目前，大部分工業(yè)危險廢物焚燒處置主體設(shè)施借鑒并采用了發(fā)展非常成熟的水泥工業(yè)生產(chǎn)中的回轉(zhuǎn)窯設(shè)備用耐火材料，同時也采用其掛窯皮技術(shù)，但面對完全不同的處置對象、不同的運行工藝要求，在實際的運行過程中有必要形成適合危廢窯自身的窯皮建立技術(shù)。

回轉(zhuǎn)窯是一個集燃料燃燒、熱交換、高溫化學(xué)反應(yīng)和輸送物料氣流為一體的設(shè)備，由于窯內(nèi)氣體溫度比物料溫度要高得多，窯內(nèi)長期保持1450℃以上。窯每轉(zhuǎn)一圈，窯內(nèi)耐火材料表面受到周期性的熱沖擊，溫度變化幅度為150~250℃，在耐火材料10~20 mm 表層范圍內(nèi)產(chǎn)生熱應(yīng)力;耐火材料還承受由于旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的耐火磚砌體交替變化的軸向和徑向的機械應(yīng)力，以及煅燒物料的沖刷磨損;由于同時產(chǎn)生的硅酸鹽熔體對耐火材料有一定的侵蝕作用，會引起耐火材料的脫落，使窯體表面溫度過高或“紅窯”。為延長耐火磚的使用壽命及運行周期，降低運行成本，有必要在其表面再加上一層堅固的保護層，也就是在耐火磚表面覆蓋一層“窯皮”，從而延長耐火磚使用壽命及運行周期，降低運行成本。

1 危險廢物焚燒回轉(zhuǎn)窯窯皮作用、原理與特點

1.1 窯皮作用

(1)保護耐火磚，使耐火磚不直接受高溫及化學(xué)侵蝕。避免液體及酸、堿等性質(zhì)的物料直接接觸耐火磚而產(chǎn)生的熱震、侵蝕，起到保護耐火磚;隔絕火焰與磚直接接觸，減少爐內(nèi)燃燒高溫火焰對耐火磚的高溫侵蝕，物料燃燒產(chǎn)生的火焰溫度可高達1000~1200℃，通過窯皮的隔離，避免磚所受到高溫火焰的直射侵蝕;

(2)保護耐火材料，減少物料磨損。由于物料在內(nèi)部從窯頭到窯尾做形象的滑動運動，建立窯皮后可以使物料運動形態(tài)發(fā)生改變即：變滑動為滾動摩擦，從而有效的減弱、防止物料對耐火磚的表面不斷連續(xù)的摩擦損耗;由于物料在窯水平底面及側(cè)面做周期性的滑行運動，物料對接觸面的窯皮進行互為傳熱，導(dǎo)致接觸面溫度降低，從而導(dǎo)致窯壁溫度根據(jù)窯轉(zhuǎn)速及物料堆積不同情況進行周期性熱沖擊，根據(jù)內(nèi)部物料堆積、粒度、物料的配伍等等不同情況產(chǎn)生的溫度差50~200℃不等，對窯表面10~20 mm 處產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力破壞影響，所以窯皮起到了保護耐火磚; (3)窯皮的表面粗糙，它可以降低粉料流動速度，延長料在窯內(nèi)反應(yīng)時間。形成窯皮表面粗糙，堆積狀物料在內(nèi)部運動時，增強翻滾，疏松物料能力，利于物料在窯內(nèi)充分燃燒;

(4)充分傳熱介質(zhì)，在窯皮暴露于空氣中，與高溫的空氣接觸時，通過輻射或者是對流的方式吸收熱量，當(dāng)窯皮在下部與料接觸時，以傳導(dǎo)的方式傳熱給生料。儲存熱能，減小窯殼向周圍的熱損失，提高旋窯的熱效率。盡可能的提高蓄熱能力，減小窯殼向周圍的熱損失，更有效的組織物料的燃燒要求，提高旋窯的熱效率，同時盡可能的降低鋼材使用溫度。

1.2 掛窯皮原理

根據(jù)物料在煅燒時所具有的膠粘性能與表面熔融的耐火磚結(jié)合在一起的特點來掛窯皮。物料進入燒成帶以后出現(xiàn)液相，隨溫升而液相增多。當(dāng)耐火磚表面微發(fā)融時，隨窯的轉(zhuǎn)動，具有一定膠粘性的物料將耐火磚壓在下面，并從耐火磚上吸收一定的熱量使其膠粘在一起，并起化學(xué)反應(yīng)，隨溫降形成第一層窯皮，隨窯運轉(zhuǎn)時間的加長窯皮越來越厚，窯皮表面溫度也越來越高，粘上和掉下的窯皮數(shù)量相等，再經(jīng)燒煉，窯皮堅固致密。

1.3 危險廢物焚燒回轉(zhuǎn)窯窯皮特點

根據(jù)窯皮在窯內(nèi)所擔(dān)負起的作用，危廢窯應(yīng)該具備以下特點及要求：

(1)所建立的窯皮應(yīng)與大部分物料特性相吻合，在一定程度具有抗各種酸、堿、高溫火焰的侵蝕能力;

(2)具備一定的溫度變化所帶來的抗熱應(yīng)力的破壞影響，即具有一定的柔韌性;

(3)所建立的窯皮應(yīng)該有一定的粗糙度;

(4)整層窯皮應(yīng)致密并一體式，沒有分層現(xiàn)象;

(5)與窯內(nèi)襯耐火磚表面結(jié)合致密;整個窯皮應(yīng)有相互幫助、牽扯的能力，開裂后不會以獨立的形式存在;

(6)窯皮的使用過程中開裂口不會形成類似刀切狀的斷面;具備一定的硬度抗沖刷、耐磨能力。

2 危險廢物掛窯皮過程

危廢焚燒磚窯在借用水泥廠成熟的轉(zhuǎn)窯設(shè)備的同時也一并借用了水泥廠轉(zhuǎn)窯的窯皮建立技術(shù)，即：采用玻璃瓶、沙子混合或同時摻雜其他一些物料進行建立窯皮方法。通過焚燒窯皮建立全過程的跟蹤、觀察，采用玻璃、細沙混合進行建窯皮不盡理想，基本參數(shù)如下：

2.1 窯皮作用

幾次的建立窯皮所采用的物料種類、配比等大致一致，表為比較有代表性的過程數(shù)據(jù)。

2.2 溫度、窯速及火焰控制

建立過程中首先提高窯速出盡窯內(nèi)原焚燒廢物后，再調(diào)回正常窯速，利用燃燒器火焰提高窯內(nèi)溫度使窯壁發(fā)白、發(fā)亮，檢測溫度達到900℃以上時集中投入混合好厚的物料進行煅燒直至熔融，然后使溶融的物料逐步粘結(jié)在窯壁上，調(diào)整溫度及根據(jù)熔融物在窯內(nèi)的附著情況對窯速進行調(diào)整，使結(jié)皮逐步增厚，最后，當(dāng)達到預(yù)期的厚度時逐步進行降溫，并養(yǎng)護后進行升溫運行使用。

2.3 窯皮使用周期

從建立完窯皮(窯表面溫度約220℃)到下一次建窯皮(窯表面溫度約330℃)時間間隔約2 周。周期中物料排產(chǎn)、固液比例、焚燒工況等無太大異常變化。

2.4 塊狀爐渣熔點檢測

3 結(jié)果與討論

(1)窯皮運行周期短，約半個月左右，每運行半個月后就得重新組織升溫建立新的醫(yī)療、危廢回轉(zhuǎn)窯用耐火材料窯皮，對耐火磚、運行參數(shù)等不利;

(2)石沙與溶融的玻璃不易混合，組成相互獨立，無法建立致密、一體的窯皮;

(3)由于玻璃溶程比較低，約600~800℃就開始逐步變形熔融，窯尾檢測溫度約850℃左右，此時實際窯內(nèi)爐氣溫度大約900~1000℃，并且經(jīng)物料按一定比例所建立的窯皮軟化溫度從兩次的檢測報告中為1043~1075℃，流動溫度為1070~1159℃，不足以滿足危廢的工況要求;

(4)玻璃相對比較脆，建立的窯皮在受物料周期性的熱應(yīng)力時容易爆裂;

(5)石沙與玻璃混合后建立的窯皮一旦開裂，容易形成相互獨立的塊狀，而且與磚表面有石沙存在缺乏粘結(jié)性，一旦開裂極易整塊脫落，此時對局部耐火磚破壞影響較大;

(6)以玻璃和沙子混合的窯皮在物料接觸相互摩擦?xí)r，沙子顆粒更容易脫落、磨損，使窯皮更容易減薄;

綜上所述，沙子與玻璃瓶等不適合用于危廢窯皮建立的主材。

對比危廢廢物焚燒回磚窯與水泥廠回轉(zhuǎn)窯，危廢廢物焚燒回磚窯的焚燒對象為各種工業(yè)危險廢物，物化性質(zhì)均復(fù)雜多變，導(dǎo)致窯內(nèi)部焚燒工況更復(fù)雜;水泥廠回轉(zhuǎn)窯焚燒對象單一，窯內(nèi)部焚燒工況較穩(wěn)定。對于危廢廢物焚燒回磚窯，在抗蝕、抗磨損、抗高溫、抗溫度變化所產(chǎn)生的熱應(yīng)力能力要求就更高，因此我們在實際過程中不能完全借用水泥磚窯的方法。針對危廢窯的特殊性，我們應(yīng)該根據(jù)不同所焚化處置的物料特點及工況要求進行不斷的摸索，從而形成與本企業(yè)危廢窯所處置的廢物相適應(yīng)的建立窯皮工藝。窯皮建立大致需經(jīng)歷以下幾個過程：

4.1 物料的選擇

盡可能在處置廢物中選擇掛窯皮原料，并是大批量的、集中性的;選擇軟化溫度較高的物料，變形溫度達到1200~1300℃;各種物料熔融后相容性較好;不含鹽類廢物;燒結(jié)后抗還原性反應(yīng)較好;各種物料比例搭配恰當(dāng)，顆粒度均勻，之間的比重還應(yīng)進行考慮，適當(dāng)考慮搭配一定量的鋼絲(500~1000 mm)。

4.2 窯皮的建立方法與過程

建窯皮就是將已經(jīng)按比例混合好后的物料投入窯內(nèi)，根據(jù)物料在窯內(nèi)煅燒時所具有的膠粘性能與表面熔融的耐火磚結(jié)合在一起的特點。首先，根據(jù)窯升溫要求提高窯內(nèi)溫度，同時逐量的將物料投入窯內(nèi)，當(dāng)溫度達到物料半球溫度時停止升溫并保持恒定。

然后，物料在此溫度經(jīng)過一段時間的煅燒以后出現(xiàn)液相，隨時間延長物料的充分燃燒后液相增多。當(dāng)耐火磚表面微發(fā)融時，隨窯的緩慢轉(zhuǎn)動，具有一定膠粘性的呈半球狀的混合物料將耐火磚壓在下面，此時利用壁與物料的溫差使已經(jīng)熔融的物料冷凝膠粘在一起，并起化學(xué)反應(yīng)，隨溫差逐步形成窯皮，隨著時間的加長窯皮也越來越厚。最后，根據(jù)窯表面的溫度進行推算及通過窯尾觀察視窗來綜合評估所形成的窯皮溫度是否已達到目標值，完成后根據(jù)最后的溫將要求進行逐步降溫養(yǎng)護再使用。

4.3 過程中的注意要點

開始前應(yīng)根據(jù)厚度的目標值及設(shè)備、物料的參數(shù)建立好窯內(nèi)熱工制度及實施計劃;按熱工制度計劃嚴格執(zhí)行物料量頻次及量;應(yīng)從窯尾至窯頭分段推進，溫度由低向高進行;建立過程中嚴格把控窯速、物料、溫度的配合，防止窯內(nèi)結(jié)圈形成;在掛窯皮的過程中，要求窯皮漸漸增厚，不要過快，以避免掛上的窯皮松馳，不結(jié)實;嚴密監(jiān)視筒體溫度掃描看溫度波動是否平穩(wěn);嚴密監(jiān)視電機電流的規(guī)律曲線是否在比較窄的范圍內(nèi)進行周期性的變化，谷與峰過度是否圓滑過度;實時通過視窗觀察內(nèi)部窯皮情況，前后是否平整、顏色一致，有無凹凸和明暗等現(xiàn)象，并及時調(diào)整。

4.4 危廢窯窯皮的維護

建立和建全危廢配伍，綜合考慮進窯物料的比重、含水、等參數(shù);嚴格執(zhí)行熱工制度，保證進窯物料量做到少而勤，保持窯內(nèi)溫度平穩(wěn)運行，避免忽高忽低現(xiàn)象;改進窯內(nèi)布風(fēng)及燃燒器結(jié)構(gòu)，優(yōu)化焚燒高溫區(qū)布局;加強設(shè)備維護，減少停窯次數(shù)，避免窯皮因忽冷忽熱而脫落。

文章來源：中國耐火磚產(chǎn)業(yè)網(wǎng)（http://nhz.99114.com/）