引言

危险废物成分复杂、种类繁多、产生量大、危害性强。实践证明，高温焚烧技术是目前最为有效彻底的危废处置方式之一。回转窑凭借回转窑耐火材料损坏机理，从新材料研发、砌筑结构优化、节能降耗等方面对耐火材料进行集成优化设计和全面研究，突破行业界限、关键技术，先后研发了系列配套功能耐火材料及整体解决方案，该整体解决方案长寿、高效、稳定、安全运行，节能降耗。

1垃圾焚烧耐火材料的应用现状

在城市生活垃圾处理中，焚烧的实际占比已经从2015年的三成左右扩大到2020年的五成，再加上财政补贴以及实际利润的推动，使诸多市场资本投入到垃圾焚烧发电行业。现如今，国内炉排式垃圾焚烧项目多达三百余套，机械炉排式的耐火材料应用，具有极为突出的个性化特点，超过百种的耐火砖型存在明显的不同，无法兼容应用，造成生产投入过多，周期较长。而按照国内垃圾产量的变化局势，规模持续扩大，热值不断提高，使焚烧炉的尺寸增大，因而使焚烧手段快速发展。随着热值波动及处理水平的提高，使耐火材料的应用产生很多问题。近年来，炉排式焚烧炉的结构在持续更新，许多重型的绝热焚烧炉从最初的绝热炉膛，发展成风冷炉墙。现阶段，日焚烧量达到850t的水冷壁焚烧炉已经在于南方地区应用。

2回转窑协同处置技术

2.1协同处置生活垃圾

协同处置方式基本分为窑外处理和窑内处理两种。窑外处理是指生活垃圾经简单预处理，入外挂炉内燃烧，然后进入窑系统，如气化炉、热盘炉等。窑内处理指将生活垃圾制成垃圾衍生燃料，然后喂入分解炉内焚烧。国内第一条热盘炉焚烧生活垃圾线于2015年建成，热盘炉一般安装在预热器分解炉锥体所在塔架平台上，热盘炉热风由三次风管将篦冷机热风引入，用于将废料中的水分蒸发和燃烧。热盘炉内产生的燃烧气体全部进入分解炉内，废料燃烧后较粗的残渣则由热盘上刮料板卸入上升烟道直接落入窑尾入窑。全系统无冷空气注入，无废料残渣和废气排出，不会造成二次污染。窑内处理替代燃料技术，是将垃圾回收站筛分的垃圾筛上物进行预处理，利用有热值的有机成分，替代熟料生产中的煤粉等燃料。在回转窑中的高温环境下，垃圾中的有害成分被分解，将垃圾焚烧后的产物与水泥生产有机结合，实现废物资源再利用。

2.2协同处置生活污泥

污泥是污水处理厂将城市地区的污水收集处理、出厂达标排放后剩余的残留物。生活污泥一般泛指含水率为60%左右的脱水污泥。湿污泥直接泵送喂入烟室或分解炉内焚烧。5000t/d的窑日处理150t左右的生活污泥。协同处置生活污泥项目中，约95%的水泥厂使用这种技术。

2.3协同处置危险废物

回转窑处理危险废物前需将废物进行分类，一般情况下，危险废物分为回转窑可处置废物、回转窑不可处置废物和需要检测分析鉴定的废物。固态危废：固态危废的热值高，水分低。但是固态危废的产量低，即使在北京，一年的量就几千吨。固态危废破碎后，通过螺旋输送机喂入分解炉。半固态危废：SMP系统国内回转窑协同处置废物的主要方式。先将固态、半固态危废破碎，然后进入混合器中制成浆状，在此过程中可加入废液调节浓度，最后通过柱塞泵喷入窑内焚烧。液态危废：将不同液态危废分类储存在储液罐中，通过泵送方式送入回转窑系统进行处置。不同废液有自己的存储系统，避免相互间发生化学反应。

3功能耐火材料的研发与应用

3.1回转窑耐火材料

通过对用后耐火材料进行电镜扫描分析，研究回转窑高温段有关耐火材料损坏情况及机理，根据不同损坏机理结合工况条件，先后研发镁铝尖晶石浇注料、铬刚玉尖晶石复合浇注料、钢纤维增强刚玉莫来石复合浇注料等使其具有耐高温、抗碱侵蚀及物料冲刷功能，解决耐火材料侵蚀严重、内衬寿命短的问题。镁铝尖晶石浇注料及预制砖，具有抗剥落功能，解决普遍存在的回转窑剥落影响生产顺行问题。并对低硫石灰、低生烧石灰煅烧工艺及对耐火材料侵蚀机理进行研究，提高耐火材料对低硫石灰煅烧工艺的适应性，进一步延长低硫石灰、低生烧石灰回转窑内衬使用寿命。

3.2转运溜槽、窑口等关键部位耐火材料

转运溜槽、窑口部位耐火材料物料冲刷严重，通过研究损坏情况及机理，采用超微粉技术、凝聚结合技术、断裂增韧技术、钢纤维增强技术以及原位反应技术,充分发挥了莫来石相的耐急冷急热性和刚玉相的高温耐磨性，具有体积稳定性好、热震稳定性强、耐侵蚀、耐冲刷、强度大等特点。开发的窑口专用料具有强度大、耐磨损、耐侵蚀等特点，使用寿命2年以上。

3.3高耐磨耐火材料

采用耐磨性极好、热震性良好的高纯原料，通过合理搭配，利用流变学原理、最紧密堆积理论、凝聚复合技术、增韧技术和超细粉技术，主要研究结合剂的选择与加入量对高强耐磨材料的性能及组织结构及耐磨性能的影响，特殊添加剂、颗粒级配对流动性能的影响，助烧剂的选择及对耐火材料耐磨性能的影响，研究开发高耐磨浇注料，在预热段上使用寿命延长2～3倍。

3.4高强度喷涂料料及喷涂修复技术

关于高强度喷涂料及喷涂修复技术，针对活性石灰回转窑的特点，通过材料选型及颗粒级配优化，研制开发高强度喷涂料及喷涂修复技术，对耐火材料内衬进行修复，延长耐火材料使用周期。在多家石灰生产系统回转窑应用，可延长使用寿命2～4个月。

3.5快速烘烤防爆技术

优化材料结合系统，使材料具有可快速烘烤的特点，同时在使用过程中，各个温度段均保持高强度，高耐磨性。该材料适合于短时间临时检修，比常规浇注料烘炉时间节约一半以上。

4节能降耗

采用轻质和重质耐火材料复合砌筑结构，预制砖及浇注带设有隔热性能优异的陶瓷纤维材料做为保温层，且窑衬材料内的没有缝隙，杜绝了窑内热量向筒体的对流和辐射传热，有效地降低了窑皮温度，节约能源。通过研发导热系数低的功能耐火材料新产品，进一步有效的降低设备外壁温度，节约了能源的消耗；另一方面，通过长寿化、均衡化设计及新材料开发减少停窑次数，节约了每次停窑浪费的能源，节能降耗。窑体外部温度有明显降低，节能效果明显，节能效果达10%以上。

结束语

针对回转窑生产工艺条件，采用功能耐火材料新产品，通过功能耐火材料和综合砌筑结构优化，优化耐火材料内衬配置，解决了活性石灰系统关键部位和易损部位耐火材料现有问题，使之各个部位耐火材料内衬使用寿命基本同步，减少停窑检修次数，有效延长窑炉使用寿命，提高窑炉生产作业率，降低能源消耗，提高资源综合效率。

参考文献

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