隧道窑烟热分离是指烟气直接进烟气治理设备，余热用于干燥砖坯。其指导思想是余热中没有污染物，不用安装烟气治理设备，经干燥窑利用后，直接排空；而烟气污染物集中，空气量少，温度高，湿度小等特性，给烟气治理设备造成的压力小，治理效果好，且治理设备投资和运转成本低。这一隧道窑环保技术理论提出后得到行业重视，有技改条件的生产线有践行的意愿，但实际操作中还有一定的问题难以解决，导致该理论争议和质疑不断，我们不妨探讨一下问题所在。

1  隧道窑烟气污染物治理及设备投资方案对比

可以肯定地说，现有的烟气治理设备、工艺技术完全可以满足砖瓦隧道窑烟气的达标治理，即使不对隧道窑改进也是没有问题的，但其设备投资和后续费用很高。例如两条3.6m的隧道窑，烘烧分体，烟气和余热用于干燥，在没有烟热分离的情况下，日产30万块标砖，需处理的风量为26~30万m³/h。如果要达标排放，可选用湿式除尘脱硫的设备和湿式电收尘器组合，其中湿式除尘脱硫的设备投资约需60万元左右，湿式电收尘器的设备投资约需280万元左右，总投资约为350万元左右。不考虑设备的运营成本和脱硫费用，其设备投资就超出了隧道窑的建设成本，微利的砖瓦企业是无法承受的。

砖瓦企业由于竞争无序，产品体大量多，普遍处于微利境地，在环保的压力下，如何满足环保达标排放，且能维持生存，也就是既要考虑环保，还要考虑砖厂的承受能力。例如：通过砖厂的技术改造，将烟热分离，干净的余热进行砖坯干燥利用，烟气单独治理，这时的烟气处理量大大降低，氧含量也会大大降低，折算系数变小，对烟气处理的要求也就变得比较相对简单一点了。还以两条3.6m隧道窑为例，即余热用于干燥，烟气进行治理，由于烟气量减少一半，其投资也相对减少一半，以湿式除尘脱硫的设备和湿式电收尘器组合为例，可由350万元降为170万元左右。从这一例来看，隧道窑烟热分离改造能大幅度减少环保投资，其运转费用也是比例下降。这时如果环保治理设备生产厂家通过精心设计，和砖厂实际配合，采用造价较低的组合式脱硫除尘器，也可以作到达标排放。其烟气治理系统总投资控制在60~70万元，且运营成本也能让砖瓦企业能够接受的范围内，是比较现实的、理想的治理方案。

从脱硫设备企业提供的方案对比来看，导致烟气治理设备投资居高临下的不是脱硫，而是烟尘，也是烟气颗粒物治理设备。这是因为2018年开始征收的污染税是根据企业排烟气中污染严重的前三项征收的，所以砖厂烟气除尘问题不容忽视。目前砖厂大都选用简易的脱硫设施，这一类设施主要是一个比较简陋的单级湿法脱硫除尘装置。湿法脱硫除尘设备虽然有除尘、脱硫及脱氟三大功能，但湿法脱硫除尘装置的除尘效果是有选择性的。对于粉碎设备等产生的粉尘，除尘效率较高，而对于燃料煤燃烧后产生的烟尘颗粒物，其除尘效率较低。所以在选择什么样的烟气治理设备时，一定要砖厂工艺和治理设备相结合，互相匹配才能达到烟气治理的目的。

通过对比投资方案可知，隧道窑烟热分离方案从理论上讲是可行的，投资规模大幅下降，砖瓦企业可以接受，所以受到重视。但是方案只是涉及了分离或分离后的烟气治理方面的可行性，没有考虑到分离的具体方案和分离后的隧道窑如何操作，因为没有后续的两项，前面讲的理论无法实现，这就意味着烟热分离理论没有了可行性。

烟热分离表象是隧道窑用风，理论能否实现的关键是能否保证余热满足砖坯干燥，能否保证余热清洁无污染，余热抽取后隧道窑烧结运转是否正常等，实际涉及到砖厂生产工艺的各个环节，必须协调才能实现，所以烟热分离不是简单的分离。

烟热分离的难点不是分离后的烟气和余热，而是分离前的技术方案能否支持分离的要求和生产线的正常生产，以及砖厂隧道窑实际操作问题。简单讲就是两方面的制约因素：一是制定的方案是否可行，二是操作技能能否达到方案的要求。

2  具体方案的制定

有一段时间隧道窑设计进入了误区。隧道窑干燥热源设计有一个逐渐演变的过程，从开始的单一余热干燥，到余热为主，烟气为辅，再到烟气为主，余热为辅，更有甚者，抛弃余热，只利用烟气干燥砖坯。改变的理由很充分，砖坯干燥不好，干燥不好的原因是余热不够。如果我们回过头来看，十几年前的隧道窑正规设计，他们的余热用于干燥，烟气直接排空，从实际运用来看，完全可以满足砖坯的干燥要求，但无法保证余热是清洁无污染的。后续有很多生产线出现利用烟气干燥，实际单从余热不够来解释理由不是很充分的，其中简化工艺，压缩隧道窑投资的动机占了很大一部分，以隧道窑进车端密封控制来讲，就从双道窑门简化到了一道窑门，甚至是一张布帘子替代窑门。毕竟余热利用是一套系统，其投资建设、设备及运转都会增加成本。如果现在采用烟热分离，则必须恢复或重建该系统，这就需要一套合理的、有针对性的技改方案，这里要牵涉到窑尾冷却供风、余热用风、窑底冷却平衡用风和排烟用风等一系列技术问题，以及相应的设备和设施投资等。对这个问题我们应该具体分析，因为每条生产线的设计都很有特性，不能用一个公式来解决。

为避免过多改造和降低费用，有人提出高温急冷风方案（气幕）。从理论上讲可以解决砖坯烧结用风和余热用风矛盾，但实际运用中会遇到很大问题。例如：急冷风是一个固定设备，对应的是窑内一定温度的砖坯，这个温度是很关键的，需要稳定才行，过高或过低都会造成大的影响，但恰恰是这个需要稳定的温度我们很难让它稳定下来。这种急冷系统在外燃烧结法中问题不大，但在内燃烧结工艺上，影响急冷运用的因素很多，可以讲从原料到卸砖，从设备管理到天气影响等，任何一点失误都会造成急冷系统失败。例如热值参配不均匀导致温度变化，卸砖不及时导致无法出窑或空窑车不够用，成型设备故障造成无法进车等。从理论上讲急冷系统是成立的，但实际操作过程中影响因素太多，并且这些影响因素是砖厂经常都会遇到的，可以讲是日常工作，如果不排除这些影响因素，急冷功能无法正常使用，只能是空中楼阁样的摆设。

3  隧道窑操作技能问题

这个理论的最大难点不是如何制定技改方案、实施改造的费用和烟气治理设备的配套等，而是如何操作实现余热无污染物的问题。隧道窑操作人员调节热闸、风机频率，考虑更多的是干燥窑需要的热量，而不是余热中是否含硫。该部位没有观火孔或投煤孔，也没有配套的专业仪器检测，只是依靠操作人员经验判断及砖坯燃烧情况推测，掌握起来难度较大。现场操作必须保证余热是清洁环保的，也就要确保内掺热值在余热哈风口前燃烧耗尽，否则会出现第二个烟气排放口，而内燃烧结法在这方面是短板，因为这涉及到原料、成型、码坯、干燥、烧结工艺及技术操作全方位，任何一点失误都会造成余热污染。所以从这一点上讲，是砖厂的系统控制，不是一个温控工作人员或烧窑师傅能控制得住的。从系统工艺中我们从燃料和码坯方式两个影响因素分析一下，就能理解了。

3.1  燃料因素

内掺选用的煤或煤矸石，以往只检测热值，如果考虑环保问题还要增加含硫量的检测，因为含硫量低的燃料通过燃烧后烟气中的含硫量低。但是这还远远不够，例如，如果采用烟热分离技术，燃料除热值高、热值稳定、硫含量低外，还要考虑煤或煤矸石的燃点问题。从理论上讲，不同煤种燃点也不同，这些在隧道窑烧结过程中表现得很突出，如“前火”、“后火”就是和燃料的燃点有很大关系。无烟煤由于碳化高，挥发分低，燃点一般偏高且燃烧时间长，这种煤用于隧道窑烧砖，就会出现“前火不旺，后火不灭”，“带火砖出窑”现象。如果采用这种高燃点、低挥发分的煤，就会造成烟热分离困难，因为煤或煤矸石中的硫是随着煤炭的燃烧出现的，煤燃烧不尽，硫就会一直伴随，余热分离就会失控。如果选用燃点低的煤是否就百利而无一害了呢？也不一定。燃点低的煤炭一般挥发分较高，这会导致烟气颗粒物是烟气治理设备的难点，还有就是这种煤炭热值较低，会导致用量大，污染物硫释放大等不利因素。

除燃点问题外，还有热值稳定影响因素，由于砖瓦企业观念和控制设备等方面的制约，原料内燃热值不稳定一直是老大难问题，这也就是隧道窑聘请烧窑师傅的根源。以前这个因素影响的可能只是产量、质量、成本等，但烟热分离技术运用后，该因素不稳定，直接决定分离的成败。问题是目前没有成熟、可靠的技术，因为我们无法保证这一车煤和下一车煤的热值一样，无法保证这一铲车和下一铲车煤矸石的量一样，现有的砖厂燃料掺配无法做出精准保证，没有保证所有技术控制都失去了基础。

3.2  码坯因素

隧道窑烧砖有一个奇怪的现象，虽然整个隧道窑是氧化气氛，这一点可以从烟气含氧量居高不下来证实，但很多转出现的却是还原气氛才出现的现象，这就是大家经常看到的“黑心砖”和“压花砖”。出现这种情况就说明出问题了，可问题出在哪里，我们不妨从出窑的窑车产品上看看：凡是出现黑心、压花的砖均在砖垛内层，而砖垛表面、外层、顶层很少出现，这一现象就表明码坯方式出现了失误。黑心、压花的危害性很大，除影响产品质量外，还浪费了燃料。这个问题很普遍，到了见怪不怪的地步，以往我们视而不见，但在烟热分离技术方案中，这种现象必须得到遏制。产品黑心、压花证明带入的热值没有充分利用，热值没有利用而因煤炭带入的有害物质却释放出来了。砖垛内出现黑心、压花也表明砖垛内部风量不够，也是导致前火不旺、后火不灭的根源。后火不灭会导致余热中污染物增加，也就意味着烟热分离技术失败。码坯方式不当造成的问题很多，所以改变现有的码坯方式是保证烟热分离技术成功的因素之一。改变码坯方式不是砖厂能做到的，有的码坯机从设计上就出现了错误，如何改也是一个难题。

3.3  外燃的优缺点

最后谈谈另外一种为保证烟热分离成功的技术方案：如果将内燃在原料掺配时只配到需要热值的80%，其余的20%用外燃替代，例如窑顶外投清洁型煤、天然气补充等，可保证余热的清洁，这两种方案各由利弊，也不尽完美。外投清洁型煤，型煤本身有固硫的作用，可以减少烟气中的硫含量，但隧道窑外投煤有“勤投少投”的要求，频繁打开投煤孔，会造成烟气含氧量无法控制，还有就是产生的窑车炉渣清理等后续工作量增加。天然气补充虽然能避免外投煤的不足，但其燃料成本增加幅度较大，简单测算，要弥补20%左右的热值，每块标砖需增加0.06元左右，除此之外还有天然气设备、安全等方面因素需要考虑，当然，比起停产或增加一个排放口检测，其成本还是有可比性的。

4  结束语

隧道窑烟热分离从理论上讲是成立的，但要实施运用到砖厂实际生产中，要克服的不但是烟热分离产生的问题，更主要是实现该理论的基础有没有，抛开基础不谈，只强调理论，这就是该方案争议的焦点，也是难点。作者：袁东海

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