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隧道窑烟热分离处理和利用能促进排放达标
  中国砖瓦网  [2017/3/2]  
摘要:

    一、隧道窑烟热分离处理和利用以及要解决的问题

    是指隧道窑的焙烧烟气(预热段抽取的)与冷却余热空气不再和大多现有工艺一样,混合一起,而是焙烧烟气单独利用对砖坯干燥,单独进行脱硫、除尘;余热空气在砖坯进行干燥后,重点进行除尘。分离后的预热段焙烧烟气,由于风量的减少,可使脱硫设施投资降低、烟气处理降低成本,解决目前隧道窑烟气排放因空气过剩系数高无法达标的问题,但能耗可能有所增加。

    二“隧道窑总烟气”的组成

    我们习惯上说的“隧道窑烟气”实际上是隧道窑混合气体,烧结砖生产烟道排放的混合气体不同于锅炉、工业窑炉等燃烧产生的烟气。由于环保要求集中排放和余热利用达到节约能源,烧结砖生产中总烟道排放的气体是燃烧烟气、冷却产品的热风、水蒸气、干燥产品的空气等混合气体,都通过总烟道集中排放,造成含氧量过高,并不是企业为了稀释排放。

    为了不表述混乱,本文暂这样定义:

    1、燃烧烟气:燃料燃烧产生的气体称为燃烧烟气

    2、预热段混合烟气:预热段抽出的气体称为预热段混合烟气,包含燃烧烟气、水蒸气、挥发份等。

    3、余热空气:经冷却段冷却产品后预热的热空气称为余热空气。包含热空气、挥发份等。

    4、隧道窑混合气体:把预热段混合烟气和余热空气干燥砖坯后的混合气体称隧道窑混合气体。从成份上讲包括两大部分:一是燃料燃烧产生的燃烧烟气(主要包括CO、CO2、NOx、N2、O2、H2O等)和预热段蒸发的水蒸气(H2O)、分解的结构水水气(H2O)、挥发份等,二是来自冷却段加热的“热空气”。

    5、隧道窑烟热分离处理和利用:是指将隧道窑混合气体中的预热段混合烟气、余热空气分离,分别进行处理和利用。

    三、隧道窑烟热分离处理和利用的可行性

    1、规范建设的隧道窑可以做到烟热分离处理利用。

    隧道窑结构上是可以做到烟热分离治理和利用。众所周知,从五六十年代的砖瓦工艺的隧道窑的烟道和余热烟道是分离的和独立的风闸控制。正规的设计隧道窑也是烟道和余热烟道是可以分离的。在此的探讨的前提是规范的隧道窑。

    但是,市场上有很多由“能人”建造的隧道窑的烟热是无法分离,也有很多隧道窑没有抽余热设计,空气全部经过焙烧段燃烧后从烟道进入干燥室,这一类的烟气处理以后再专题讨论。

    2、燃烧烟气、预热段烟气、干燥后热空气占隧道窑混合气体的比例计算:

    由于隧道窑燃烧、烟气的产生、干燥过程中受不同原料、燃料、气候、海拔高度等条件的影响因素太多。隧道窑燃烧、干燥目前还没有相关的完整的数学模型,这里仅仅是利用现有的经验公式进行定性的分析,不一定正确,可通过实际检测数据验证。

    3、计算结论:

    1)、进入隧道窑的残余含水量对预热段混合烟气的产生量影响大。

    在砖坯的残余含水率6%时,预热段混合烟气占隧道窑混合气体总排放量37%左右的,余热空气占隧道窑混合气体总排放量63%左右。

    如果残余含水率降为4%时,预热段混合烟气占隧道窑混合气体总排放量29%左右。余热空气占隧道窑混合气体总排放量70%左右。

    残余含水率降为2%时,预热段混合烟气占隧道窑混合气体总排放量21%左右。余热空气占隧道窑混合气体总排放量79%左右。

    降低入窑残余含水率可大量减少预热段混合烟气的量,减少热量的损耗。

    2)、燃烧烟气占隧道窑混合气体总排放量的比例低于10%。

    3)、干燥需要每块砖需要热量232大卡/块,折每80大卡/(kg砖坯),仅利用余热空气干燥砖坯的热量是足够,需要实际测试验证。

    4)、分离处理后,需要脱硫除尘的预热段混合烟气仅是原来隧道窑混合气体不到一半的量。

    4、隧道窑排放气体的建议处理方案

    1)、对冷却段的余热空气经过袋收尘(或电收尘)进入干燥室,用余热空气烘干砖坯,排潮气可以不再脱硫和除尘,直接排入大气,此时含氧量可达到21%,因为不是燃烧的烟气,不再受燃烧空气过剩系数1.7的限制折算标准。

    2)、对预热段的预热段混合烟气利用换热器、温度可控制在110℃左右,进行布袋除尘,再进入脱硫塔排放,通过换热器后的热空气与余热空气共同进入干燥室干燥砖坯。

    本文通过隧道窑结构和工艺计算旨在说明烟热分离处理和利用是可行的,有利于烟气达标排放。但由于行业在此之前重点考虑的是热量的利用,没有对烟热分离处理和利用进行测试,数据很少,能耗的消耗要高于混合排放,但如何分离烟气与窑尾余热气体?生产中如何控制二者的比例?烟气热量不利用浪费的能源有多少?增加成本的比例?需要实际测试验证,更需要对改造后的生产线进行系统测试,通过行业同仁共同努力,促进烧结砖行业达标排放。

    四、结语

    1、烟热分离处理能促进达标排放,分离处理后,需要脱硫除尘的预热段混合烟气仅是隧道窑混合气体不到一半的量, 但生产能耗要增加。

    建议行业开展烟热风分离处理基本数据的测试、工艺改造,促进烟气重点脱硫、除尘,低温干燥气体重点除尘试点。

    2、隧道窑排放气体的建议处理方案:

    1)、对冷却段的余热空气经过袋收尘(或电收尘)进入干燥室,用余热空气烘干后直接排入大气。

    2)、对预热段的预热段混合烟气利用换热器、温度可控制在110℃左右,进行布袋除尘,再进入脱硫塔排放,通过换热器后的热空气与余热空气共同进入干燥室干燥砖坯。

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