北京机电院回转窑设计部分文献总结

北京机电院高技术股份有限公司回转窑焚烧危废文献总结

目录

第一部分回转窑处理危险废物的工程设计 ...................................................................................... 1

一、回转窑运转形式的确定 .............................................................................................................. 1

二、回转窑处理危险废物的设计 ...................................................................................................... 1

三、回转窑处理危险废物工程中的问题 .......................................................................................... 4

第二部分回转窑焚烧系统的控制参数及调节方法 . .......................................................................... 6

一、回转窑焚烧系统流程图 .............................................................................................................. 6

二、焚烧过程的主要控制参数 .......................................................................................................... 7

三、焚烧系统的实际控制参数 .......................................................................................................... 7

四、回转窑焚烧系统的调节方法 ...................................................................................................... 8

第三部分二噁英的控制 .................................................................................................................. 10

一、危险废物处置中二恶英产生机理 ............................................................................................ 10

二、危险废物处置中二恶英的控制 ................................................................................................ 11

第四部分回转窑耐火砖的砌筑 ....................................................................................................... 13

一、回转窑砌筑 . ............................................................................................................................... 13

二、烘炉 . ........................................................................................................................................... 15

第一部分 回转窑处理危险废物的工程设计

一、回转窑运转形式的确定

1.1回转窑操作方式的选择

按气、固体在回转窑内流动方向的不同，回转窑可分为顺流式回转窑（co-currentflowkiln ）和逆流式回转窑（counter-currentflowkiln ）两种。

1.2回转窑燃烧模式的选择

依据回转窑内燃烧时灰渣状态和炉内温度的不同，回转窑可分为熔渣式回转窑和非熔渣式回转窑。其中，非熔渣式又称“灰渣式”。

二、回转窑处理危险废物的设计

2.1回转窑尺寸和运转方式的设计

用于危险废物处理的回转窑，其典型的长径比值为3.4～4.2，而回转窑的尺寸须根据容积热负荷参数来确定。回转窑容积热负荷参数关系到炉内燃烧状况的好坏，文献中给出回转窑容积热负荷的范围为（4.2～104.5）×104kJ/（m 3·h ）。

回转窑尺寸采用的方法是：首先，根据危险废物的成分计算出废物的热值，再根据废物的处理量确定出每小时废物在回转窑内燃烧所产生的热量，然后根据选定的容积热负荷确定出回转窑的容积，最后结合回转窑的长径比，确定回转窑的尺寸。

对于回转窑的运转方式，在工程实践中，回转窑的倾斜角度一般在1°～3°，转速为0.2～5r/min，回转窑的转动方向结合进料方式和助燃方式确定。处理难焚烧的危险废物可采用大长径比与低转速的回转窑；而热值较高、容易燃烧的危险废物，燃烧需要的时间稍短一些，可采用较大倾斜角与较高转速的回转窑来处理。

2.2回转窑耐火材料设计

根据《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》（HJ/T176－2005

）的要求，危险废物

焚烧处理“炉渣热灼减率应

危险废物在回转窑中焚烧，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，危险废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，危险废物焚烧处理用的回转窑的耐火材料应同时具备如下特点：

（1）耐高温性。

能够长期在800℃以上的高温环境下运行。

（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，因为危险废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。

有关研究表明，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）良好的热稳定性，能够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，窑内的温度变化都比较大，这就要求耐火材料在温度变化剧烈的情况下，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，这样可能会导致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，在国内外危险废物焚烧工程中，回转窑通常采用耐火砖砌筑，仅在窑两端采用耐火浇注料浇筑。通常采用的耐火砖主要有莫来石砖、高铝砖等，浇注料主要为高铝耐火浇注料，可根据危险废物的成分进行选择。

可根据危险废物的成分进行选择。工程设计中，回转窑常采用300mm 的耐高温、耐腐蚀、耐磨的复合高铝砖，作为耐火隔热层。耐火层采用致密高铝耐火材料，隔热层采用轻质高铝耐火材料，两种材料压制成一体，再经过高温烧结，线性变化系数几乎相同，在高温下不会断开。

耐火层采用致密高铝耐火材料，隔热层采用轻质高铝耐火材料。由于引入了轻质隔热复合层，采用复合高铝砖可使回转窑筒体表面温度在180℃左右，避开了氯化氢气体低温（360℃），保证了窑体的长时间使用。

2.3焚烧系统设计

危险废物进入焚烧炉后首先受到辅助燃烧器火焰和高温窑壁的热辐射而完成加热、水分蒸发和可燃物析出的过程。随着温度的进一步升高，固态物质开始分解燃烧。废物中气态成分和固态物质析出的可燃气体在高温状态也会快速分解燃烧。在回转窑中，废物中的无机可燃成分被燃尽，长链环状物质会被分解成短链物质进入二燃室进一步分解焚烧。

目前，焚烧系统通常采用“3T+1E”原则进行燃烧控制。“3T+1E”是指温度（temperature ）、时间（time ）、扰动（turbulence ）和空气消耗系数综合控制的原则。此原则能确保危险废物的有害成分的充分分解，从源头上控制酸性气体、有害气体（二恶英类物质）的生成，全面控制烟气排放造成的二次污染。

温度是保证焚烧炉中危险废物得到彻底破坏的最重要因素。回转窑（一燃室）设计温度为1000℃，运行温度为850～1000℃。二燃室设计温度为1300℃，正常运行温度为1100℃。二燃室采用高温度设计，保证了危险废物在二燃室中可充分焚毁。

温度达到设计值后，为了使危险废物充分焚毁，停留时间必须足够长。通常固体物质在回转窑内的停留时间为30～120min ；烟气在回转窑内的流速控制在3～4.5m/s，停留时间约2s ；烟气在二燃室的流速一般控制在2～6m/s，保证停留时间大于2s 。

送入炉膛中的废物必须同氧气充分接触，才能在高温下全部快速高效地氧化，这就要求对废弃物进行适当的搅动。搅动越频繁，废物和空气混合越均匀越有利于焚烧。在工程实际中，主要利用供风和辅助燃烧器来增加扰动。

在危险废物燃烧过程中，空气消耗系数反应了燃烧状况。空气消耗系数大，燃烧速度快，燃烧充分，但供风量较大，产生的烟气量大，使后续的烟气处理负荷增大，不够经济。反之，则燃烧不完全，甚至产生黑烟，有害物质分解不彻底。根据多年的实践经验，通常取回转窑的空气消耗系数为1.1～1.3，回转窑+二燃室总空气消耗系数为1.7～2.0。

2.4焚烧系统的安全监控设计

回转窑的正常运行，离不开安全监控。通常回转窑焚烧系统需要监控的参数主要有：回转窑焚烧温度、回转窑内压力、回转窑外表面温度和焚烧烟气中的氧含量等。可通过观察孔和高温摄像装置，观察和监视窑内废物焚烧状况。

温度监测通常通过热电偶温度计测量来实现，具体做法是：在烟气温度较稳定的回转窑的尾端设置多个热电偶监测点，利用各温度计的平均温度来反映回转窑的焚烧温度。如果温

度过低，则增大辅助燃料的供应量或适当减少进料量；反之，则减少或暂停辅助燃料的供应，或者增大进料量。

回转窑内压力是焚烧系统正常运行的重要参数。焚烧系统要求负压运行。负压由烟气处理部分的引风机的抽力形成，以维持回转窑内压力为-100Pa 左右为标准。负压过大，系统漏风增加，引风机电耗高；负压过小，燃烧工况波动时，窑内气体可能溢出窑外。为此，在回转窑尾部端板，安装有差压变送器，将回转窑内压力实时传入中控室监控系统，参与焚烧控制与报警。当回转窑压力过高时，控制系统发出报警；当高于高限设定值时，控制系统将自动停止进料，焚烧系统进入“待料”状态。

回转窑外表面温度设计值一般为180℃，波动范围为150～360℃。温度过高或过低，会加大对回转窑外包钢板的腐蚀，影响使用寿命。对回转窑外表面温度进行监测，一般通过红外监测仪进行。

根据国家危险废物控制标准，烟气中的含氧浓度应为6%～10%，二燃室出口烟道装有氧含量检测仪，监测烟气中含氧浓度控制在6%～10%。

二燃室出口处烟气的氧含量和温度参与进料连锁控制。只有当温度、氧含量高于设定的最低限值时才允许进料，这样可以保证危险废物燃烧充分，降低颗粒物带出量及延长耐火材料使用寿命。

三、回转窑处理危险废物工程中的问题

3.1安全问题

回转窑系统存在的最大安全问题是：回转窑内压力在短时间内迅速增高，超过极限值，造成设备损坏，有害烟气等物质外泄，甚至发生爆炸。造成回转窑内压力迅速升高的主要原因有：回转窑内的危险废物发生爆燃；系统突然停电，导致后续烟气处理系统中引风机停止工作。

（1）除渣机水封槽的一级泄压。

除渣机水封槽正常运行时起到密封作用，使窑内烟气与外部大气隔绝。当窑内压力高于安全设定值时，烟气就突破水封自动泄放，保证焚烧系统的安全。

（2）紧急排放烟囱的二级泄压。

二燃室的顶端设计一段紧急排放烟囱。烟囱通向室外，系统正常运行时处于封闭状态，但当焚烧系统内的压力达到限定值时，内部高压烟气就可冲开烟囱上的门盖，排向大气，保护系统的安全。

3.2结焦问题

回转窑处理危险废物的结焦情况主要分两类：

第一类结焦：低熔点盐类在炉内的结焦，其形成的原理是在焚烧处理废物的过程中，危险废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黏稠，可以自身黏结并粘附

其它物质在回转窑内结焦。

这类结焦不易清除，主要办法是控制废物的进料和控制焚烧炉的燃烧温度，通常是采用如下一些措施防止结焦：①进料时将含有钠、钾等成分的废物与卤素含量高的废物安排在不同的时间段进行焚烧处理；②对于含盐量较高的废物采取与其他废物搭配，例如掺入熔点高的物质如石灰等，再进行焚烧；③选择可防止挂壁的耐火砖；④控制回转窑内温度，合理供风。

如果窑内已经出现较严重的结焦，可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。第二类结焦：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。主要是由于灰渣遇冷凝固造成的，清除方式见图3，利用安装在回转窑后端板上的除焦烧嘴进行熔化使其脱落。还可采用高效的密封装置，防止冷空气的侵入。

第二部分 回转窑焚烧系统的控制参数及调节方法

一、回转窑焚烧系统流程

回转窑焚烧系统一般主要包括进料系统、焚烧系统、余热利用系统、尾气净化系统等部分。为确保烟气达标排放，尾气净化工艺采用烟气急冷、干法脱酸、活性炭吸附、布袋除尘、湿法脱酸、烟气再热的尾气净化工艺。

危险废物由进料装置进入回转窑进行焚烧，在回转窑中经过干燥、燃烧、燃烬的全过程，焚烧后的炉渣由窑尾排出，焚烧产生的大量烟气进入二燃室；烟气在二燃室中经过1100℃以上高温燃烧，停留时间大于2秒，使有害物质得到充分分解；高温烟气进入余热利用系统降温，同时回收部分热能；降温后的烟气进一步经过急冷后，喷入活性炭来吸附二噁英，经过干式脱酸塔进入布袋除尘系统进行除尘；除尘后的烟气经过洗涤塔进一步去除烟气中的酸性物质；然后通过烟气加热器升温，最后经引风机，从烟囱达标排放。

图2 某危废处置中心的焚烧工艺流程框图

二、焚烧过程的主要控制参数

焚烧过程是指在高温供氧的条件下通过燃烧过程处理各种可燃性废物。危险废物的焚烧过程，通常需要借助于自身可燃物质或辅助燃料，调节适当的空气输入，在适当的高温范围内持续一定时间，实现较高的焚毁率、较低的热灼减率，最大限度的降解或分解其中的有毒有害物质，并杀死病毒病菌，同时实现较低的污染排放指标。因此，正确控制危险废物的焚烧过程是实现危险废物无害化、减量化和资源化的关键因素。

危险废物的焚烧过程非常复杂，受到很多因素和参数的影响，但主要的控制理论为3T+E。据研究文献报道，对于危险废物，焚烧区域炉温达到850℃～1100℃，焚烧时间达到2s 以上时，如果给予充足的氧气，则绝大多少的臭气、有毒有机物及其它有害物质均可以被分解或除去(达到焚毁去除率99．99%)。

以上四个参数并非相互独立，而是相互制约，相互影响的，其互动关系如下表所示。

三、焚烧系统的实际控制参数

在工程实际中，焚烧系统的实际控制参数主要包括系统的温度、转速、压力、氧含量等，依据安装在设备上的仪器仪表来测量和显示。焚烧温度主要指焚烧炉燃烧室中的操作温度，由热电偶来实时测量和显示。回转窑焚烧温度范围在850℃～1000℃之间调节，二燃室焚烧温度范围在1100℃～1200℃之间调节。

混合程度主要由回转窑转动和二燃室空气供给来调节。回转窑转速越高，物料翻转速度快，混合程度越好；二燃室内空气扰动大，气流湍动越强烈，混合程度越好。停留时间主要根据回转窑出口的压力来调节引风机频率。为了保证烟气不外溢，焚烧系统在微负压下运行。引风机的频率越大，系统的负压越大，烟气流速越快，停留时间越短。在回转窑出口和二燃室出口安装有压力变送器，可以实时测量和显示压力。回转窑的出口压力控制在－30～－100Pa 。过量空气量主要由鼓风机来提供，根据烟气中的氧含量来调节。烟气中的氧含量较高时，适当降低鼓风机频率；烟气中的氧含量较低时，适当提高鼓风机频率。焚烧系统的在回转窑出口、二燃室出口和烟囱进口安装有氧含量测量仪。二燃室出口烟气氧含量控制在8～12%。

由回转窑焚烧系统控制参数和焚毁率关系图，从图中可以看出:

1）焚烧温度越低，焚毁率越低，焚烧温度越高，焚毁率越高。当达到一定温度时，危险废物完全焚毁。

2）氧含量较低时，焚毁率较低，随着氧含量提高，焚毁率越来越高。当氧含量超过一定值时，由于空气过多导致温度降低，焚毁率反而下降。

3）系统负压较小时，烟气流速较低，停留时间较长，焚毁率较高。随着负压增大，烟气流速加快，停留时间变短，焚毁率反而越来越低。

4）回转窑转速较低时，混合程度较差，废物不能充分燃烧，焚毁率较低。随着回转窑转速提高，混合程度加强，废物燃烧充分，焚毁率越来越高。当转速超过一定值时，由于转速过快导致废物在窑内的停留时间变短，焚毁率反而下降。

5）根据不同的危险废物，回转窑焚烧系统有一个最佳焚烧区域，在这个区域内系统保持较低的负压，回转窑保持适当的转速，系统氧含量在一定范围内波动，使危险废物在较高的焚烧温度下，保持一定的停留时间，以达到最高的焚毁率。

四、回转窑焚烧系统的调节方法

根据不同种类的危险废物，一般采用以下方法，调节系统的的温度、转速、压力、氧含量等参数，使其在最佳焚烧区域内稳定运行。

1）对于高热值危险废物，由于其热值高，因此焚烧系统温度较高。为了使其充分燃烧，在保证焚烧残渣热灼减率情况下，适当提高回转窑转速，适当控制鼓风量，提高引风机频率，增大系统负压，减小停留时间。对于低热值危险废物，调节方法相反。

2）系统温度较低时，可以适当增加进料量；提高回转窑转速，增加危险废物的混合程度；适当提高鼓风机频率，增大过量空气量和湍流程度，但鼓风机频不能太大，太多的空气进入系统，反而会导致系统温度降低；在保持系统负压的同时，适当降低引风机频率，减小系统负压，减小停留时间。系统温度较高时，调节方法相反。

3）系统负压一般与引风机进行连锁，主要依靠引风机频率变化来控制系统负压，但调节其它参数也可以引起负压变化。系统负压较大时，首先要降低引风机频率，同时可以增加进料量，提高回转窑转速，增加危险废物的混合程度，使危险废物迅速燃烧产生大量可燃气体；提高鼓风机频率，增大空气供给量。系统负压较小时，调节方法相反

4）系统氧含量一般与鼓风机进行连锁，主要依靠鼓风机频率变化来控制系统氧含量，但调节其它参数也可以引起氧含量变化。系统氧含量较大时，首先降低鼓风机频率，同时检查设备的密封性，减小系统的漏风量；可以增加进料量，提高回转窑转速，增加危险废物的混合程度，提高燃烧速度；适当降低引风机频率，减小系统负压。系统氧含量较低时，调节方法相反。

危险废物回转窑焚烧系统具有处置范围广、处理量大、焚毁率高、安全可靠和可长期持续运行等特点，被国内外广泛应用。危险废物回转窑焚烧系统的控制过程比较复杂，温度、转速、压力、氧含量等参数相互制约、相互影响，任何一个参数的变化都会引起其它参数的变化。危险废物回转窑焚烧系统的调节是一个系统工程，对于不同种类的危险废物，根据其成份，合理调节温度、转速、压力、氧含量等参数，使焚烧系统在最佳焚烧区域稳定运行，是实现危险废物无害化、减量化、资源化和节能环保的关键所在。

第三部分 二噁英的控制

二恶英（Dioxin ）包括多氯二苯并二噁英（PCDDs ）与多氯二苯并呋喃（PCDFs ）两类物质，是由一个或两个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环构成。由于每个苯环均可取代1-2个氧原子，故二恶英种类有210个之多，且能以多种形态存在。在这210多种异构体中，含4-8个氧原子的异构体具有毒性作用，其中以四氯二苯-p-二恶英（TCDD ）毒性最强。二恶英所包含的化合物，均为固体，熔点较高，没有极性，难溶于水，但可以溶于大部分有机溶剂，是无色无味的脂溶性物质，所以非常容易在生物体内积累。二恶英化学稳定性强，在环境中能长时间存在。它的毒性很强，是一种对人体非常有害的物质，即使在很微量的情况下，长期摄取时便可引起癌症等顽症，国际癌症研究中心已将它列为人类一级致癌物。二恶英的排放已经引起人们的广泛关注，通过调查研究发现，90%的二恶英由固体废物焚烧产生，其余的二恶英由炼铁、炼钢、造纸、汽车尾气等产生。对于广泛采用废物焚烧的国家，废物焚烧是二恶英的重要排放源，如日本和美国等。

一、危险废物处置中二恶英产生机理

自1977年OLIVE 等首次在垃圾焚烧飞灰中检测到二噁英开始，国外就对焚烧炉中二恶英的形成机理和控制技术开展了大量的研究。然而，时至今日，人们对二恶英的产生机理并未研究透彻。目前，学术界普遍认为危险废物焚烧处理产生二恶英的原因有以下几点：

（1）从头合成--即碳、氢、氧和氯等元素通过基元反应生成PCDDs/PCDFs。从头合成发生在燃烧等离子区或燃烧后的烟羽中，如果烟道气中含有HCl （或Cl ）-、O2和H2O 等物质，那么在300℃～400℃温度下就会在含碳飞灰的表面合成二恶英类，飞灰中的金属及其氧化物或硅酸盐是“从头合成”过程的催化剂。

（2）在燃烧过程中由含氯前体物通过有机化学反应生成二恶英类。

前体物包括聚氯乙烯、氯代苯、五氯苯酚等，在燃烧中前体物分子通过重排、自由基缩合、脱氯或其他分子反应等过程生成PCDDs 和PCDFs ，生成温度为300℃～700℃。

（3）固体废物本身含有一定量的二恶英类物质，在焚烧处理时，由于没有达到分解破坏二恶英分子的温度等条件，其中的二恶英排放出来。对于燃烧温度较低的焚烧炉，这种情况是可能发生的。

（4）多氯联苯类废物焚烧处置过程中产生二恶英。焚烧处置过程中，在适宜温度并在氯化铁、氯化铜的催化作用下，多氯联苯类废物可与O 2、HCl 反应，通过重排、自由基缩合、脱氯等过程生成二恶英。在后续的烟气降温处理过程中，被高温分解的二恶英前体物在烟气中的氯化铁、氯化铜等灰尘的催化作用下可与烟气中的HCL 在温度为300℃附近又会迅速重新组合生成二噁英。

上述几个二恶英产生途径在危险废物处置过程中都可能起作用，各种途径的所占比重则取决于具体的炉型、工作状态和燃烧条件。由于危险废物处置工程一般规模较小，不易在炉膛内形成良好的焚烧工况，故二噁英的生成量较大，为抑制二恶英产生、烟气达标排放带来

很大难度。

二、危险废物处置中二恶英的控制

为控制危险废物处置中二恶英的排放量，美国、日本等国家都进行了深入的研究，大大降低了二恶英的排放量。在国内，由于危险废物焚烧处置还处于起步阶段，很多小型的危险废物焚烧炉的二恶英的排放量普遍高于国家规定的排放限值。

北京机电院高技术股份有限公司作为一家以环保为主要产业的高新技术公司，在危险废物处理领域进行了近20a 的研究，并通过工程实践积累了丰富的危险废物处置经验，形成了一套较为完善的危险废物处置系统，使烟气中的二恶英的含量较少，完全符合国家标准规范，达标排放。该危废处置系统目前已经在国内多个大型危废处置项目中应用。

该废物处置系统中采取以下几种控制措施来控制二恶英的排放：

2.1炉前配伍

危险废物的焚烧特点是废物元素成分千差万别，各种有害成分波动大，炉前需要进行分选和配伍，以便在源头上控制二恶英的生成量。炉前配伍的优点如下：

（1）根据接收废物元素成分，尽量避免含氯有害成分物质的集中焚烧，从源头控制二恶英产生量。运行时应该对物料进行详细分析，对那些卤素含量高、数量大的危险废物应尽量均匀焚烧，且应控制整体数量。

（2）均衡废物的热值和水分，利于焚烧工况稳定。稳定的焚烧工况可以减少二恶英的产生量。

（3）减少重金属入炉焚烧量，减少焚烧过程中二恶英产生的催化剂，可大大降低焚烧过程中的二恶英产生量。

工程实例

北京市危险废物处置中心是经国务院批准的《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》中的31个危险废物处置中心之一，始建于2008年，是集危险废物收集、焚烧、物化固化处理、安全填埋和回收再利用为一体的现代化综合处置中心。该中心分两期建设，一期工程包括0.6万t/a的物化处理系统、1万t/a危险废物焚烧处置系统、1.2万t/a危险废物安全填埋场和1.9万t/a综合利用系统，以及配套的公用辅助设施。北京机电院高技术股份公司负责其中的1万t/a危险废物焚烧处置系统的设计和建设，设计危险废物处理能力为30t/d，年运行330d ，处理对象为北京市危险废物，目前该项目已经投产。

北京危险废物处置中心待焚烧处理的危险废物经过配伍后，成分见表1。

2.2高温彻底焚烧

危险废物无害化处置中，焚烧系统温度运行是关键。焚烧系统包括一燃室和二燃室两部分，危险废物在回转窑中进行热解式燃烧，烟气温度为800℃~900℃，从一燃室出来的烟气含有大量的挥发分物质，在二燃室中进一步焚烧，焚烧温度可高达1100℃~1200℃。为了使危险废物充分分解，破坏废物中的二恶英，二燃室的焚烧控制采取国际上通用的“3T ＋1E ”原则。

“3T+1E”是指温度（Temperature ）、时间（Time ）、扰动（Turbulence ）和空气过剩系数（Excessaircoefficient ）综合控制的原则。“3T+1E”原则能确保危险废物的有害成份的充分分解，从源头上控制酸性气体和二恶英类物质的生成，全面控制烟气排放造成的二次污染。“3T+1E”原则控制的重要指标如下：

（1）二燃室烟气温度控制在1100℃以上。

（2）二燃室烟气停留时间＞2s 。

（3）二燃室烟气的充分搅动。

（4）二燃室烟气出口O 2含量6～10%，CO ＜50mg/Nm3。

（5）自动燃烧系统保证稳定燃烧。

2.3烟气降温段抑制二恶英再合成

相关研究表明，在烟气降温阶段，500℃~200℃为二恶英再合成的一个高发段，故应采取相关技术，尽量减少二恶英的在此温度段的停留时间。根据传热学，只有液体（如水）与热烟气直接接触的换热方式才可能实现在1s 内将烟气由500℃降至200℃。本废物处置系统采用烟气急冷技术，在急冷塔内通过喷入雾化水，使烟气温度骤降至200℃。整个喷水系统与急冷塔进出口烟气温度联锁，通过自动控制，使烟气自550℃～200℃区间急冷，停留时间＜1s ，极大地减少了二恶英的再合成。

2.4烟气净化装置进一步净化去除

经过急冷塔之后的烟气温度为200℃，其中含有一些二恶英，需要进一步通过烟气净化去除。烟气净化设备主要包括石灰和活性炭加入装置，以及袋式除尘器。石灰和活性炭加入装置位于除尘器之前，可将石灰和活性炭加入烟气管路。石灰为强碱性固体粉末，可以与烟气中的HCl 等酸性气体充分反应，有效降低烟气中的含氯量。活性炭为高比表面积物质，对烟气中的飞灰、二恶英等有害物质等有较强的吸附性，可以很好的净化烟气，达到去除二噁英的目的。

袋式除尘器为烟气除尘的理想设备，工作烟气流速＜1m/min，过滤效率高达99.9%，可以有效去除烟气中的粉尘、飞灰、重金属等有害物质。通过除尘器收集的烟尘可以再循环送入焚烧炉焚烧或经固化等处理后填埋。

第四部分 回转窑耐火砖的砌筑

回转窑砌筑质量的好坏，直接影响耐火材料的使用寿命，对整个危险废物焚烧处理系统的连续稳定运行至关重要。

一、回转窑砌筑

1.1回转窑的砌筑方法分类

根据砌筑过程中是否使用湿状泥浆，砌砖可以分为干砌法与湿砌法两种。通常情况下，用于处理危险废物的回转窑所用的高铝砖、莫来石砖等需要采用湿砌法。根据砖的排布方式的不同，砌筑方法又可分为横向环形砌法与纵向交错砌法两种。采用纵向交错砌法砌筑的耐火砖的整体强度比校好，但发生问题时，一个较小的点破坏可能会造成一个较大的面破坏，目前应用较少。横向环形砌法又可分为两相邻砖圈砖缝成一直线与砖缝交错两种砌法。采用砖缝成一直线砌法时，因耐火砖尺寸的偏差可能使得砖缝不在一条直线上，当砖圈的错动时，砖的边角容易破损可能会造成强度不好。因此，目前处理危险废物的回转窑砌筑多采用横向环形砌法中的砖缝交错的砌筑方法。

根据砌筑过程中回转窑是否需要旋转，砌筑方法可以分为旋转法和固定法。利用旋转法砌筑时，随着耐火砖的砌筑，需要旋转回转窑，多用于小型回转窑的砌筑，而固定法无需旋转回转窑，多用于大型回转窑。用于危险废物处理的回转窑直径多在2~4m，长度在8~20m，属于小型回转窑，因此需要采用旋转法砌筑。

1.2砌筑

根据上述分析，用于危险废物处理的回转窑主要采用横向环形砌法，既有利于施工，也有利于拆除和检修。砌筑过程如下：

（1）首先应仔细地将窑壳内清扫干净，然后做砌筑用基准线，轴向基准线要沿窑周长每1.5m 放一条，每条线均要与回转窑壳体的轴线平行；环向基准线为与回转窑壳体中心线垂直的圆，每个施工段放一条，每个施工段长度为1m 。

（2）耐火砖砌筑时，首先从回转窑壳体底部同时向两侧砌筑，直至超过半周1～2层砖处。每环砖均如此砌筑，当砌筑长度为2~3m时，在回转窑中心水平设置厚140mm 的长方形垫木，垫木应压在最上一层耐火砖砖厚3/4处，并每隔1m 左右设置一顶杠顶在垫木上，旋出顶杠套管部分至垫木与耐火砖完全压实，如图1（a ）所示。然后将回转窑旋转90°，再从窑底砌筑到水平位置，进行第二道支撑加固，如图1（b ）所示。继续旋转回转窑，进行最后1/4周的砌筑，如图1（c ）所示。最后1/4圆周砌筑时，需注意要留4~6层砖，作为锁口区，并将锁口区旋转到底部附近（时钟的7∶00～8∶00的位置），进行锁口，如图1（d ）

（3）锁口区的砌筑应仔细进行，通常要先用几种不同厚度的砖进行组合预排和调整，以使砌体的锁口完全适合于最后一块砖的打入。锁口时宜选用专用锁砖，需加工砖时，加工砖的厚度不得小于原砖厚度的2/3，并不得作为每环最后一块锁砖打入砌体4。锁口砖应从侧面打入环内，在最后一块锁砖不能由侧面打入时，可将锁口外侧的一到两块砖进行加工，使锁口上下尺寸相等，然后将与锁口尺寸相适应的砖从上面打入，并将其两侧用钢板锁缝。需要用几块薄形的锁砖时，要用标准的主砖将它们隔开；用钢板锁缝时，每条缝内只允许使用一块钢板，其厚度不宜大于3mm ，各环锁口区不应超过4块锁缝钢板，并应把它们均匀地分布在整个锁砖区内。另外，在砌筑时应尽量减少锁缝钢板的用量，并尽量避免在薄型的锁砖边打入钢板。

砌筑最后一环砖的锁口区时，由于挡砖板碍事，最后一块锁砖不能从侧面打入环内，可以通过选砖，再配合火泥调整邻近几块砖的灰缝的办法将锁口的尺寸调整到上下相等，然后将尺寸合适的锁砖从上面打入。打入最后一块砖后，从上面打入1～3块一边磨尖的2～3mm 厚的钢板将砖缝彻底锁紧。

1.3砌筑注意事项

在回转窑砌筑过程中的几点注意事项：

（1）回砖窑体安装完毕后，经检查和空转合格才能进行内衬施工，并仔细清除灰尘和渣屑，打磨平整，焊缝高度应小于3mm 。

（2）砌筑泥浆在调制时应通过试验来确定泥浆的稠度和加水量。同时检查泥浆的砌筑性能是否满足砌筑要求。搅拌水应采用纯净水，由于使用泥浆为胶泥，应随砌随制。已初凝的不得使用。

（3）砌筑内衬的纵向基线和控制线，应做明显标记于筒体上，环向基准线按砌筑工作长度也画在筒体上。

（4）砌筑时砖缝内应泥浆饱满，表面勾缝，不得在砌体上砍凿砖，用木锤或橡胶锤找正，泥浆干涸后，不得敲打砌体。加工耐火砖时不得采用宽度小于1/2或宽度小于2/3的砖。并不得作为本环的最后一块砖打入砌体。

（5）当涉及多层耐火砖砌筑时，由外向内进行各层耐火砖砌筑，均采用环砌法。应待上一层砖衬砌筑完成并检验合格后方可进入下道工序。对不能满足下道工序施工的部位，用磨光机进行修理，确保里层的耐火砖的大头四个角与外层砖衬完全接触。整体砌筑完成后，各层耐火砖均应与筒体可靠地同心。

二、烘炉

回转窑整体砌筑完成后，砌体和浇注料中含有大量的游离水和结晶水，必须进行烘炉。通过烘炉，对砌体进行加热和干燥，使砌体所含水分逐渐析出，直至完全干燥为止，完成耐火材料相变形引起的膨胀及消除应力，保证回转窑正常运行中耐火材料不因温度剧变而爆裂或内裂。

2.1烘炉准备

烘炉前的准备工作通常有以下几点：

（1）检查耐火材料的砌筑和浇筑是否符合规范的要求；

（2）准备烘炉所用材料，如燃料、工具、水、压缩空气等；

（3）整套系统的其他准备工作，例如，消防系统、电气系统、环境条件等。

2.2烘炉曲线

烘炉所需时间及温度主要根据炉衬砌体的种类、性质、厚度、砌筑方法和施工时所处季节而定。回转窑砌体的主要材料是高铝砖、莫来石砖、高铝浇注料等，根据回转窑砌体的特点，典型的烘炉曲线如图2所示。由图可知，烘炉升温过程主要包括三个关键温度点。

第一个温度点：150℃。因为水在100℃时变为水蒸气，但蒸发不快，故必须大于100℃时才能有效干燥。根据经验选150℃为宜，此阶段脱水量不能太大，不能太快。如果水分排出太快，内部残存水分扩散速度赶不上表面蒸发速度，内部水会受热变成蒸汽产生膨胀致使泥浆收缩发生龟裂，降低黏结强度，使砌体强度削弱，浇注料更是如此。因此由常温至150℃的过程中，升温不能太快，控制在10℃/h为宜，当达到150℃时还必须保温一段时间，保证砌体充分干燥。

第二个温度点：300℃。在此温度段，主要是完成耐火材料相变引起的膨胀及消除应力。考虑到高铝砖的线膨胀系数较大，由150℃至300℃的过程中，升温也不宜太快。高铝砖一般按30~50℃/h升温，这样可使耐火砖的膨胀均匀而且稳定。

第三个温度点：600℃。此温度点为耐火材料的烧结温度点。耐火材料在此温度点持续一段时间后，即可达到彻底干燥。

根据厂家资料，高铝砖和耐火材料在150℃、300℃、600℃这三个温度点，内部反应比较剧烈，且膨胀较为均匀和温和。为充分完成晶型转化和聚合作用，达到设计要求的烧结强度，完全释放热应力，必须在此三点恒温一段时间。为了便于控制其膨胀性，防止耐火砖上下表面膨胀不均造成开裂，使耐火砖和耐火物内部温度逐步均匀化，升温也必须缓慢进行。达到600℃时，保温足够的一段时间后，让砌体自然冷却，烘炉完成。

2.3烘炉后的检查

烘炉后的检查主要为耐火材料砌体的检查。观察耐火材料烧结情况，检查耐火砖的砖缝，如果出现松动可用锁缝钢板紧固。检查耐火材料是否出现裂缝，如果出现裂缝大于3mm ，应用耐火浇注料勾缝。另外，烘炉的过程也是整套工艺系统联动运行过程，烘炉后也应对系统设备的操作情况进行汇总，必要时进行检修。