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回轉窯焚燒含氟廢棄物產生結焦的原因及對耐火材料的影響

添加時間:2023年12月25日  瀏覽次數:

回轉窯處(chu)理焚燒(shao)廢(fei)棄物(wu)過程中的(de)(de)(de)結(jie)(jie)焦情況主要有兩種,包括:第一種為低(di)熔點鹽(yan)類(lei)(lei)在(zai)爐(lu)內(nei)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)焦,在(zai)焚燒(shao)處(chu)理廢(fei)棄物(wu)的(de)(de)(de)過程中,廢(fei)棄物(wu)在(zai)高溫(wen)下(xia)(xia)會(hui)進行分解(jie)(jie),分解(jie)(jie)后(hou)的(de)(de)(de)元素在(zai)高溫(wen)下(xia)(xia)會(hui)重新組合(he),形成一部分低(di)熔點鹽(yan)類(lei)(lei)(主要是堿性(xing)成分和鹵化物(wu)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)合(he))。這些低(di)熔點鹽(yan)類(lei)(lei)在(zai)高溫(wen)下(xia)(xia)非常粘(zhan)稠,它們會(hui)發(fa)生(sheng)自身粘(zhan)結(jie)(jie)并(bing)粘(zhan)附(fu)其它物(wu)質(zhi)而(er)在(zai)回轉窯內(nei)結(jie)(jie)焦。

第二種結(jie)焦方式主要是由于(yu)灰(hui)渣遇(yu)冷凝固造成(cheng)的,窯尾出渣口部位(wei)的密封片處縫(feng)隙有冷空氣滲入和除(chu)渣機中的水分蒸(zheng)發導致(zhi)局部溫度下(xia)降而形成(cheng)結(jie)焦。

在(zai)焚燒處理廢棄(qi)物(wu)的過程中(zhong)(zhong),廢棄(qi)物(wu)在(zai)高溫(wen)下會進行(xing)分解,水溶性堿(jian)金屬(shu)快(kuai)速析出,氣(qi)態堿(jian)金屬(shu)易(yi)粘附在(zai)粗顆粒表面,形(xing)成高粘度膜(mo)層,并與氣(qi)相中(zhong)(zhong)的ClS等氣相結(jie)合形成低熔(rong)點物(wu)質。這些低熔(rong)點鹽類(lei)在高溫下非常(chang)粘(zhan)稠,它們會發生自身(shen)粘(zhan)結(jie)并粘(zhan)附(fu)其它物(wu)質而(er)在回轉(zhuan)窯(yao)內結(jie)焦。除含有NaKCa的氯化物與硫酸(suan)鹽外,還有少(shao)量(liang)的重金屬元(yuan)素(su)(Pb和(he)Zn),它們具有(you)較低的熔(rong)融溫度(ZnCl2為(wei)290℃,PbCl2510℃),更易沾污(wu)壁面,粘附(fu)灰顆粒(li)形成結渣。

一、低熔點鹽(yan)類在爐內形成結焦的原理

另外,如(ru)果窯(yao)內已經出現(xian)較嚴重低(di)熔(rong)(rong)點(dian)鹽(yan)結(jie)焦時,可以適當降低(di)回轉窯(yao)燃燒(shao)溫度,待(dai)低(di)熔(rong)(rong)點(dian)鹽(yan)順利焚(fen)(fen)燒(shao)進入(ru)出渣系(xi)統后再將窯(yao)內溫度調整(zheng)到正(zheng)常(chang)運行(xing)溫度。了解低(di)熔(rong)(rong)鹽(yan)等生成(cheng)的(de)(de)特點(dian),對于(yu)控(kong)制(zhi)低(di)熔(rong)(rong)鹽(yan)粘結(jie)形成(cheng)的(de)(de)結(jie)焦是十(shi)分(fen)重要。一(yi)般(ban)可以通過對廢棄(qi)物的(de)(de)元(yuan)素分(fen)析來判定(ding)廢棄(qi)物的(de)(de)灰(hui)渣特性。在焚(fen)(fen)燒(shao)處理廢棄(qi)物的(de)(de)過程鹽(yan)類物質由于(yu)和(he)(he)其它元(yuan)素的(de)(de)化合分(fen)解成(cheng)份(fen)會被改變,它們(men)會和(he)(he)其他組(zu)(zu)份(fen)重新結(jie)合成(cheng)新的(de)(de)組(zu)(zu)份(fen)。

回轉窯結焦 

一(yi)個典型的例(li)子是(shi)堿性成分(fen)(鈉(na)、鉀)和(he)鹵化(hua)物(氯(lv)、氟)的結(jie)合。需要處理的廢棄物中大多都(dou)含有氯或(huo)氟(fu),當(dang)處理的其(qi)他廢棄物中含有鈉(na)或(huo)鉀時(shi),低熔鹽就會形成。典型的鈉(na)鹽(NaCl),單一成份(fen)的熔點是800℃。通過化學結(jie)合鈉和氯(lv)時它會變得(de)非常粘(zhan)(zhan)稠(chou),它會發(fa)生自身粘(zhan)(zhan)結(jie)并粘(zhan)(zhan)附其(qi)(qi)它物(wu)質。一(yi)個大的(de)塊狀物(wu)或長(chang)圓狀物(wu)一(yi)旦形(xing)成,就會粘(zhan)(zhan)結(jie)更多的(de)其(qi)(qi)它物(wu)質。這些粘(zhan)(zhan)狀物(wu)在(zai)它完全(quan)被覆蓋前可能得(de)不到充分的(de)焚燒分解,它們落(luo)到灰渣(zha)處理(li)系統,會發(fa)生阻塞。

二、對(dui)回轉窯(yao)耐火(huo)材料的影響 

廢(fei)棄(qi)(qi)物(wu)在回(hui)轉(zhuan)窯中(zhong)焚(fen)燒,一般要經歷干燥、熱解(jie)、燃燒、燃盡等幾個(ge)階段(duan)。經過(guo)這幾個(ge)階段(duan),廢(fei)棄(qi)(qi)物(wu)中(zhong)的有害成(cheng)分在高溫作用下(xia)被充分分解(jie)和(he)破(po)壞(huai),形成(cheng)高溫煙(yan)氣(qi)和(he)爐(lu)渣。這些高溫煙(yan)氣(qi)和(he)爐(lu)渣會對回(hui)轉(zhuan)窯內砌筑的耐火材(cai)料(liao)造成(cheng)侵蝕(shi)性破(po)壞(huai)。所(suo)以,廢(fei)棄(qi)(qi)物(wu)焚(fen)燒處(chu)理用的回(hui)轉(zhuan)窯的耐火材(cai)料(liao)應同時(shi)具備如(ru)下(xia)特點(dian): 

1)耐高溫性。能夠(gou)長期在(zai)800℃以(yi)上(shang)的(de)高溫環境下運行。 

2)高強度(du)(du)和良好的(de)耐磨性(xing)。回轉窯(yao)內(nei)的(de)耐火(huo)材(cai)料(liao)需(xu)要(yao)(yao)具有一定(ding)的(de)機械(xie)強度(du)(du),以承受高溫(wen)時的(de)膨脹應力(li)及回轉窯(yao)殼體(ti)變形所(suo)造成的(de)應力(li)。同時,因(yin)為廢(fei)棄(qi)物在窯(yao)內(nei)的(de)運動及煙氣中粉塵的(de)磨擦(ca),均會對窯(yao)內(nei)的(de)耐火(huo)材(cai)料(liao)造成磨損,所(suo)以要(yao)(yao)求耐火(huo)材(cai)料(liao)具有較強的(de)耐磨性(xing)。 

3)良好的(de)化(hua)學穩定性,以抵抗煙氣中化(hua)學物質的(de)侵蝕。對(dui)耐火(huo)材料質量影(ying)響(xiang)最大的(de)是堿(鉀、鈉)、鹵族(氯、氟)和硫的(de)化(hua)合(he)物等。 

4)良好的(de)(de)熱穩定(ding)性(xing),能(neng)夠承受焚燒狀(zhuang)態的(de)(de)交變(bian)熱應力(li)。在停爐、起爐以及旋轉運轉狀(zhuang)況(kuang)不(bu)穩定(ding)的(de)(de)情況(kuang)下(xia),窯內的(de)(de)溫度(du)變(bian)化都比較大(da),這(zhe)就要求(qiu)耐火材料在溫度(du)變(bian)化劇烈(lie)的(de)(de)情況(kuang)下(xia),不(bu)能(neng)有龜裂或者(zhe)是(shi)剝落的(de)(de)情況(kuang)。 

5)受熱(re)膨(peng)脹(zhang)穩定性要好。回(hui)轉窯殼體(ti)(一般為碳鋼板)的(de)熱(re)膨(peng)脹(zhang)系(xi)(xi)數雖然大于(yu)回(hui)轉窯耐火材料的(de)熱(re)膨(peng)脹(zhang)系(xi)(xi)數,但是(shi)殼體(ti)溫度一般都在150~300℃左右,而(er)耐(nai)火材料承受(shou)的(de)溫度(du)一(yi)般都在800℃以上,這樣可能會(hui)導致(zhi)耐火材料比(bi)回(hui)轉窯殼體(ti)的熱膨(peng)脹要(yao)大,而容(rong)易脫(tuo)落。 

6)氣(qi)孔(kong)率(lv)要低。如果氣(qi)孔(kong)率(lv)高,煙氣(qi)會通過(guo)滲(shen)透進(jin)入耐(nai)火(huo)材(cai)料中,腐蝕(shi)耐(nai)火(huo)材(cai)料。 

目(mu)前,在(zai)廢(fei)棄(qi)物焚燒(shao)工程中,回轉(zhuan)窯通常采(cai)用耐火(huo)(huo)磚砌筑(zhu),僅在(zai)窯兩(liang)端采(cai)用耐火(huo)(huo)澆(jiao)注(zhu)(zhu)料澆(jiao)筑(zhu)。通常采(cai)用的(de)耐火(huo)(huo)磚主要有(you)含(han)鋯(gao)高鋁磚、鋯(gao)鉻剛玉磚等(deng),澆(jiao)注(zhu)(zhu)料主要為鉻質耐火(huo)(huo)澆(jiao)注(zhu)(zhu)料,近年來(lai)多以碳化硅澆(jiao)注(zhu)(zhu)料為主。可根據危險廢(fei)物的(de)成(cheng)分進(jin)行選擇。

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