随着《砖瓦工业大气污染物排放标准》、《中华人民共和国环境保护税法》、《烧结砖单位产品能源消耗限额》等法规、标准的正式实施，加之烧结砖企业由于实施治理时间较短，存在着烟气治理决策不科学、隧道窑运行工况不稳定、烟气治理工艺不完善、治理效果不理想、治理运行费用比较高等问题，造成企业不能持续稳定地实现达标排放，对此，面临较大的大气污染物治理压力和无法正常生产的局面，对烧结砖企业而言，大气污染物治理工作，是一项全新的专业性和技术性很强的环保科技工作，烧结砖企业缺少经验、缺少技术、缺少环保技术人员等现实条件，迫使企业针对采用现有“内燃烧砖”中，产生较高大气污染物的原燃料类型，寻求清洁燃料为替代，其中，部分企业选择了液化天然气（LNG）气化气或管道天然气作为烧砖燃料，从而大幅度降低污染物治理带来的困扰。这是现有烧结砖企业在隧道焙烧窑中改用天然气，简称“煤改气”的主要原因之一。

其次，随着建筑工业化的推进和装配式建筑的应用，烧结砖生产的转型升级也势在必行，而、提高产品档次，满足建筑工业化和装配式建筑功能要求，在焙烧过程中，采用清洁燃料天然气进行燃料结构改革，也是必要的。

1、现有隧道窑内燃+外投煤焙烧方式的特征

长期以来，隧道窑均采用的是“内燃烧砖”工艺，这种工艺已成为国内非常成熟可靠的一种工艺模式，该工艺提供的产品，具有强度高、性能稳定、吸水率适中、密实度较高、房屋隔音性能好和防火等优点，确保建筑具有较高的质量和较长的寿命，作出了较大的贡献。焙烧窑“内燃烧砖”工艺的主要特征是：

A、燃料性质

内燃烧砖工艺，需要事先将一定的原煤燃料或具有发热值的工业废弃物掺配到砖坯中，内燃掺配比例高低不等，有掺配所需热耗的60%，有掺配高达80%，少数砖厂采用全内燃烧砖，内燃掺配达到100%。

掺配比例较低的，则需要在隧道窑投煤孔外投少量原煤作为热量补充，而掺配比例较高的砖坯，焙烧过程中，则基本不用外投煤即能够完成制品烧结。因此，内燃烧砖工艺中，产品具有燃料性质，“产品就是燃料、燃料就是产品”，成为现有烧结砖工艺中的主要特征之一。

产品中含有可燃物的内燃掺配方式，使得制品在焙烧过程中，因局部处于还原气氛的影响，制品表面会出现“压花”、内部会出现“黑心”等缺陷，这些成了内燃砖的一种符号。

B、强氧化燃烧特性

内燃烧砖工艺将燃料和原料混为一体，燃料在砖坯中均匀分散，“你中有我，我中有你”挤出成型后，砖坯成为一种发热值较低的特殊“燃料”。

内燃烧砖的燃烧过程中，由于“燃料”形态的改变，焙烧时窑内氧化高温，逐步由坯体表面向坯体内部扩散，鉴于坯体较密实，氧气渗入坯体内部困难，为了克服这种不利现象，应采取如下两个方面措施：

选择合理的码垛形式

在隧道窑内燃烧砖工艺中，烧窑师傅常常提到“七分码、三分烧”的口头禅，意思就是隧道窑烧砖的产品质量好坏、产量高低、能耗多少，与坯垛的形式有着密切联系。烧窑师傅经验证明，内燃烧砖应遵循“边密中稀、上密下稀”的原则，在此原则基础上进行适应性调整以保证截面温度的均匀，实现优质、高产和低耗的目标。

努力降低系统阻力

燃料的燃烧，离不开助燃空气，内燃烧砖所需的助燃空气，全部由隧道窑出车端进入，冷空气通过冷却带、高温带和预热带，经风机送入干燥室成为干燥介质，全窑系统阻力，对于烟气的流动影响较大，即使采用较好的码坯方式，砖垛截面温度不均匀的现象仍然难免，为此，除相邻坯体之间留有一定间隙，相邻坯垛之间需要留有合适的火道，以便高温由坯体表面传递到坯体内部。就烟气的流动而言，还需要克服由窑体、窑车、哈风闸、坯垛、窑门等构成的系统阻力，当按照规定的焙烧制度进行焙烧时，则需要高温烟气具备较强的动压。这也是隧道窑焙烧特性及“内燃焙烧”性质所决定的。强调降低系统阻力，成为内燃+外投煤焙烧方式中，强氧化燃烧的特征之一。

C、温度区间的移动

现有的隧道窑内燃烧砖热工系统中，设置了余热利用功能，普遍的做法，是窑内高温烟气经哈风口、支烟道、总烟道由风机抽取，作为干燥介质送入干燥室干燥湿坯体，经干燥后的坯体干坯再进入隧道焙烧窑，能够节约干燥过程的热量消耗。必须强调的是，风机抽取窑内烟气时，首先要保证窑内正常焙烧，其次才是满足烟气的余热利用。应该避免的是，当出现内燃掺配波动、外投煤过量、进车不及时、意外停电等状况时，窑内温度区间将因风机的持续抽力作用而产生移动，造成焙烧质量下降，废品率提高，能耗上升。

D、温度控制的滞后

隧道窑内燃+外投煤焙烧方式，燃烧过程与助燃空气的风量相关，随着氧量愈充足，燃料燃烧愈快，窑内火行速度也较快。然而，由于入窑坯体还有6%左右的残余水分，此时如对窑内温度不加控制，坯体残余水分脱除速度太快，坯体极易出现裂纹。对焙烧温度控制的措施，一般通过调整哈风闸、风机风量、进车时间等手段，这些措施的使用，只能由岗位工通过提前预判进行，一旦超高温度已经形成，这些控制办法并不能马上奏效，调控效果滞后，使得即使同一个窑车上的产品，形成砖垛内部过烧变形，而砖垛边部欠火，形成“内燃烧砖”焙烧过程中必须倚重看火工的现象，人为因素对烧成质量的影响太重。

E、工艺控制较宽泛

隧道窑内燃+外投煤焙烧方式，具有工艺控制较宽泛的特征，主要表现为以下三点。

首先，入窑干坯残余水分发生波动，水分为6~8%的波动范围时，焙烧过程中不会出现控制困难，岗位工对隧道窑工况的调整比较容易。其次，生产负荷具有一定弹性，意味进车时间比较灵活，提高产量的能力较强，这是“内燃烧砖”的优势之一。第三，即使实际烧成曲线与预定烧成曲线的偏差较大，也不会严重影响焙烧质量。

上述5点关于隧道窑内燃+外投煤焙烧方式的特征描述，在烧结砖生产中具有一定代表性。 

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