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黃岡市華窯中亞窯爐有限責任公司

如何合理有效的從隧道窯回收熱量?

作者:admin     發布日期: 2023-03-18     二維碼分享

1、現狀


幾乎所有燒結磚廠都是以隧道窯所回收的熱量作為干燥室的熱源,作為能源的再生利用,這一手段是可取的。但是,由于目前隧道窯回收熱量的工藝方法有很多弊端,給產品質量控制及外部環境造成許多問題,因此,深入研究隧道窯熱量回收的合理方式,有效地回收隧道窯余熱就很有必要。

尤其是制磚工業節能環保要求的提升,燒結磚廠應用二次碼燒工藝生產空心砌塊與保溫砌塊的生產那技術正在全力推廣,更顯示出解決這一問題的緊迫性。

.為流行的隧道窯熱量回收方法是抽取隧道窯尾部的中低溫余熱作為干燥熱源,不足部分抽取高溫炎熱進行補充,這種余熱回收的方式會產生以下弊端:

⑴隧道窯焙燒帶收錢后兩段抽離的雙重影響,焙燒帶火度向前或向后漂移,隧道窯的運行控制幾條街極為困難。

⑵煙氣中含有水蒸氣,進入干燥室的干燥介質并非干熱空氣,干燥至某一程度時,制品表面的水蒸氣分壓與干燥介質中的水蒸氣分壓達到平衡,導致干燥殘余水分較高,達不到2%左右的理想指標,并且,坯體中的水分會在隧道窯預熱帶進入煙氣,濕熱煙氣有知識坯體在干燥時不能徹底干燥,這樣的惡性循環對生產過程十分有害。隧道窯

⑶理論上焙燒帶過后,制品從.高燒成溫度至出窯溫度時的熱量差值,除去窯體散熱、窯車及制品出窯時帶走的熱量,其余均可回收。但上述隧道窯熱量回收的方法未能做到.大限度的回收熱量,尤其未能回收高溫熱量,只是制品處要溫度偏高,垛坯內外的平均溫度大150℃左右,而出窯溫度接近室溫才更為合理。這樣,一方面未能給干燥室提供足夠的熱量,需要補充約30%的高溫煙熱,而另一方面窯車與制品出窯時又損失了不少的熱量。

⑷這一抽取余熱的方法使冷卻帶溫度曲線未能達到工藝要求的合理狀態,制品極有可能在中溫段出現炸裂。

⑸大量煙氣進入送熱管道系統及干燥時。煙氣中的酸性氣體對干燥車、干燥托盤疾風擊腐蝕嚴重,干燥室外溢的含有煙塵及酸霧的氣體對鋼結構廠房及周圍環境構成嚴重威脅。

2、冷卻帶合理的溫度曲線


依據隧道窯的工作原理,隧道窯的工作系統分為預熱焙燒帶(包括保溫帶)及冷卻帶兩部分,這兩帶應分開工作,互不干擾,分開焙燒帶及冷卻帶.有效的方法是急冷阻隔氣幕。冷卻帶按照冷卻速度分為三段。

2.1 急冷段

為了將被燒帶魚冷卻帶分開,必須在冷卻帶開始段設置急冷氣幕,首先,急冷氣幕有效阻隔了保溫區域氣流向冷卻區域的逆向流動,使得排煙系統的調節更為流暢;同時,急冷使得制品力學性能及制品表觀質感得到大幅改善。第三,急冷氣體與熱之品熱交換后產生的高溫氣體便于高溫余熱的回收。

必須注意的是,急冷段的位置必須是.高收成溫度至800℃ 左右(某些原料可降低至700℃),這時制品具有很好的彈性,制品的收縮變形為彈性變形而非塑性變形,制品沒有炸裂的危險。

因此,急冷氣幕依據限定的窯內溫度值進行自動控制非常重要,對于大斷面隧道窯,急冷氣幕分若干組布置在窯頂。

2.2 緩慢冷卻帶

制品中的SiO?在573℃有α石英變為β石英,進行轉變的體積變化率為0.82%。這一低溫型的轉變體積雖然不大,但轉化速度快,又是在無液相緩沖的條件下進行轉化,因而破壞性極強,若有不慎,就會導致制品炸裂。因此,在500~800℃范圍內,不允許采取任何冷卻措施,制品冷卻必須非常緩慢。換句話說,就是在隧道窯這一段,必須有足夠的窯車數量。

2.3 加速冷卻帶

從500℃至產品出窯溫度(50℃左右),可以加速冷卻制品,一般采取窯尾背壓風機向窯內鼓入冷空氣的方法。這冷卻過程較長,所以隧道窯這一段必須有足夠的長度,加大冷卻風量也是一種很好的方法,這樣可以給干燥室提供更多的熱空氣量。

3、冷卻帶的熱量回收模型


綜上所述,隧道窯冷卻帶有兩部分熱量可以回收,一是急冷氣幕產生的高溫熱量,二是加速冷卻產生的低溫熱量。這兩部分熱量介質是..的潔凈干熱空氣,可以提供給干燥室放心使用。

急冷氣幕鼓入窯內后,窯內制品內外會產生較大的溫差,為了..窯內溫度及制品溫度的均勻性,抽出急冷氣幕產生的高溫氣體應逆流抽出,即高溫氣體抽出口比急冷氣體鼓入口更接近隧道窯的出車端。

隧道窯由于窯內抽出的高溫氣體溫度很高,因此,抽風支管必須用耐熱鋼材制安;同時,抽風支管必須設有配送冷風的特殊閥門,熱風總管道也許配有冷風進口閥門,熱風總管道也須配有冷風進口閥門,.終進入高溫熱量回收風機的熱空氣溫度不超過300℃。

加速冷卻的大量空氣由窯尾鼓入窯內,與制品熱交換之后從窯頂逐步抽出。進入低溫熱量回收風機的熱空氣溫度大約為150℃。

干燥室要求干燥介質的溫度及風量完全不同。所以,要另設置一臺干燥時送熱風機與隧道窯預熱風機串取使用,在兩者之間須設立一集裝箱,便于高溫熱空氣、低溫熱空氣與摻入的冷空氣混合,使得送熱風機能向干燥室提供合適的溫度與風量的干燥介質。這一過程可以做成全自動控制。同時,隧道窯工作系統與干燥室工作系統完全脫開,有利于各自的單獨控制與調節。

4、隧道窯其他可回收熱量


4.1 煙熱

在隧道窯焙燒帶被燒制品的燃料燃燒產生的大量煙氣在排煙風機的作用下向預熱帶流動,預熱坯體,使坯體逐步升溫,如果在余熱帶350℃處抽出高溫煙熱,勢必影響預熱帶初期煙氣對坯體的預熱效果。而利用高溫煙氣的.大壞處是煙氣中的酸性氣體會對干燥設備帶來嚴重腐蝕而干燥室逸出氣體會危害環境。因此,采用煙熱作為干燥介質是不可取的,應使煙氣在隧道窯內與坯體充分交換,使其溫度降至100~150℃時,由窯內排出,再通過消除煙塵設備集中處理,達到..標準要求后排放。

4.2 窯體空腔換熱

過去把窯體空腔換熱作為一種窯體保溫措施,隨著保溫材料檔次的提升,這種換熱方式已逐步淘汰,尤其是窯墻空腔換熱?,F在有些隧道窯為了降低窯頂吊掛結構溫度,..窯頂..,在窯頂保溫層上面與吊梁之間仍設有窯頂空腔換熱,換熱后的熱空氣溫度很低,大約50℃左右,可以作為干燥介質的補充風量。

4.3 窯車冷卻后的熱風

現代隧道窯均設有車下壓力平衡系統。在窯車蓄熱.大點位置設置車下冷卻風機,向窯車鋼結構部分吹風以冷卻窯車,熱交換后的氣體向窯頭及窯尾兩個方向流動。流向窯頭的氣體在相應排煙位置抽出以達到預熱帶車上下壓力平衡。由于窯車之間密封不是十分嚴密,所以抽出的氣體中會有竄入窯車下的煙氣成分,故其一般進入窯爐排煙系統與煙氣一并處理。而流向窯尾的氣體通過管道進入低溫熱量回收管道。

5、結論


⑴通過急冷氣幕可以把隧道窯分為兩部分,只要隧道窯回收熱量與冷卻工藝要求相結合,就可以在隧道窯冷卻帶有效地回收結晶的干熱空氣作為干燥介質。

⑵經計算和實踐經驗,由隧道窯冷卻帶回收的熱量可占隧道窯總熱耗的35%~45%,能基本滿足干燥室的熱量需求。例如熱耗指標380kcal/kg的隧道窯,回收熱量可高達152kcal/kg,干燥室的熱耗指標約為1100kcal/kg水,當濕坯水分由20%干燥將孩子殘余水分2%時,需要熱量為160kcal/kg,供需基本平衡。

⑶對于內燃隧道窯,只要不是超熱焙燒,這一熱量回收的方法同樣適用,.好內燃比例不要超過80%。

⑷對于二次碼燒隧道窯,千萬不能抽取煙氣作為干燥介質,即不利于隧道窯的焙燒,也不利于環境保護,同時也會對干燥設備及鋼結構廠房造成傷害。

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