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怎样实现烟热分离 【麟工窑炉】
时间:2020年06月25日    点击:次    来源:窑炉

2.2.1隧道窑的工作系统功能的重新划分

烟热分离隧道窑的工作系统由排烟系统、搅拌 气幕系统、急冷助燃系统、缓冷系统(侧墙送入新鲜 空气)余热抽取系统、车底压力平衡系统等组成。 按照功能划分为预热带(低温区、高温区)焙烧带、 保温带、冷却带(急冷区、缓冷区)。由急冷助燃系 (气幕)将隧道窑的燃烧、预热与缓冷系统以及余 热抽取系统分离。

22.2联合排烟系统

众所周知,传统的隧道窑预热带中,由于气体 的分层,造成窑车坯垛上下的温差很大,导致了焙 烧速度慢,不但影响产量,而且也会影响到质量;传 统隧道窑的排烟系统均设置在窑墙的两侧,易于造 成窑车坯垛两侧的气流速度过大,而在窑车中部气 流速度过低,特别是窑车坯垛距窑内墙的间隙过大(超过120mm)时,内70%的风量(国外测定数据) 都从两侧隙排走了,在窑车中下部为几乎很少有空 气流动,易造成预热不均匀,焙烧速度慢,废品率高等不利影响;特别是大断面的隧道窑,在窑车坯垛中下部的气流速度都很低,从而造成进车时间长 影响产量。这也许就是社会一些窑炉公司攻击大 断面隧道窑的理由。

鉴于上述原因,建议采用组合式的排烟方式 :即从两侧墙上的侧面排烟和从进车端封闭门上的 平流排烟相结合的方式排烟。在进车端封闭门上的平流排烟(专利技术),在对应窑车面(坯垛底部) 的位置设置烟气排出口,以便能顺着坯垛底部纵向 通风道的抽取烟气,促使加大窑车上坯垛中下部的 气流速度,减少坯垛上下温差,以便尽快提高窑车 车面温度,增强坯体的预热效果,从而提高产量以 及质量;保留侧墙上的排烟口,是为了保证有足够 的排烟能力,也便于焙烧期间的调节。侧墙排烟使用一台风机(主风机)。平流排烟使用一台风机。但 两台风机相互关联,即在门升起时,主风机瞬间增 速,平流排烟风机暂时关闭;当门下降复位时,主风 机瞬间降速,平流排烟风机开启。两种排烟措施的 联合使用,其主要目的就是为了减少坯垛上下的温 差,平衡两侧向与中部的气流速度(通风量),提高车 面温度,缩短进车时间,在保证质量的前提下,为高 产、稳产创造条件。侧墙排烟和平流排烟汇集在烟 气净化处理设备中。也可在排烟管路上设置换热 器,换取烟气的热送往干燥室。 2.2.3搅拌气幕

一般隧道窑预热带中,由于气体的分层,造成 窑车坯垛上下的温差很大。在二次码烧的隧道窑 中,在提高产量增加码垛高度的同时,使得气体分 层现象更为严重,坯垛上下的温度差更大,对坯体 的质量有着更为恶劣的影响。在预热带的顶部设 置搅拌气幕,对应着坯垛间的通风道,风源由排烟 系统排出的带温度的烟气(或者引入由余热抽风抽 出的余热风,搅拌气幕喷射出有一定温度的压力气 体,能够扰乱预热带的分层气体,搅拌预热带坯垛 上下的气体,起到搅拌混合作用,缩小上下带温差 而且本身风源带有一定的温度,从而加速了预热的整体预热,提高了预热效率,增加了焙烧的 的匀性,也可促使坯垛中下部内燃提前到达燃点,提前燃烧,对保证产品质量,提高产量有着重要的 用拌气最独立使用一台风机。

224急冷系统(气幕)—助燃空气

传统的烧砖隧道窑上,绝大多数没有设置急冷 系,产品的冷却全部依靠从密尾进入的新鲜空 气冷却速度很慢,冷却效果也不好,提取余热措施 2不完善,从而导致热损失也很大。更大的影响是 从富尾进入的空气被抽到干燥室的较少,大部分向 前流动进入了焙烧带,造成了预热带的空气过量系 数过大,从而导致了排烟量的增大,过多的烟气量 管走的热量也多,增大了热损失。另外干燥室热源 不足,干燥质量差。因此,传统隧道窑的冷却和排 烟都是处于不节能的状态下。此外,排放的烟气量 过大,也加重了烟气净化器的工作强度。排放烟气 的过量空气系数过大,也会导致排放不达标。鉴于 上述原因,参照江苏丹阳贝斯特的成功经验,专门 设置了急冷系统。急冷系统鼓入窑内的新鲜空气 全部利用来作为助燃空气。急冷系统鼓入窑内的 新鲜空气是燃烧所需空气的2~4倍。 为了保证内燃料的完全燃烧,我们设定在焙烧 带的空气过量系数为3,少部分的不足可由窑尾的 缓冷鼓入窑内的风量来补充。同时也可调节焙烧带 的温度以及限制预热带内燃的燃烧速度,如增大或 减少急冷风量。急冷系统的设置即从1000 冷却到650),可以加快进车速度,提高产量。通 过这一急冷气幕,将焙烧和余热提取分离。

2.5缓冷系统

为了避免石英晶体在冷却期间晶型转变造成 纹,从650℃到500℃之间,控制其缓慢的冷却 速度,在这一温度区间不鼓入冷风。在500℃之后 也要保持一定的冷却速度,防止冷却过快,造成制 品裂纹。此外,也改变了从窑尾门上送入新鲜空气 的方式,改为从窑墙两侧分多点送入新鲜空气,对 内热工制度的稳定可起到积极的作用;同时也保 证了制品的充分冷却。缓冷使用一台独立的风机。

2.6余热提取系统

 传统烧砖隧道窑的余热多在窑墙两侧抽取,提取余热提取系统取的热量不够多,往往造成干燥室的热源不够用。 因而建议全部改为从窑顶多点提取余热,利用热空 气上浮的原理,可以提取到更多的热量。经计算 从缓冷区可提取的余热完全可以满足快速干燥室 所需热量快速干燥室蒸发水耗热小于900akg) 余热提取系统使用一台独立的风机。在传统的隧 道窑生产线上,由于提取的余热量小,不能满足干 燥的需要,因此多采用抽取部分烟热送往干燥室。 这样一来,烟气中的有害物质(SO2SO3)会与坯 体中的碳酸盐矿物(CaCO3MgCO)反应生成可 溶性的硫酸盐引发坯体在焙烧后出现泛白或泛霜 造成产品失色,形成非常难看的灰白色外表;此外 这种腐蚀性的含硫气体对干燥室的钢制热风管以 及干燥托板等钢件造成严重腐蚀。再就是如果将 烟气直接送入干燥室中,干燥室排出的潮气中不可 避免地要带出烟气中的有害物质,造成环境污染 题。如果要对干燥室排出的潮气进行净化,那么净 化器(脱硫)要处理的风量就大得多,这样会加大投 资,也会增大电耗。加强隧道窑的余热提取措施 缓冷时送入风量的都被抽送到了干燥室,只有少部 分送人焙烧带助燃。因此缓冷系统与急冷系统( 给主要的助燃空气)各自具有相对的、更多的独立 性,相互干扰不大。这样就保证了可最大量的提取 冷却带的余热,使得产品的出窑温度不大于50℃, 而且这样换取的热风是洁净的,不含需要进行处理 的有害物质(粉尘除外) 另外,也可将车底风全部送入干燥室;也可以 将烟气换热后的洁净热空气送入干燥室,作为对干 燥热源的一种补充。这样以来,送人干燥室的三部 分热风都是洁净空气,不会发生上述的污染坯体、 腐蚀钢制构件等问题。

2.2.7车底压力平衡系统 在窑车检修坑道入口设置轴流风机,作为压力 平衡风机,车底的检修坑道作为风道,为了保证风 道的密封性,在风道入口与出口位置,分别设置 个车位长度的阻风带,能够对车底风道起到很好的 密封作用,这样通过调节入口的大小,使得我们能 够比较准确地调节车底风的压力范围。工作时,空 气由窑尾缓冷段打人,经过烧成带后,由预热带前端抽出,全部送往干燥室,作为干燥热源的补充 可在侧墙与检修坑道多处位置设置压力检测点,窑 炉在使用时,能够及时测得车底与车上的压力情 况,通过车底压力调节,可比较容易地建立车上与 车底相近的压力制度,这样预热带没有或较少的冷 空气自车下吸入窑内,减少窑内的上下温差,在烧 成带与冷却带没有或较少的热气体向车下坑道散 失,既减少了窑炉的热损失,又保护了窑车,抽出的 车底风还能为干燥提供部分热源

2.2.8可抽取余热与干燥室所需热量的计算

发达国家尽量少从窑内抽热用于干燥,干燥的 热源多使用热风炉提供,而我国绝大多数使用内燃 法烧砖,习惯于使用窑炉产生的热气体(余热+烟热) 来干燥坯体。但是多年来由于受到“一次码烧”的 影响,忽视了干燥环节的重要性。不是含有害物质 的烟气损害了产品的质量或腐蚀了设备,就是干燥 热源不足干燥效果不好,造成焙烧进度慢、质量差、 热耗高等弊病,如大量未燃尽的黑心砖。从质量至 上的角度讲,不管内燃掺入的多少,在焙烧中必须 850(即在液相出现)前将内燃完全燃烧完毕,不能将内燃带入高温烧成区,从850℃到最高烧成 温度靠外燃补充。这样做可以达到隧道窑的全自 动控制。如在第一节叙述中得到的结论,只要做到 了半内燃半外燃焙烧,就可以实现隧道窑焙烧的自 动化控制。急冷区域的余热的首要功能是加热助 燃空气,只有缓冷区域的热量可供给干燥之用。急速冷却系统将经过保温带的产品迅速降温到650 左右,急冷的新鲜空气经高温加热后作为助燃气体; 之后因在573℃时的石英晶型转变需要缓慢冷却至 500℃左右(在该温度区间不送入任何冷空气)。能用 于干燥的余热是在650℃之后制品携带的余热。干 燥室所需热源只能来自于隧道窑冷却带的洁净余 热气体、窑车底压力平衡抽取的低温洁净气体以及 烟气换热之后的洁净气体 窑车垫层和砖从650℃冷却到50可回收的散 热量 窑车垫层和砖650℃时的热量:30278627kJh 窑车和砖50℃时的热量:1960023kJh 所以窑车垫层和砖从500℃降为50℃时所散的热量为: 28309604k/h

烟气换热可取得热量:

由于干操热源不够,考虑将所排放的烟气换热。排放烟气的平均温度仍按120七考虑,当as7,排圳量为166219n'h。所以高温烟气带出的热量为:16369138kJ/h:

若换热器的效率为0%。则真正能用在干燥中的热量: 16369138X0.8-13095310kJh

车底风可抽取的热量为: 6205381 kJ/h;所以干燥器能获得的总热量为:28309604+ 13095310+6205381-47610295 kJh;干燥室需要热量为:41019000kJh

以上粗略计算表明:冷却带余热烟气换热及车底压力平衡风三部分洁净热源理论上能够满足干燥热源的需要。

如果使用快速干燥器,蒸发水耗热为900kcal/kg。则干燥室所需总热量为: 33560802kJ/h

仅冷却带余热和车底平衡风就可以满足干燥之需。所以节能,高效的新型干燥方式的开发显得尤为重要。

按照上述烟热分离的技术方案,进人干燥室的三部分热气体都是没有参与燃烧的气体。只要能保证内燃料的完全燃烧,基本上没有硫、氟、氮氧化物的有害气体。干燥室使用的三部分热源本质上都是没有参与燃烧的气体,理应不该按照基准过量空气系数进行折算。但是这需要有执行的细则规定。摘至《砖瓦世界》作者:文堂 柏昊仓 湛蒙



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