烧结制品生产企业节能减排工艺设计探讨

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   随着我国《新环保法》《大气污染防治十条措施》《砖瓦工业大气污染物排放标准》《烧结砖瓦企业清洁生产技术要求》等法律法规的出台实施,给烧结制品生产企业的清洁生产和环保治理提出了更严格要求。今后节能环保不达标的企业,没有发展出路,只能关闭停产。因此,在烧结制品行业,创建“资源节约型、环境友好型”企业,尤其“将烧结制品企业打造成节能环保型企业”这一历史使命,显得尤为突出和重要。

   要实现烧结制品企业节能减排的目标,以烧结制品的重要代表墙体砖生产工艺为例,应主要从以下四个方面完善工艺设计:

一、做好原料破碎系统节能降尘工艺设计

   一是根据不同的原料,破碎系统要按照产量要求,选择最适合的设备,配置合理的电机功率。给料机使用变频调速,大功率电机使用软起动控制装置。原料采用热值自动配比系统。全部破碎系统采用PLC进行集中控制,所有设备的运行、故障状态均采集到控制系统。通过控制系统可实现所有设备一键启动、故障自检、连锁停机、电流检测、电机运行时间统计,实现控制自动化,节电节能。

  二是破碎系统降尘要实现“源头治理,不要跑尘”。“无尘”便不需要去“除尘”。如破碎机是跑尘的中心点,要重点做好设备机体的有效密封。破碎机和滚筒筛采用上下结构设计,破碎机下口直接连接滚筒筛,这就实现了锤式破碎机和滚筒筛的全封闭连接。滚筒筛也要实现全部封闭,再把滚筒筛设计在地下,全部封闭在地面以下。一搅的除尘可以在皮带机落料点加装喷雾装置,实现喷雾降尘。这些都不需要太多的资金投入,而且建成投产后,可以节约大量的运行成本。

二、做好砖坯成型、码坯、预干燥工艺设计

  实现隧道窑节能,首先要控制好砖坯成型、码坯和砖坯预干燥。

  一是砖坯成型主要是控制成型水分要达到最佳状态。砖坯过硬砖机挤不出来,容易造成机器损坏。软了码坯机或机械手夹不住容易掉坯,码坯时容易倒垛变形,影响产品质量。现在一般一搅和二搅都是设计自动加水系统,要实现原料原始水分稳定,操作要合理。挤出机操作台要设计电流表,观察上搅及挤出机电流变化情况,合理控制上搅水分。

  二是做好砖坯的码坯。码坯的基本原则是:边密中稀。尽量缩小砖坯与窑炉顶部和窑墙两侧的间隙,分成方垛排列,每个方垛之间留有适当的通风道,以保证良好的通风效果,使气流能够均布。燃烧时温度均匀,能够避免产生局部过火或欠火情况。

  码坯的方法:一般采取单码或双码、平码和立码等方式,包括“层高”和“分躲”两个要素。

  标砖一般采用单码方式,多孔砖一般可以采用双码方式,空心砖一般采用立码方式。

  如标砖一般是横排4块,竖排10-11块排成一垛;或横排3块,竖排7-8块排成一垛。

  层高主要取决于原料性质。一般煤矸石原料可以设计14-16层高,页岩或基坑土一般设计12-14层高。

  科学的“层高”和“分躲”,可以提高通风效果,加快窑内燃烧速度,提高产品质量和产量。

  三是做好砖坯的预干燥。只有重视砖坯预干燥,才能实现窑炉更好的节能。要设计足够量的预干燥存坯线,一般要达到和窑炉内部存车量相同。尽最大可能多存放坯车,以保证有足够的晾坯时间。存坯线顶部可以设计采用阳光棚,用自然光线折射原理给砖坯加温,使砖坯的水分自然蒸发。冬季可以利用窑炉余热给存坯线加热,一般砖坯通过预干燥可以去掉3-6%的水分,为砖坯干燥创造了有利条件,能够有效防止干燥室倒坯。

三、做好隧道窑的节能保温设计工艺

  做好焙烧窑的节能保温设计,是窑炉设计的关键。隧道窑包括焙烧窑设计和干燥室设计两个部分,一般采用同长并列设计。焙烧窑又分为预热带、烧成带、冷却带三个区域。为了能够加快出车速度,提高产量,可设计加长烧成带和冷却带。

  窑墙一般中间用保温材料隔热,以保持窑炉内部温度不往外散发,窑墙要保持一定的厚度,一般窑墙的外部温度不高于环境温度15°。

  窑炉顶部一般采用吊耐火砖或耐火岩棉设计,可以减少窑炉内部气体外漏。耐火砖或耐火岩棉上部再铺设耐火棉,可以增加保温效果,减少热损耗。

  为了更好地实现保温效果,窑炉的热通风管道可以采用内置风管设计,使热量不往外部损失,以降低窑炉能耗。良好的窑炉设计,既能实现降低原料热值能耗,又能降低生产成本,提高经济效益。

四、做好新型环保窑炉的循环通风设计工艺

  新型环保窑炉循环通风控制原理是:在焙烧窑的预热带窑体两侧,分别设置若干通风管道,排出升温过程中的烟气。在焙烧窑的烧成带内部形成负压,气流产生流动,使焙烧窑内部逐步升温,达到燃烧状态。在烧成带的起点保持空气零压状态,火位既不能前移也不能后移,使高温点能够相对固定燃烧。在焙烧窑的冷却带通过若干管道抽出余热气体,送入干燥室用来烘干砖坯,同时能够使砖坯逐步降温,使产品能够快速出窑。焙烧窑抽出的烟气和余热气体,通过送热风机送入干燥室两侧,用来烘干砖坯。干燥室顶部留有通风道,把烘干砖坯后的潮气集中排出,通过排潮风机送入烟气集中净化处理系统,实现了窑炉从焙烧窑到干燥室循环通风系统。

  在焙烧窑烟气送入干燥室烘干砖坯的过程中,由于砖坯原料一般都含有酸碱性,在烟气送入干燥砖坯过程中和挥发出的水分相互融合,起到了一部分脱硫降尘作用,排出的烟气基本是白色气体,为下一步净化处理创造了条件。

  要实现烟气最终达标排放,一定要设计安装使用烟气净化处理系统。

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