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快乐时时彩走势图 烧结砖隧道焙烧窑“煤改气”的工艺分析

[2019-3-20] 点击:

湿电咨询服务: 陶经理18332815001 张经理18633235200

摘要:当前,烧结砖企业隧道窑采用内燃掺配料+外投煤(内燃烧砖)工艺方式进行烧结生产,存在大气污染物治理专业性难度大,持续稳定达标排放困难等现象。随着建筑工业化的推进和装配式建筑的应用,促使烧结砖生产企业,进行清洁燃料天然气替代内燃烧砖工艺用煤的燃料结构改革,要在原隧道焙烧窑上进行“煤改气”,涉及窑的结构、燃烧形式、热工控制及码坯方式等方面的适应性困扰。

关键词:强氧化燃烧方式、热工控制、单位产品能耗变化

国内烧结砖的隧道窑焙烧工艺,基本采用掺配具有发热值的工业废弃物、原煤作为掺配料,在焙烧过程中,少量外投煤作补充,此类内燃料+外投煤的隧道窑焙烧方式,俗称隧道窑“内燃烧砖”工艺。

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。

2、液化天然气(LNG)与气化气的技术参数

天然气是一种清洁燃料,目前国内一般工业企业天然气的应用方式,一种方式为液化天然气(LNG)+气化站+气化气应用,其次,直接取用管道天然气。

烧结砖企业采用管道天然气时,能够省却液化天然气(LNG)气化站的建设及管理,对管理和技术能力较为薄弱的企业,就生产和安全两方面而言,较为省心,是烧结砖隧道窑“煤改气”技术方案的首选。

如果输送天然气管道敷设不到位,无法使用管输天然气供气时,企业隧道窑“煤改气”的气源保障方案,只能采用建设液化天然气(LNG)气化站“低温存储、常温使用”的方式,气化站建设周期短,能迅速满足企业用气要求,成为企业固定供气设施或管输天然气到达前的过渡供气设施。

图1、2为贵州省某烧结砖企业与燃气公司共同建设的自备液化天然气气化站,液化天然气(LNG)采用专用槽车运输。

资料介绍,标准状态下,液化天然气(LNG)和天然气的技术参数如下。

LNG单位换算:

LNG密度(430Kg/m³)是标准状态下甲烷的625倍,即1m³LNG可气化成625m³天然气。

(1m³LNG=0.45吨LNG,即1吨LNG=2.2m³LNG),故1吨LNG可气化为1375m³天然气。

LNG储罐:

50m³储罐=50m³*0.45吨=22.5吨 ,

可存储:22.5吨*1375m³=30938m³天然气。

1㎏ LNG≈1.4-1.5m³ 天然气;

1㎏ LNG≈1.33L 柴油;

1㎏ LNG≈1.63L 汽油;

1m³ LNG可气化600-625m³ 天然气;

1m³ LNG的质量≈430-470㎏。

1L LNG=0.001m³ LNG≈0.6-0.625m³ 天然气;

1L LNG=0.001m³ LNG,其质量≈0.43-0.47㎏

1m³ 天然气≈0.7256㎏ LNG

1m³ 天然气 折0.65-0.75公斤

据估算,满足年产8000万块(折标砖)烧结页岩空心砖生产线“煤改气”所需气源用量的液化天然气气化站,设备及安装投资(不含土建费用)约120~140万元。

3、隧道焙烧窑“煤改气”的实践

2017年5月,贵州省某烧结砖厂,采用内燃掺配料+外投煤(内

燃烧砖)工艺方式进行烧结砖生产,主要原料为页岩,内燃掺配料品种为锅炉渣、泥煤、煤矸石等,由于该地区原煤含硫量较高,使得锅炉渣、泥煤、煤矸石等掺配料的二氧化硫含量相应偏高,生产中,即便对大气污染物治理采用全生产过程管理模式,但达标排放不能持续稳定,生产不能稳定进行。企业最终确定改变燃料结构,经过与燃气公司协调,决定采用天然气替代“内燃掺配料+外投煤”,并对隧道焙烧窑的外投煤系统进行“煤改气”的技术改造,隧道窑改用气烧。

3.1砖厂概况

该长,年生产规模为8000~10000万块(折标砖)烧结页岩空心砖,生产线工艺流程及技术参数如下。

该生产线采用“一次码烧内燃烧砖”工艺,生产配比为页岩:泥煤:煤渣=76:5:19,砖坯发热值达到280∽320kCal/kg,掺配比例能够保证成品的单位产品能源消耗满足标准限额要求。

该长的生产线中有内宽4.8米、长度90米隧道干燥窑2条,内宽4.8米、长度132.6米吊平顶隧道焙烧窑2条(双通道窑)。隧道焙烧窑为内置烟道,进车端设置哈风口9对、出车端设置哈风口8对,预热带第11车位至高温带末端第23车位,共设置36排投煤孔计144个,排间距为1250mm,投煤孔区间距离约为43米,12个车位。全窑窑车容车量为34辆。

隧道焙烧窑烟气由2台18号离心风机将全部烟气送人干燥隧道窑,热交换后,再经2台20号离心风机抽至总道汇合后送人50米烟囱底部脱硫系统,除尘脱硫和除雾后经烟囱出口排放。

脱硫采用钠钙“双碱法”

3.2隧道焙烧窑“煤改气”内容

内容有:液化天然气(LNG)气化站和隧道窑燃气系统建设两部分。

液化天然气(LNG)气化站的建设,依靠燃气公司委托有资质单位承担气化站设计,设计规范为:GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》、GB50016-2006《建筑设计防火规范》、GB 50183—2004《石油天然气工程设计防火规范》,气化站见图1、图2,一般流程如下。

槽车将液化天然气(LNG)送至气化站内低温储罐内储存,当由储罐外排时,先通过储罐的自增压系统,使储罐压力升高,然后打开储罐液相出口阀,通过压力差将储罐内的(LNG)送至空温式气化器,气化器出口的天然气温度如低于5℃时,需在出口串联水浴式加热器,对气化后的天然气进行加热。再经调压、计量、加臭等工序后送入窑炉用气管网。

隧道窑外燃天然气燃烧系统建设,主要由窑炉公司承担。

本次隧道焙烧窑燃气系统改造,根据焙烧曲线、现有4.8米×3.9米窑车规格、码坯方式为4垛×3排时,系统改造中取消原投煤孔布置形式,窑面天然气烧嘴改为每排5个,砖垛排横向间距则分别为300mm,烧嘴每排间距为1300mm。烧嘴数量共计180个,区间长度为45米,窑车车位11.5辆,由进车端第8车位开始布置,截止在高温带末端的第20车位。隧道焙烧窑为双通道联体窑,两侧墙未考虑设置烧嘴。

烧嘴口增加碳化硅保护,预防高温返火对烧嘴的损害。

每个烧嘴配置助燃空气管道阀,与天然气进行配合,以便调整火焰温度和燃烧强度。

燃烧系统设置热电偶、燃气调节阀、助燃空气高压风机变频调速自动控制系统,根据不同区域温度要求,将烧嘴布置分为18个区域,通过设置热电偶监测窑内温度,同步调整18个区域内天然气自动调节阀,控制燃烧系统,确保各区域窑内温度,与既定的温度曲线一致。

隧道焙烧窑冷却带未进行改造,沿用原热工控制装置。换热后余热烟气经哈风闸、支烟道汇入总烟道由18号离心风机,送往干燥窑。

3.3隧道焙烧窑“煤改气”后的生产

2017年7月,该烧结砖厂完成隧道焙烧窑“煤改气”工作,经燃气气化站和燃烧系统的调试,开始隧道窑点火,由于生产线停产时遗留的干坯及陈化库内原料还保留内燃烧砖时的内燃掺配比例,每块砖坯发热值达到280~320kcal/kg,满足能耗限额标准要求。

采用常规的大灶车,点火过程中,兼顾隧道窑的烘窑程序,烘窑后,进车焙烧,产品见图5。

图5显示,4.8米×3.9米窑车的码坯方式,依然采用原内燃焙烧时的4垛×3排形式,垛、排之间保留纵向和横向的烟气通道,进车后,存在边火眼火焰直接冲烧坯垛顶坯的现象,造成制品过烧。

由于坯体内仍然具有热值,因而,目前的生产过程控制及产品,还不能反映隧道窑用天然气外燃焙烧的真实情况,不过,该厂的“煤改气”的实践,可以为其他烧结砖厂“煤改气”的工作积累经验。

4、“煤改气”的相关工艺条件分析

传统隧道窑内燃焙烧及烟气余热干燥系统,是建立在内燃掺配料+外投煤(内燃烧砖)基础上。 “煤改气”后“内燃烧转”变“外燃烧砖”,固体燃料变气体燃料。为了适应这一变化,在窑炉结构、码坯形式等方面应作出必要的改变和调整。

A、生产空心砌块

众所周知产品密度等级不同,生产能耗不同。如天然气热值为9000千卡/m3,生产不同密度产品,隧道窑焙烧消耗的燃气量计算如下。

此时,每立方米800kg密度等级的产品,天然气消耗量约31.1m3。而每立方米1100kg密度等级的产品,天然气消耗量约42.8m3。每立方米密度相差300kg,燃气消耗相差11.7m³。

参考贵州省2017年9月天然气市场价调整,属于省级定价区域的贵阳市城区及与其共用同一配气管网区域的非居民用气最高销售价格从2.98元/立方米降为2.86元/立方米。

如果天然气价格按照2.86元/立方米计算,800kg和1100kg两种密度等级的每立方米产品天然气费用,分别是88.95元和122.41元,两者费用相差33.46元。

年产22万m³烧结空心砌块生产线,仅制品焙烧天然气费用将达到1956.9万元或2693.02万元,因密度等级不同,两者相差736.12万元,燃气费用增加部分,对于产品的市场竞争影响巨大。

隧道窑焙烧的“煤改气”工艺方式,如果继续生产墙体材料,必须实现产品完全空心化、低密度和大规格,从而降低燃气费用,降低生产成本,提高产品价格和市场竞争力。否则,如果仍然选择生产普通空心砖,则高昂的燃气费用将难以维继。具有装饰功能的烧结砖,由于市场价格比普通砖高很多,隧道窑焙烧“煤改气”后,燃气费用增加部分,可以通过产品利润提高、脱硫系统费用降低、工艺自动化程度提高、岗位工人员减少等成本降低而得到补偿,因此隧道窑“煤改气”焙烧装饰功能的墙体材料,是可行的。但是,需要着重考虑装饰制品的颜色、强度、不变形、不泛霜等装饰功能要求。不仅对燃气窑炉进行改造,同时需要对原料的配料及工艺控制参数进行完善。

B、低成型水分

在生产工艺中,湿坯干燥是必不可少的环节,对于入窑干坯残余水分而言,越低越好,以提高产品一级品率。针对生产具有装饰功能的烧结材料而言,当残余水分降低到1%,产品就不会出现压印,减少泛霜缺陷。数据显示,如采用传统隧道窑焙烧普通砖,坯体入窑水分降低1%,焙烧每万块砖标煤耗量降低20~30kg,相当于节约天然气15.5~23.3立方米。

采用低成型水分,才能为后续干燥环节降低残余水分创造条件。低成型水分,不但与入窑残余水分相关,更重要的是,能够降低干燥环节介质消耗的能量,“煤改气”后,干燥环节干燥介质的用量、温度与天然气消耗密切相关,当成型水分提高,干燥介质用量增加,天然气消耗和费用相应提高。

C、设置无纵向烟道的码坯方式

传统内燃烧砖隧道窑的助燃空气由出车端进入窑内,由于在窑内运行线路较长,同时,考虑窑内砖垛截面温度的均匀性,码坯方式采用“边密中稀、上密下稀”,的原则,窑车上坯垛与坯垛之间留有间距,根据窑车长度、坯垛规格、产品规格、投煤孔分布等技术参数,间距尺寸变化较大。如国内部分内燃烧砖隧道窑,窑车长度为3.9米,3.75米,3.6米,砖垛规格如为1米*1米,坯垛排横向间距则分别为300mm,250mm,200mm,生产实践中,以利于内燃焙烧产量的提高。

然而,这部分隧道窑“煤改气”时,则需要考虑燃气条件要求,如燃烧空间偏小,对砖坯焙烧均匀性和质量存在不利影响。

国外燃气隧道窑窑车规格中,长度为4.35米,坯垛规格为1米×1米,坯垛横向间距为450mm,烧嘴间距为1450mm,能够满足烧嘴燃烧火焰所需空间要求。  

窑车上坯垛纵向烟道,在内燃隧道焙烧窑中,能够降低通风阻力,有利提高产量,利于燃料的充分燃烧,然而 “煤改气”后,助燃空气直接配送到烧嘴,不再需要由出车端输送空气,经坯垛纵向烟道的通风作用降低,此时,减少纵向烟道间距不会影响燃气焙烧质量和产量。

D、设置独立的干燥热介质供应系统

在传统生产工艺中,干燥环节的干燥介质,来自焙烧窑内余(烟)热气,通过风机抽取和输送实现。当隧道窑改用天然气后,干燥与焙烧仍然采用风机抽取和输送联系为一个系统,容易出现焙烧控制难度增加的现象,影响焙烧质量及燃气的消耗,因此,隧道窑“煤改气”技术方案中,应通过准确的热平衡计算,烧嘴风量计算,烟气量计算,窑内压力控制,确定引风机的运行和窑内哈风闸应用的控制。

为了降低隧道窑燃气控制的难度,有必要设置独立、可控制的干燥热介质供应系统,能够形成干燥与焙烧各自独立运行或可控制的串联运行,从而避免焙烧和干燥之间的互相影响和干扰。有利于燃气窑的顺利运行。

另外,设置独立、可控制的干燥热介质供应系统,有利于严格控制砖坯残余水分,满足具有装饰产品的焙烧要求。

E、提高窑体、窑车的保温及密封等级

在隧道窑焙烧过程中,窑体越保温,越密封,则越节约天然气。因此,需要加强隧道窑窑顶和直墙保温、烟道和哈风闸密封,对窑车,应采用轻质耐火材料砌筑,减少窑车砌筑材料储热损失,降低燃气消耗。

窑车接头,窑车与隧道窑砂封部位漏风,窑内温度波动,砖坯欠火,燃气消耗增加。

传统窑车衬砌常用重质耐火材料、红砖,吸热及储热系数较大,不利燃气隧道窑节能。窑车吸热,对温度影响较大,易造成砖垛下部温度低,出现欠火。特别在传统隧道窑改造中,由于不能设置两侧墙烧嘴,完全依靠窑顶烧嘴,如果烧嘴火焰长度不能调节,砖垛下部温度均匀性差,因此,窑车采用轻质保温垫层,对促使砖垛下部温度均匀非常关键,在“煤改气”进行中,窑车垫层的改造应同时进行,这是隧道窑技改后能够持续顺利运行的重要条件。

F、可靠的燃烧系统自动控制

天然气隧道焙烧窑的烧嘴布置,对窑横截面温度的均匀性有重要影响,隧道窑煤改气方案,需要依据温度曲线,设置烧嘴,也要依据窑内温度变化,设置各区间温度监测和天然气、助燃空气的自动化控制。对于宽断面隧道窑,由于横截面宽,布置的烧嘴数量多,如果对烧嘴燃烧后该区间温度变化没有及时调整,会出现温度持续升高或焙烧温度不能满足烧结的缺陷。

其次,一排烧嘴之间,同样存在上述不利的焙烧情况,因此对隧道窑煤改气的技术方案,需要根据温度曲线,进行温度监测及烧嘴燃烧中天然气和助燃空气的自动化控制,烧嘴燃烧控制,必须确定为所有烧嘴都能单独控制和调整,在宽断面隧道窑的燃气自动化控制中,实现所有烧嘴燃烧强度的单独自动控制,这是精确控制全窑温度曲线的基本条件,是节约天然气的基本条件,同时,也是获得高产,高品质产品的基本条件。

需要注意的是,传统隧道窑窑车上码坯高度存在差异,各厂不同,码高12、13、14层不等,甚至存在码高16层的,此时,“煤改气”的技术方案,除需要配置适宜的天然气压力和助燃空气高压风机外,还必须考虑燃气烧嘴火焰长度能够调节,否则,砖垛截面温度的均匀性将降低,产品质量差异和产品外观色差较大。

G、建立自动卸砖打包

应该说,需要进行煤改气的隧道窑焙烧砖厂,在生产线中,往往缺乏自动化的卸砖环节 ,部分企业虽然设置有半机械的卸砖环节,如人力卸砖机械打包叉车堆码及装车的过程,窑车车面上,存在工人卸砖时产生的活动荷载,对窑车保温垫层,车面平整度,窑车之间的曲封严密性等带来负面影响致使窑焙烧时出现漏气,温度波动,欠火,燃料消耗增加。对此,煤改气的方案中,必须将窑车成品自动化卸砖的设备及方式,作为重要内容并及时实施。从而确保煤改气后,燃气消耗低,产品质量好。如果企业因资金所限暂时不能实施自动化卸砖,那么,企业应采取补救措施,建立人工对窑车保温、垫层、曲封等部位的及时修复制度。

H、保留大气污染物治理及监测系统

“煤改气”后避免大气污染物中颗粒物超标排放成为重点。

隧道窑的燃料煤改气后,企业原有的大气污染物治理系统,应继续保留并照常运行。天然气的燃烧过程中,烟气中二氧化硫成分较低,通过燃料结构改变,从根本上避免烟气中产生二氧化硫,使得原有治理系统中针对脱硫需要添加的脱硫剂如氢氧化钠、石灰,添加量将大幅度降低,污染物SO2可达标排放。但是,需要考虑排放标准中关于颗粒物排放量指标,其30mg/立方米的控制指标同样很严格,烟气要满足达标排放,不会是燃料结构改变一个条件就能实现的。天然气燃烧过程,需要助燃空气量达到1比10左右。窑车,烟道,砖坯表面因大量气流冲刷,闸阀变动等因素引起的颗粒物数量,随着产量的提高,而有所增加,决不会因采用燃烧天然气而无颗粒物排放。

因此,砖厂原有治理系统应针对颗粒物的达标,保持正常的运行和管理。

5、结束语

当前,我国正实施全面建成小康社会战略和乡村振兴战略,乡镇建设广泛普及,建筑形式多样,为了与当地环境特点、功能要求和谐一致,对建筑物外观色彩,建筑周边道路材料材质和颜色,要求众多,不仅提出适合中国建筑特色的样式和色彩元素,还有很多建筑,具有低层、个性化、与环境和谐、色彩丰富的欧洲建筑形式。而这些建筑和色彩要求,最好的建筑材料,就是采用“煤改气”后烧成烧结空心砖、空心砌块、清水墙砖、道路砖等。这部分产品市场需求,恰恰是传统内燃隧道焙烧窑必须进行“煤改气”的动力,通过对隧道窑“煤改气”工艺条件分析,建议如下。

A、应立足采用管道气源为主,避免建设天然气气化站所需要的建设条件、燃气系统操作安全规范等必须条件。如考虑建设天然气气化站,其设计及建设必须满足国家标准要求,安全可靠。

B、节约天然气消耗是煤改气后必须高度关注的核心问题,应该从煤改气技术方案,窑炉、窑车系统保温密封,产品结构组成,自动化控制等方面进行周密详尽的安排,对于旧窑的煤改气方案中,窑顶烧嘴布置和数量,两侧墙烧嘴布置和数量,自动化控制要求,应根据窑车规格,码坯形式,进行安排,不能仅仅将烧嘴布置在原窑顶投煤孔内就认为实现了“煤改气”。

C、建立独立的干燥介质供应系统,采用隧道窑冷却带空气与

产品换热的余热空气作为干燥介质,独立提供的干燥介质与换热得到余热干燥介质,可实现并联运用或两者串联应用,能够形成干燥与焙烧各自独立运行或可控制的串联运行,提高燃气综合热效率。换热后的这部分余热空气,是没有污染物的干净烟气,可不用治理。

D、隧道窑“煤改气”后,可采用单一原料或不同原料种类搭配,突出烧结制品装饰功能,提高产品附加值。

E、内燃焙烧依靠窑内通风量控制预热带,高温带的温度制度,而

天然气外燃焙烧则以烧嘴燃烧强度控制窑内温度制度,与窑内通风量的关系相对降低,砖垛纵向烟道的作用减小。

F、依靠调整进车时间,或调整进车数量来稳定隧道窑三带的方式,在燃气隧道焙烧窑的热工控制中,并不是合理和经济的方式,燃气隧道窑温度曲线相对比较固定,通过烧嘴燃烧强度稳定下来,不能通过窑车进车时间或进车数量来调整。

G、隧道窑“煤改气”后,原烟气治理系统中,脱硫剂氢氧化钠、石灰,系统维护、防腐设施等方面的的消耗,能够大幅度降低,能够弥补采用天然气费用的增加。

天然气气源的保证、产品大规格、高空洞率、低密度、低传热系数墙体材料和具有强度高、色差小、色彩丰富的装饰功能的墙体材料的市场需求等条件,对“煤改气”后降低生产成本、提高企业效益具有重要意义,如果“煤改气”后的企业,气源得不到保障、产品仍然以烧结普通砖为主,那么,生产成本增加、效益低下,企业将会出现难以为继的困扰。

参考文献:

烧结砖瓦工艺  殷念祖,北京:中国建筑工业出版社, 1982.

烧结砖瓦厂工艺设计  西北建筑设计院,北京:中国建筑工业出版社, 1982.

天然气隧道窑应用与前景 周礼国《砖家》2017.12

来源:中国砖瓦工业烧结技术信息中心网

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