回转窑焚烧炉关键设备即为回转窑本体,因其是一种动态运转设备,对内衬结构设计要求较高,首先要确保耐火内衬在动态高温状态运行下整体内衬的稳定性,防止耐火砖掉砖、抽签等问题。对于危废回转窑系统而言,由于转速比较慢,一般在1转/分以下,可以根据厂房设计和节能要求选择单层砖、双层砖、复合砖和整体浇注等不同结构,如图3所示。回转窑耐火材料总厚度一般是250-300mm不等,其中工作层耐火砖材质一般根据处理温度和危废种类不同,可以选择高铝质、刚玉莫来石质以及铬锆刚玉质耐火材料等。
采用厚度230-300mm单层结构时,由于耐火材料导热系数大多在1.7-2.0以上,后期高温区窑外壁温度达到350℃以上,但是整体结构稳定,适合于回转窑在室外的项目。采用隔热砖和耐火砖双层结构,因为隔热砖导热系数低,能起到降低窑皮温度作用,窑外壁温度可以控制在220℃左右甚至以下,节能效果好,但是对施工要求较高,适合于室内项目。这里要注意隔热砖强度一般要求大于20MPa,隔热砖厚度设计不能低于50mm。既要达到单层砖的稳定性,又要降低外壁温度,可以设计复合砖,即工作面是刚玉砖、铬刚玉砖,背面是氧化铝空心球、高铝或者粘土质,隔热层厚度约为50-70mm。这种产品生产效率低,而且由于工作层和隔热层材质热膨胀系数和烧结收缩率不同,因此,在连接处容易产生微裂纹,废品率较高。
鉴于此,可以采用凹槽型复合砖设计,工作层材质不变,尾部开槽后填充纳米板等绝热材料。这种凹槽砖型复合砖,不仅生产和施工方便,而且可以取得降低筒体外壁温度30-50℃左右效果。
二燃室
二燃室主要功能是对烟气进行二次燃烧处理,可燃成份、飞灰颗粒以及二噁英等焚烧分解,物理和化学反应同时存在,反应剧烈。二燃室一般包括耐火材料、保温材料和绝热材料。其中,耐火材料是指工作层重质浇注料、可塑料或者耐火砖等,保温材料是指保温浇注料和保温砖等,绝热材料是指硅酸钙板、陶瓷纤维板以及纳米板等。目前二燃室内衬设计主要包括三种方式,如图5所示:1)方案一,包括耐火材料、保温材料和绝热材料;这种三层结构设计,以总厚度450mm为例,外壁温度为80-90℃。2)方案二,包括耐火材料和保温材料。该结构外壁温度较高,以305mm总厚为例,温度约达到150℃。3)方案三,包括耐火材料和绝热材料。这种方案介于前两种方案之间,以270mm总厚为例,外壁温度约为110℃以上。一般而言,二燃室温度约为1100-1200℃,燃烧器局部温度甚至达到1300℃以上,所以工作层选择刚玉莫来石质即可满足使用要求,燃烧器区域工作层建议使用刚玉质或者铬刚玉质材料。相比较而言,方案一的三层结构设计稳定性好,不容易因漏气或者串火,导致筒体高温腐蚀或者超温变形而停炉检修。
余热锅炉部分主要是灰斗、集箱、顶部密封以及出口烟道需要使用部分耐磨浇注料,其中灰斗采用绝热材料和耐磨浇注料双层结果较多,总厚度一般在200-250mm。
急冷塔使用耐酸浇注料或者耐酸胶泥,顶部往下约2米区域温度较高可以采用25mm绝热材料作为隔热层,内衬总厚度100mm即可。