上優點.國內建或在建的危急廢物焚燒處置工程大多優先選用回轉窯作為危急廢物處理的一級燃燒爐.回轉窯在危急廢物燃燒處理中應用日益廣泛回轉窯耐火材

6、料的選用依據危急廢物集中燃燒處置工程建立技術規范(HJ 廠 r1762022)的要求,危急廢物燃燒處理“爐渣熱灼減率應5%“,因此,為了將危急廢物燃燒充分.回轉窯內的燃燒溫度應不低于 800oC.危急廢物在回轉窯中燃燒,一般要經受枯燥,熱工業爐第 34 卷第 2 期 2022 年 3 月解,燃燒,燃盡等幾個階段.經過這幾個階段,危急 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對回轉窯內砌筑的耐火材料造成侵蝕性破壞.所以,危急廢物燃燒處理用的回轉窯的耐火材料應同時具備如下特點:耐高溫性.能夠長期在 800oC 以上的高溫環境下運行.高強度和良好的耐磨性

7、.回轉窯內的耐火材料需要具有肯定的機械強度.以承受高溫時的膨脹應力及回轉窯殼體變形所造成的應力同時因 為危急廢物在窯內的運動及煙氣中粉塵的磨擦.均會對窯內的耐火材料造成磨損.所以要求耐火材料具有較強的耐磨性良好的化學穩定性.以抵抗煙氣中化學物質 的侵蝕.有關爭辯說明.對耐火材料質量影響最大的是堿(鉀,鈉),鹵族(氯,氟)和硫的化合物等3J. (4)良好的熱穩定性.能夠承受燃燒狀態的交變 熱應力.在停爐,起爐以及旋轉運轉狀況不穩定的狀況下.窯內的溫度變化都比較大.這就要求耐火材料在溫度變化猛烈的狀況下.不能有龜裂或者是剝落的狀況受熱膨脹穩定性要好.回轉窯殼體(一般為碳鋼板)的熱膨脹系數雖然大于回

8、轉窯耐火材料的熱膨脹系數.但是殼體溫度一般都在 150300左右.而耐火材料承受的溫度一般都在 800以上,這樣可能會導致耐火材料比回轉窯殼體的熱膨脹要大.而簡潔脫落.氣孔率要低.假設氣孔率高,煙氣會通過滲透進入耐火材料中,腐蝕耐火材料.目前.在國內外危急廢物燃燒工程中.回轉窯通常承受耐火磚砌筑.僅在窯兩端承受耐火澆注料澆筑.通常承受的耐火磚主要有莫來石磚,高鋁磚等, 澆注料主要為高鋁耐火澆注料.可依據危急廢物的成分進展選擇回轉窯耐火磚的砌筑回轉窯砌筑質量的好壞.直接影響耐火材料的使用壽命.對整個危急廢物燃燒處理系統的連續穩定運行至關重要.回轉窯的砌筑方法分類依據砌筑過程中是否使用濕狀泥漿.砌

9、磚可以分為干砌法與濕砌法兩種.通常狀況下.用于處理危急廢物的回轉窯所用的高鋁磚,莫來石磚等需要承受濕砌法依據磚的排布方式的不同.砌筑方法又可分為橫向環形砌法與縱向穿插砌法兩種.承受縱向穿插砌法砌筑的耐火磚的整體強度比校好.但發生問題時.一個較小的點破壞可能會造成一個較大的面破壞.目前應用較少橫向環形砌法又可分為兩相鄰磚圈磚縫成始終線與磚縫穿插兩種砌法承受磚縫成一直線砌法時.因耐火磚尺寸的偏差可能使得磚縫 不在一條直線上,當磚圈的錯動時.磚的邊角簡潔破損可能會造成強度不好因此.目前處理危急廢物的回轉窯砌筑多承受橫向環形砌法中的磚縫穿插的砌筑方法.依據砌筑過程中回轉窯是否需要旋轉.砌筑方法可以分為

10、旋轉法和固定法.利用旋轉法砌筑時,隨著耐火磚的砌筑,需要旋轉回轉窯.多用于小型回轉窯的砌筑.而固定法無需旋轉回轉窯,多用于大型回轉窯用于危急廢物處理的回轉窯直徑多在 24m. 長度在 820m.屬于小型回轉窯.因此需要承受旋轉法砌筑砌筑依據上述分析.用于危急廢物處理的回轉窯主要承受橫向環形砌法.既有利于施工.也有利于撤除和檢修砌筑過程如下:首先應認真地將窯殼內清掃干凈,然后做砌 筑用基準線.軸向基準線要沿窯周長每 1.5m 放一條,每條線均要與回轉窯殼體的軸線平行:環向基準線為與回轉窯殼體中心線垂直的圓.每個施工段放一條.每個施工段長度為 1m耐火磚砌筑時.首先從回轉窯殼體底部同時向兩側砌筑.

11、直至超過半周 12 層磚處.每環磚均如此砌筑.當砌筑長度為 23m 時.在回轉窯中心水平設置厚 140mm 的長方形墊木.墊木應壓在最上一層耐火磚磚厚 3/4 處.并每隔 1m 左右設置一頂杠頂在墊木上.旋出頂杠套管局部至墊木與耐火磚完全壓實.如圖 1(a)所示.然后將回轉窯旋轉 90,再從窯底砌筑到水平位置.進展其次道支撐加固.如圖1(b)所示.連續旋轉回轉窯.進展最終 1/4 周的砌 筑,如圖 1(c)所示.最終 1/4 圓周砌筑時,需留意要 留 46 層磚.作為鎖 El 區.并將鎖口區旋轉到底部四周(時鐘的 7:008:00 的位置),進展鎖口,如圖 1(d) 47材料與施工:危廢處理回

12、轉窯的砌筑與烘爐技術探討所示.180.9O.0.(a】0.180.(c)(d)圈 1 耐火磚砌筑過程不惹圖鎖口區的砌筑應認真進展,通常要先用幾種不同厚度的磚進展組合預排和調整.以使砌體的鎖口完全適合于最終一塊磚的打入鎖口時宜選用專用鎖磚.需加工磚時.加工磚的 厚度不得小于原磚厚度的 2/3.并不得作為每環最后一塊鎖磚打入砌體.鎖 15 磚應從側面打人環內. 在最終一塊鎖磚不能由側面打入時.可將鎖口外側的一到兩塊磚進展加工,使鎖口上下尺寸相等.然后將與鎖口尺寸相適應的磚從上面打入.并將其兩側用鋼板鎖縫需要用幾塊薄形的鎖磚時.要用標準的主磚將它們隔開:用鋼板鎖縫時.每條縫內只允許使用一塊鋼板.其厚

13、度不宜大于 3mm.各環鎖口區不應超過4 塊鎖縫鋼板.并應把它們均勻地分布在整個鎖磚區內.另外,在砌筑時應盡量削減鎖縫鋼板的用量. 并盡量避開在薄型的鎖磚邊打人鋼板砌筑最終一環磚的鎖口區時.由于擋磚板礙事.最終一塊鎖磚不能從側面打人環內.可以通過選磚. 再協作火泥調整鄰近幾塊磚的灰縫的方法將鎖口的尺寸調整到上下相等.然后將尺寸適宜的鎖磚從上面打入打人最終一塊磚后.從上面打人 13 塊一邊磨尖的 23mm 厚的鋼板將磚縫徹底鎖緊砌筑留意事項在回轉窯砌筑過程中的幾點留意事項:回磚窯體安裝完畢后,經檢查和空轉合格才 能進展內襯施工.并認真去除灰塵和渣屑.打磨平48整.焊縫高度應小于 3mm砌筑泥漿在

14、調制時應通過試驗來確定泥漿的 稠度和加水量.同時檢查泥漿的砌筑性能是否滿足砌筑要求.攪拌水應承受純潔水.由于使用泥漿為膠泥,應隨砌隨制.已初凝的不得使用.砌筑內襯的縱向基線和把握線.應做明顯標記于簡體上,環向基準線按砌筑工作長度也畫在簡體上.砌筑時磚縫內應泥漿飽滿,外表勾縫.不得在砌體上砍鑿磚,用木錘或橡膠錘找正.泥漿枯槁后,不得敲打砌體加工耐火磚時不得承受寬度小于1/2 或寬度小于 2/3 的磚并不得作為本環的最終一塊磚打入砌體當涉及多層耐火磚砌筑時,由外向內進展各層耐火磚砌筑,均承受環砌法應待上一層磚襯砌筑完成并檢驗合格前方可進入下道工序對不能滿足下道工序施工的部位,用磨光機進展修理.確保

15、里層的耐火磚的大頭四個角與外層磚襯完全接觸整體砌筑完成后.各層耐火磚均應與筒體牢靠地同心烘爐回轉窯整體砌筑完成后.砌體和澆注料中含有大量的游離水和結晶水,必需進展烘爐.通過烘爐, 對砌體進展加熱和枯燥,使砌體所含水分漸漸析出. 直至完全枯燥為止.完成耐火材料相變形引起的膨脹及消退應力.保證回轉窯正常運行中耐火材料不因溫度劇變而爆裂或內裂烘爐預備烘爐前的預備工作通常有以下幾點:檢查耐火材料的砌筑和澆筑是否符合標準的要求:預備烘爐所用材料,如燃料,工具,水,壓縮空氣等:整套系統的其他預備工作,例如,消防系統,電氣系統,環境條件等.烘爐曲線烘爐所需時間及溫度主要依據爐襯砌體的種類,性質,厚度,砌筑方

16、法和施工時所處季節而定51. 回轉窯砌體的主要材料是高鋁磚,莫來石磚,高鋁澆注料等,依據回轉窯砌體的特點.典型的烘爐曲線如圖 2 所示.由圖可知.烘爐升溫過程主要包括三個關鍵溫度點工業爐第 34 卷第 2 期 2022 年 3 月越贈時間/Il圖 2 典型烘爐曲線圖第一個溫度點:150oC.由于水在 100cc 時變為水蒸氣,但蒸發不快.故必需大于 100時才能有效枯燥依據閱歷選 150oC 為宜.此階段脫水量不能太大.不能太快.假設水分排出太快,內部殘存水分集中速度趕不上外表蒸發速度.內部水會受熱變成蒸汽產生膨脹致使泥漿收縮發生龜裂.降低黏結強度. 使砌體強度減弱.澆注料更是如此.因此由常溫

17、至150的過程中.升溫不能太快.把握在 10/h 為宜.當到達 150時還必需保溫一段時間.保證砌體充分枯燥.其次個溫度點:300.在此溫度段,主要是完成耐火材料相變引起的膨脹及消退應力考慮到高鋁磚的線膨脹系數較大.由 150oC 至 300的過程中.升溫也不宜太快高鋁磚一般按 3050幾升溫.這樣可使耐火磚的膨脹均勻而且穩定第三個溫度點:600c【=.此溫度點為耐火材料的 燒結溫度點.耐火材料在此溫度點持續一段時間后, 即可到達徹底枯燥依據廠家資料.高鋁磚和耐火材料在 150, 300,600這三個溫度點,內部反響比較猛烈,且膨脹較為均勻和溫存為充分完成晶型轉化和聚合作用,到達設計要求的燒結

18、強度,完全釋放熱應力,必需在此三點恒溫一段時間為了便于把握其膨脹性.防止耐火磚上下外表膨脹不均造成開裂.使耐火磚和耐火物內部溫度逐步均勻化.升溫也必需緩慢進展.到達 600時.保溫足夠的一段時間后,讓砌體自然冷卻,烘爐完成.烘爐后的檢查烘爐后的檢查主要為耐火材料砌體的檢查觀察耐火材料燒結狀況.檢查耐火磚的磚縫.假設消滅松動可用鎖縫鋼板緊固.檢查耐火材料是否消滅裂縫.假設消滅裂縫大于 3mm.應用耐火澆注料勾縫. 另外.烘爐的過程也是整套工藝系統聯動運行過程.烘爐后也應對系統設備的操作狀況進展匯總, 必要時進展檢修結語回轉窯是危急廢物處理最有效的設備.在國內的應用日益廣泛回轉窯耐火材料的質量直接影響了回轉窯能否穩定運行.選用適宜的耐火材料,用適當的砌筑方法砌筑.并依據科學的烘爐曲線烘爐,