唐寶 郭琳 李強

摘要：危險廢棄物對環(huán)境具有極大的破壞性，嚴重威脅著人類的健康，因此需要對其進行特殊處理，回轉窯是當前處理危險廢棄物最為有效的設備，能夠處理大多數的危險廢棄物，具有較高的應用價值。隨著回轉窯焚燒系統(tǒng)應用越來越廣泛，一些問題也隨之暴露出來。本文分析了回轉窯焚燒系統(tǒng)運行中的一些問題，提出了優(yōu)化設計方案。

關鍵詞：危險廢物處理;回轉窯焚燒系統(tǒng);應用研究

中圖分類號：X705 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）04-0-02

Abstract： Hazardous waste is extremely destructive to the environment and poses a serious threat to human health. Therefore， it needs special treatment. Rotary kiln is the most effective equipment for handling hazardous waste and can handle most hazardous waste. ， has a high and application value. As rotary kiln incineration systems become more widely used， some problems are exposed. This paper analyzes some problems in the operation of rotary kiln incineration system and proposes an optimized design scheme.

Key words： Hazardous waste treatment; Rotary kiln incineration system; Application research

危險廢棄物種類繁多，大多具有毒性、易燃易爆、化學反應等特性，對人體健康與環(huán)境造成極大的危害，因此需要采用科學合理的方法對其進行處理。隨著我國各個行業(yè)發(fā)展，大量需要處理的危險廢棄物堆積，采用回轉窯焚燒系統(tǒng)處理危險廢棄物是最有效的方法，并且由于其適用范圍廣，操作簡單而被廣泛應用于各個領域的危險廢棄物處理工作中。當前，回轉窯在使用時存在一定問題，針對這些問題找出解決措施、提升回轉窯危險廢棄物處理能力勢在必行。

1 回轉窯焚燒系統(tǒng)

1.1 回轉窯焚燒系統(tǒng)概念

回轉窯焚燒系統(tǒng)是指在內部設置了耐火材料襯爐的焚燒爐。焚燒爐的材質一般為鋼板制，形狀為圓筒。回轉爐焚燒系統(tǒng)主要包括給料系統(tǒng)、回轉窯、輔助燃燒系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、二燃室、余熱鍋爐、煙氣處理裝置與除渣系統(tǒng)等，根據不同分類可以分為順流爐與逆流爐、熔融爐與非熔融爐、帶耐火材料爐與不帶耐火材料爐。

1.2 回轉窯焚燒系統(tǒng)工作原理

回轉窯焚燒系統(tǒng)是通過回轉作用對危險廢棄物進行攪拌，使其能夠充分燃燒，并且根據廢棄物燃燒情況適當添加輔助燃料?；剞D窯在運行時將廢棄物從燃燒爐高端推入，在回轉窯以及重力作用下在爐內燃燒，產生灰渣與氣體，對灰渣的處理要根據其元素含量另處理，對于燃燒產生的氣體則進入二燃室混合空氣進行燃燒，除去氣體中的有毒物質，最后的廢氣從二燃室排入余熱鍋爐與煙氣處理裝置。

1.3 回轉窯焚燒系統(tǒng)的技術要求

回轉窯焚燒系統(tǒng)在運行時為了確保將危險廢棄物完全焚燒，對焚燒工作有一定的技術要求，在回轉窯焚燒系統(tǒng)工作時，危險廢棄物的燃燒效率要高于99.9%，焚毀去除率要大于99.9%，殘渣的熱灼減率要低于5%。除此之外，還要保持焚燒爐處于負壓狀態(tài)，保證對有害氣體的有效控制，在煙氣處理裝置位置應增設尾氣凈化系統(tǒng)，在適當位置加設應急設備，保證煙氣排放符合規(guī)范。

2 回轉窯焚燒系統(tǒng)的問題

2.1 回轉窯頭罩問題

回轉窯頭罩是回轉窯進料口的罩體，其主要作用包括兩方面：一是向回轉窯內輸送物料，包括危險廢棄物、空氣與輔助燃料等;二是起阻隔作用，將回轉窯進料口罩住，隔開回轉窯與給料系統(tǒng)，同時避免煙氣泄露。

2.2 回轉窯問題

回轉窯是回轉窯焚燒系統(tǒng)的核心，回轉窯焚燒爐通過減速機驅動，物料在回轉窯中通過旋轉從窯頭輸送到窯尾，在回轉窯中經歷烘干、熱解、焚燒、燃盡等階段，最后將灰渣從窯尾排出?；剞D窯在運行中常出現尾端澆注料脫落問題與殘渣熱灼減率過高問題，一方面降低了回轉窯焚燒處理量，另一方面熱灼減率過高導致灰渣需要再次焚燒，增加了工作量。

2.3 結焦問題

回轉窯焚燒系統(tǒng)中的結焦問題主要表現在兩方面：一方面是低熔點的鹽類在焚燒爐內結焦，主要是由于在焚燒爐內危險廢物中各種元素在高溫下分解并重新組合，形成低熔點的粘度較大的鹽類，導致其粘結其他物質，在回轉窯內結焦;另一方面是窯尾的密封處有縫隙，導致冷空氣進入或者是除渣機水分蒸發(fā)，導致回轉窯內局部溫度下降，形成結焦。

2.4 安全問題

回轉窯焚燒系統(tǒng)在焚燒危險廢棄物時存在安全問題，主要是回轉窯內危險廢物的爆燃或者突然停電造成煙氣處理裝置停止工作，導致回轉窯內壓力突然增加，損壞設備，有害煙氣泄露，嚴重時可能會發(fā)生爆炸，對回轉窯的安全工作造成巨大威脅。

3 回轉窯焚燒系統(tǒng)問題解決措施

回轉窯焚燒系統(tǒng)在危險廢棄物的處理中發(fā)揮著重要的作用，隨著當前危險廢棄物種類與數量的增加，回轉窯處理危險廢棄物的壓力也隨之增加，當前各種問題阻礙了回轉窯焚燒系統(tǒng)的正常運行，對這些問題進行分析，并提出針對性的解決措施，是提升回轉窯焚燒效率的關鍵。

3.1 回轉窯頭罩冷卻水套損壞問題的解決措施

回轉窯頭罩冷卻水套的主要作用是對給料裝置的冷卻，一方面可以防止其因熱量過高而損壞，另一方面可以避免給料裝置過熱出現黏附物料，導致進料不暢。冷卻水從推頭下方進入冷卻水套，再從推頭上方的出水口排出，經由冷卻水泵冷卻后再次進入循環(huán)。冷卻水套破損的主要有三方面的原因：第一，冷卻水硬度過高，含有過高的鹽分與堿化物，在冷卻水套中受高溫結成水垢，影響到冷卻效果。水垢的厚度不均勻導致局部蒸汽出現，汽蝕冷卻水套;第二，在于回轉窯中的煙氣含有較多水分與酸性氣體如HCL等，二者相融合，在冷卻水套上形成水滴，腐蝕水套表面;第三，由于停電或者人工操作不當導致冷卻水泵停止工作或者閥門關閉，冷卻水套被燒壞。

針對上述問題，除了要做好人工教育培訓以及停電等突發(fā)事故的處理之外，還可以將水冷措施改為風冷措施，通過風冷裝置來冷卻給料裝置，將風冷裝置的內部開口通向回轉窯內部，冷卻風在加熱后進入回轉窯成為助燃風，不僅冷卻了給料裝置，還預熱了助燃風，節(jié)省了輔助燃料，一舉兩得。

3.2 回轉窯問題的解決措施

回轉窯尾端的澆注料脫落的原因一般為受熱膨脹，回轉窯窯尾的護鐵結構類似于“工”字，在高溫下膨脹率遠大于澆注料，從而膨脹變形，擠壓澆注料，導致其脫落。針對這個問題可以去掉窯尾結構中澆注料內部的橫向環(huán)板，同時將縱向環(huán)板深入回轉窯內部的長度縮減一部分，也可以采用耐火的膨脹率小的材料作為窯尾的保護結構，通過這兩種方法能夠有效降低澆注料脫落現象的發(fā)生;回轉窯內熱灼減率過高主要原因有：焚燒溫度較低，回轉窯熱負荷不足;回轉窯內危險廢物量過高或者是回轉窯內供風不足;危險廢棄物燃燒不夠充分。對這些問題進行優(yōu)化可以采用以下措施：將體積較大的物料破碎為小塊物料分次進入回轉窯;設置輔助燃燒裝置，添加燃料或者采用揚料模塊使廢棄物與空氣充分接觸，徹底燃燒;通過變頻控制降低回轉窯轉速，增加燃燒時間，使物料充分燃燒，降低熱灼減率為5%以下。

3.3 結焦問題的解決措施

對于低熔點鹽類結焦問題，可以采用以下措施進行防治：在給料時將鈉、鉀等成分較高的廢棄物與鹵素含量較高的廢棄物分開焚燒，將含鹽量較高的危險廢棄物與溶點較高的物質搭配進行焚燒，同時合理控制爐內焚燒溫度，并保持供風，除此之外，還可以選擇防止掛壁的耐火內襯;對爐內已有的低熔點鹽類結焦可以采用適當降低窯內溫度的方法使其順利焚燒，進入除渣系統(tǒng)后再提高爐內溫度，對于灰渣遇冷凝固的結焦可以在回轉窯后端的板上安裝燃燒噴嘴使其熔化脫落，同時做好窯尾密封，防止冷空氣進入。

3.4 回轉窯安全問題的解決措施

針對回轉窯的安全問題，可以采用連鎖控制的安全系統(tǒng)進行防范，除此之外還可以通過機械設計法防范：

通過除渣系統(tǒng)水封槽進行一級泄壓，除渣系統(tǒng)的水封槽在回轉窯焚燒系統(tǒng)的運行中起著將窯內煙氣與外界隔絕的密封作用。當窯內壓力高于安全設定值時，煙氣自動突破水封槽，保證焚燒系統(tǒng)的安全;

通過緊急排放煙囪進行二級泄壓，這種方法是在二燃室頂端設計緊急排放煙囪，煙囪在處于封閉狀態(tài)，當焚燒爐內的壓力突破極限值時，內部的高壓煙氣就能夠沖開煙囪排出，保護系統(tǒng)安全，出于環(huán)境考慮，煙囪排出口可以設置凈化裝置或者煙氣收集裝置，以便于煙氣凈化或者對其進行二次處理。

4 結束語

隨著我國社會的飛速發(fā)展，危險廢棄物的種類與數量正在不斷增加，造成嚴重的環(huán)境問題，給人們的健康也帶來巨大危害?；剞D窯焚燒系統(tǒng)在處理危險廢棄物時，具有廣泛的物料適應性，同時操作簡便，是當前處理危險廢棄物的最佳方式，被廣泛地應用于我國危險廢棄物處理中。但當前國內回轉窯焚燒系統(tǒng)仍然不夠完善，運行成本較高，而且在實際運行中產生了很多問題，應用雖然廣泛，發(fā)展卻仍然緩慢。隨著我國社會的發(fā)展，危險廢棄物的種類與數量必然會越來越多，因此需要對當前回轉窯焚燒系統(tǒng)進行優(yōu)化，降低運行成本，提升回轉窯處理危險廢棄物的效率。

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收稿日期：2019-01-11

作者簡介：唐寶（1987-），男，漢族，本科學歷，助理工程師，研究方向為工業(yè)危險廢物處置。