回转窑焚烧含氟废弃物产生结焦的原因及对耐火材料的影响

  回转窑处理焚烧废弃物过程中的结焦情况主要有两种，包括：第一种为低熔点盐类在炉内的结焦，在焚烧处理废弃物的过程中，废弃物在高温下会进行分解，分解后的元素在高温下会重新组合，形成一部分低熔点盐类（主要是碱性成分和卤化物的结合）。这些低熔点盐类在高温下非常粘稠，它们会发生自身粘结并粘附其它物质而在回转窑内结焦。

  第二种结焦方式主要是由于灰渣遇冷凝固造成的，窑尾出渣口部位的密封片处缝隙有冷空气渗入和除渣机中的水分蒸发导致局部温度下降而形成结焦。

  在焚烧处理废弃物的过程中，废弃物在高温下会进行分解，水溶性碱金属快速析出，气态碱金属易粘附在粗颗粒表面，形成高粘度膜层，并与气相中的Cl、S等气相结合形成低熔点物质。这些低熔点盐类在高温下非常粘稠，它们会发生自身粘结并粘附其它物质而在回转窑内结焦。除含有Na、K、Ca的氯化物与硫酸盐外，还有少量的重金属元素（Pb和Zn），它们具有较低的熔融温度（ZnCl2为290℃，PbCl2为510℃），更易沾污壁面，粘附灰颗粒形成结渣。

  另外，如果窑内已然浮现较严重低熔点盐结焦时，可以适当降低回转窑燃烧温度，待低熔点盐顺利焚烧进入出渣系统后再将窑内温度调整到正常运行温度。了解低熔盐等生成的特点，对于控制低熔盐粘结形成的结焦是十分重要。通常能通过对废弃物的元素分析来判定废弃物的灰渣特性。在焚烧处理废弃物的过程盐类物质由于和其它元素的化合分解成份会被改变，它们会和其他组份重新结合成新的组份。

  一个典型的例子是碱性成分(钠、钾)和卤化物(氯、氟)的结合。需要处理的废弃物中大多都含有氯或氟，当处理的其他废弃物中含有钠或钾时，低熔盐就会形成。典型的钠盐(NaCl)，单一成份的熔点是800℃。通过化学结合钠和氯时它会变得很粘稠，它会发生自身粘结并粘附其它物质。一个大的块状物或长圆状物一旦形成，就会粘结更多的其它物质。这些粘状物在它完全被覆盖前可能得不到充分的焚烧分解，它们落到灰渣处理系统，会发生阻塞。

  废弃物在回转窑中焚烧，一般要经历干燥、热解、燃烧、燃尽等几个阶段。经过这几个阶段，废弃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，废弃物焚烧处理用的回转窑的耐火材料应同时具备如下特点：

  （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，因为废弃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。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。

  （4）良好的耐热性，可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，窑内的气温变化都比较大，这就要求耐火材料在气温变化剧烈的情况下，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，这样有几率会使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，在废弃物焚烧工程中，回转窑一般会用耐火砖砌筑，仅在窑两端采用耐火浇注料浇筑。一般会用的耐火砖主要有含锆高铝砖、锆铬刚玉砖等，浇注料主要为铬质耐火浇注料，近年来多以碳化硅浇注料为主。可根据危险废物的成分做出合理的选择。