المواد الحرارية المستخدمة في حرق النفايات الخطرة في الأفران الدوارة

تُكلس المواد الحرارية المستخدمة في أفران حرق النفايات الخطرة الدوارة بمكونات معقدة وغير مستقرة. والهدف من التكليس هو حرق النفايات الخطرة وتحويلها إلى خبث، وخفض معدل فقدان الحرارة في المخلفات إلى أقل من 5%. عندما لا توجد قشرة في الفرن، فإن طريقة اختيار المواد الحرارية لأفران حرق النفايات الخطرة الدوارة تختلف تمامًا عن تلك المستخدمة في الأفران الدوارة العادية.

بالنسبة للمواد المقاومة للحرارة المستخدمة في الأفران الدوارة لمعالجة النفايات الخطرة، فإن التركيب الكيميائي للنفايات الخطرة معقد بسبب أنواعها المختلفة، لذلك تقرر حرق التركيب الكيميائي للنفايات الخطرة عند درجة حرارة 700-1000 في الأفران الدوارة، ويكون التركيب الرئيسي للغاز المنبعث بعد تكليس النفايات الخطرة حمضيًا بشكل طفيف.

في مجال المواد الحرارية، تتميز المواد الحرارية القابلة للصب في وجود الغازات الحمضية بثبات جيد. يُعدّ كل من أكسيد الألومنيوم (AL2O3) وثاني أكسيد السيليكون (SiO2) من نفايات الأفران الدوارة مادة حرارية جيدة مقاومة للتآكل وقابلة للصب. عند اختيار المواد الحرارية، لا ينبغي التركيز على اختيار المنتجات الحرارية فحسب، بل يجب أن يكون محتوى أكسيد الحديد (Fe2O3) مرتفعًا قدر الإمكان، لأن Fe2O3 يتفاعل مع غاز الكلور، مما يؤدي إلى تطاير الطور الغازي وزيادة تركيزه في الطوب الحراري. يُستخدم عادةً في الأفران الدوارة الأسمنتية طوب المغنيسيا الحديدي الإسبينلي المقاوم للتآكل، وهو منتج صديق للبيئة. في الأفران الدوارة التي تحتوي على نفايات خطرة، لا يُنصح باختيار المواد الحرارية المناسبة. في المواد القابلة للصب المستخدمة في تغذية ومخرج الأفران الدوارة التي تحتوي على نفايات خطرة، يجب اختيار مواد منخفضة الأسمنت، لأن تفاعل أكسيد الكالسيوم (CaO) مع الكلور، وتكوين طور سائل من كربيد الكالسيوم (CaCl2)، يقلل من مقاومة الحرارة وثبات المادة القابلة للصب عند درجات الحرارة العالية.

عند اختيار المواد الحرارية، ينبغي استخدام مواد حرارية ذات مقاومة جيدة للتآكل، وثبات حراري عالٍ، ومقاومة للتآكل في أفران معالجة النفايات الخطرة الدوارة. تعتمد عملية إنتاج هذه الأفران عادةً على عملية الحرق المباشر. تدخل النفايات الخطرة، التي تُعدّ وقودًا أساسيًا، من اتجاه واحد، ويكون طول الفرن قصيرًا نسبيًا (نسبة الطول إلى القطر تتراوح عادةً بين 3 و5 أمتار فقط). يكون التفاعل داخل الفرن بسيطًا، أي تفاعل أكسدة احتراقي. من بين المنتجات الشائعة حاليًا، يُعدّ طوب الموليت خيارًا مناسبًا، ويمكن استخدام الموليت كمادة صب.