随着我国工业化的快速发展，危险废物产生量逐年攀升。危险废物通常具有腐蚀性、毒性、易燃性等一种或多种危险特性，若处置不当，将对环境与人体健康构成严重威胁。焚烧技术是实现危险废物减量化与无害化的有效手段之一。其中，回转窑焚烧炉因其对废物形态广泛的适应性、操作简单及运行可靠等优点，已成为主流处置设备。然而，由于危险废物成分复杂、来源多样，实际运行中仍普遍存在燃烧工况不佳、窑内结焦、耐火材料腐蚀严重及污染物排放超标等问题。回转窑结焦问题尤为突出，常因热值波动导致局部超温形成熔渣粘附，或因低熔点盐类侵蚀耐火材料并结焦，或因冷空气泄漏引起出料口结焦。严重结焦将减少窑内有效容积，增加流动阻力与能耗，最终导致频繁停窑清焦。《危险废物焚烧污染控制标准》（GB 18484-2020）明确规定，焚烧设施年累计启停时间不应超过60h。因此，实现长周期稳定运行是危废焚烧领域的核心挑战。

焚烧车间主要包括预处理系统、焚烧线及公辅设施。焚烧核心为“回转窑+二燃室”组合系统，其中回转窑窑头采用复合式密封结构，窑尾采用风冷复合密封结构，设计处置规模为1万t/a。处置对象主要包括固态散装废物、桶装废物、半固态废物及液态废物，以含铁乳化液和医疗废物为主。

窑炉在运行过程中存在的问题：

1. 耐火材料寿命短，原选用耐火材料难以抵抗复杂危废焚烧产生的化学侵蚀（特别是碱金属、氯盐、硫酸盐的腐蚀）和热应力冲击，窑内耐火砖及浇注料剥落、损毁现象严重，平均半年即需停窑大修更换。

2. 窑尾结焦严重，窑尾出口及二燃室入口区域频繁发生严重结焦，堵塞出渣通道。

3. 非计划停炉频繁，上述问题直接导致非计划停炉频发，平均约14天即需停炉一次进行清焦或耐火材料检修，每次停炉时长约11天，严重影响了处置效率，并增加了运行成本与环境风险。

针对这些问题，可以从耐火材料选型、工艺控制、回转窑结构改进三个方面入手：

1. 耐火材料选型优化

当前，危废回转窑中主流的耐火材料结构通常自内而外依次为高铝砖、粘土砖和轻质浇注料。由于危险废物成分复杂，其在焚烧过程中产生的烟气及部分熔融态炉渣会对耐火材料造成严重侵蚀。此外，运行过程中的多种因素，如结焦、窑内温度波动、物料硬度、含水率以及硫、氯、碱金属含量等，均会直接影响耐火材料的使用寿命。回转窑的转速等操作参数也会对材料造成机械和热应力冲击。这些综合因素导致危废焚烧炉中耐火材料的实际使用寿命普遍较短。因此，科学合理的耐火材料选型显得尤为关键，其主要可归纳为以下几个方面的要求：

1）耐高温性，回转窑运行温度通常介于850～1 100℃，而二燃室温度则高达1 100～1 300℃。鉴于其高温运行环境，内衬耐火材料若耐高温性能不足，不仅会显著缩短材料服役寿命，还可能影响危险废物的燃烧效率及污染物的降解效果，进而降低整个系统的处理效能。

2）强度与耐磨性，回转窑耐火材料的强度主要指其机械强度，包括抗压、抗折及抗磨损等性能。由于危险废物在形状、尺寸与硬度方面存在显著差异，若耐火材料的强度与耐磨性不足，在废物进料、移动及焚烧过程中受到物料冲击、摩擦及翻转作用时，极易发生机械损伤和表面剥落。此外，危险废物在燃烧过程中可能发生体积膨胀，加之窑体运行中的热应力与结构应力共同作用，进一步对耐火材料产生复杂力学负荷，因此对其机械强度提出了较高要求。

3）体积稳定性，回转窑耐火材料作为内衬整体砌筑于窑体内壁，在窑体正常运行过程中需承受多种应力作用，包括温度周期性变化所产生的热应力、筒体旋转带来的机械应力，以及材料自身因热膨胀系数差异引发的内部应力。在热循环过程中，耐火材料将发生体积膨胀与收缩，若其体积稳定性较差，或在不同温度下体积变化率过大，则易导致耐火材料砌体之间、耐火材料与窑壳之间产生显著的挤压应力或间歇性缝隙，进而引发结构剥落、开裂或整体失效。

4）抗侵蚀性，在危险废物焚烧过程中产生的高浓度侵蚀性气体及熔融态炉渣，可经由耐火材料表面的开口气孔和微裂纹渗透至材料内部，与基质发生化学反应，生成低强度或高体积膨胀性物相，从而导致材料脆化、结构疏松并最终发生剥落。选用具有优异抗侵蚀性能的耐火材料，能够有效抑制有害组分的渗透与反应程度，是提升回转窑内衬耐久性、延长其整体使用寿命的关键措施。

5）分区选型方案在回转窑及二燃室系统中，不同区段所面临的热工环境、机械载荷及化学侵蚀强度存在显著差异，因此必须针对各区域特点进行耐火材料的差异化选型。窑头区域温度相对较低，但物料冲击与机械磨损较为剧烈；主燃烧区持续处于高温状态，同时受到熔渣化学侵蚀与热震作用的严重影响；二燃室则运行温度更高，并在碱性气氛下遭受各类挥发性组分的侵蚀。基于上述不同区域的应力、温度及化学介质条件，对耐火材料实施分区选型与性能优化，实现抗热震性、高温强度与抗侵蚀性之间的最优匹配，从而为系统长周期安全稳定运行提供科学保障。

2. 标准化烘炉操作

制定并严格执行分阶段升温的烘炉曲线，确保耐火材料内物理水和结晶水缓慢排出，获得最佳烧结强度与性能。测温点设置在炉内温度最高、升温最快部位，严密监控，避免局部过热。

3. 窑尾结构改造

在回转窑运行过程中，发现窑尾出渣口的原设计存在一定局限性，其出渣抛物线轨迹较为靠近下料口耐火墙壁，易导致熔融渣料在该区域粘附堆积，形成结焦。该结焦现象不仅阻碍出渣通畅，还可能引发系统堵塞，造成非计划停炉，严重影响焚烧车间的连续稳定运行与经济性。

为有效解决上述问题，实施了两项结构改进措施：其一，将窑尾出渣口结构延长100 mm，通过调整渣料抛落轨迹使其远离耐火墙，从而减少挂焦风险。其二，在窑尾周向均匀设置6个直径为100 mm的清焦喷枪孔，可在运行过程中通过插入钢钎进行机械清理，或喷射高热值废液实施在线热灼清焦，显著提升清焦操作的灵活性与效率。

4. 通过综合实施上述措施，该项目危废焚烧炉的运行状况得到根本性改善，窑尾结焦问题得到有效控制，平均连续运行周期从改造前的约14天延长至91天，停炉次数显著减少。因停炉次数减少，每年可节省启停炉燃料，并增加危废处置量，减少耐火材料更换次数，综合经济效益显著。同时减少了因频繁启停炉造成的污染物非正常排放风险。

针对不同地域危废组分及侵蚀特性差异，采用“分区选型、性能强化”的耐火材料配置策略，可为回转窑系统长周期运行奠定基础。严格控制入炉物料有害成分、优化工艺参数与操作制度，可从源头减缓侵蚀与结焦。窑尾结构改进（出渣口延长与清焦设施增设）有效提升了局部抗结焦能力与运行稳定性。实践表明，上述综合措施显著延长了耐火材料寿命，减少了非计划停炉，实现了危废焚烧装置稳定、经济高效运行，对提升行业运营水平具有重要参考价值。

数据来源：工业炉期刊