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干法預(yù)熱器窯，新型干法生產(chǎn)線，原燃材料中的相當(dāng)一部分（如粘土或代用品、燃煤、混合材等）都需烘干（可以是回轉(zhuǎn)烘干機(jī)或其它烘干機(jī)），降低其含水分。這些物料在庫內(nèi)存放后不易造成拱料，下料通暢，給后續(xù)的配料創(chuàng)造了條件，對實(shí)施生料的率值配比的準(zhǔn)確性有保證，對生料磨的提產(chǎn)起重要作用。
對烘干機(jī)來說“蒸發(fā)強(qiáng)度”（kg水/m3h）是主要指標(biāo)之一，即烘干機(jī)的每立方米容積、每小時(shí)內(nèi)能蒸發(fā)多少公斤水。同一型號、規(guī)格的烘干機(jī)，或者不同型號、不同規(guī)格的烘干機(jī)，因其前后的配置及烘干機(jī)內(nèi)部的構(gòu)造不同，差距很大，最終體現(xiàn)到烘干機(jī)的臺時(shí)產(chǎn)量，有的遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)標(biāo)定產(chǎn)量，有的卻離設(shè)計(jì)標(biāo)定產(chǎn)量較遠(yuǎn)。
筆者通過國內(nèi)好幾百家水泥廠的烘干機(jī)考察，用的好的和用的一般的占大多數(shù)，還有相當(dāng)一部分（約占30~40%）沒有用好，表現(xiàn)在臺時(shí)產(chǎn)量低，終水分偏高，環(huán)境污染嚴(yán)重等。歸納起來，熱風(fēng)爐型號落后，破舊，漏風(fēng)嚴(yán)重，處理風(fēng)量不足，排放濃度嚴(yán)重超標(biāo)等。
針對這部分落后烘干機(jī)，如何通過技術(shù)改造，取得節(jié)能、提產(chǎn)、效益提高，供參考。
二、熱風(fēng)爐選擇
熱風(fēng)爐是烘干機(jī)主要組成部分，是提供烘干機(jī)熱煙氣烘干物料水分的熱量。一臺烘干機(jī)能否達(dá)到預(yù)期指標(biāo)，熱風(fēng)爐能否提供高溫的熱煙氣是首先要考慮的。
常見的熱風(fēng)爐形式很多，有人工喂煤的熱風(fēng)爐（簡稱手工）、機(jī)械熱風(fēng)爐（又分推動式和回轉(zhuǎn)式篦子等），沸騰爐（已經(jīng)有幾代產(chǎn)品型號）和噴煤爐等等。
衡量熱風(fēng)爐先進(jìn)與否大致有以下幾點(diǎn)：（1）提供熱煙氣的溫度，（2）熱煙氣的穩(wěn)定性，（3）用煤質(zhì)量要求，（4）煤的燃盡度（即煤渣中剩余碳含量%），（5）自動化和自控程度，（6）熱風(fēng)爐的投資大小，（7）操作工人的勞動強(qiáng)度，（8）熱風(fēng)爐的維修難易。
1、手工爐
這種爐子其喂煤，清渣，煙氣溫度高低，全部有人工來完成，操作條件差，勞動強(qiáng)度大，且煙氣溫度偏低，約500~800℃，且忽高忽低，與操作工操作有關(guān)，不易控制，煤渣中碳燃盡率偏高，一般20~40%，煤質(zhì)要求高一點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)、投資低，維修簡單。很多已被沸騰爐、噴煤爐替代。
2、機(jī)械爐
其喂煤、清渣全部機(jī)械操作，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)煙氣溫度750~900℃，煙氣穩(wěn)定性一般，可以自動控制，煤質(zhì)要求較高，煤的燃盡率偏高，煤渣中含碳量約15~30%，備件易燒壞，維修困難，一次性投資太高，現(xiàn)已很少用。
3、沸騰爐
沸騰爐經(jīng)二十多年已改進(jìn)很多，已有幾代產(chǎn)品，其主要特點(diǎn)：煙氣溫度900±50℃，且很穩(wěn)定，可以自控和手控，爐渣中含碳量很低（約2%），爐渣的活性很高，是優(yōu)質(zhì)混合材，可用劣質(zhì)煤（一般≥2000大卡/公斤煤），符合國家能源政策，平時(shí)維修量很少，一次性投資大一點(diǎn)，是推廣節(jié)能技術(shù)之一。
4、噴煤爐
噴煤爐，主要是磨煤噴粉機(jī)+火焰噴射器+混合燃燒室三部分組成。煙氣溫度可達(dá)900±50℃，且很穩(wěn)定，可自控和手控，爐渣中含碳量較低約4~10%，但煤質(zhì)要求揮發(fā)份高一點(diǎn)，發(fā)熱量≥4000大卡kg煤，平時(shí)維修量小，一次性投資也較大，也是目前推廣節(jié)能技術(shù)之一。
幾種熱風(fēng)爐型參數(shù)對比表
熱風(fēng)爐型 | 熱煙氣溫度（℃） | 熱煙氣穩(wěn)定性 | 煤渣中碳含量（%） | 自控程度 | 勞動強(qiáng)度 | 平時(shí)維修量 | 一次性投資 | 煤質(zhì)要求（大卡/kg） |
人工爐 | 500~800 | 波動大 | 20~40 | 難 | 大 | 小 | 小 | 煙煤≥4000 |
機(jī)械爐 | 750~900 | 波動較大 | 15~30 | 可自控 | 小 | 難、大 | 大 | 煙煤≥400 |
沸騰爐 | 900±50 | 波動小 | 2~3 | 可自控 | 小 | 小 | 大 | 無煙煤≥2000 |
噴煤爐 | 900±50 | 波動小 | 4~10 | 可自控 | 小 | 小 | 較大 | 煙煤≥4000 |
從上表中的八項(xiàng)參數(shù)對比可看出，沸騰爐，噴煤爐，都是較好的熱風(fēng)爐，也是目前工礦企業(yè)配套用的常用熱風(fēng)爐。作為回轉(zhuǎn)烘干機(jī)也是首先應(yīng)用的爐子，能實(shí)現(xiàn)其節(jié)能、增產(chǎn)的主要手段。
三、回轉(zhuǎn)烘干機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造
當(dāng)熱煙氣進(jìn)入回轉(zhuǎn)烘干機(jī)與烘干機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)揚(yáng)起的物料間產(chǎn)生對流傳熱，傳導(dǎo)傳熱和輻射傳熱三種方式，（其中尤以對流傳熱、傳導(dǎo)傳熱為主），將熱量傳遞給被烘干物料，物料受熱后升溫，物料中的水分（表面的，內(nèi)部的）受熱后蒸發(fā)為水蒸汽溢出，跑到廢氣中，隨廢氣排出烘干機(jī)，這一過程稱為“蒸發(fā)”。對烘干機(jī)來說，其“蒸發(fā)強(qiáng)度”是衡量某一型號、規(guī)格的烘干機(jī)主要指標(biāo)。好與壞直接影響到烘干機(jī)的產(chǎn)量和質(zhì)量。影響烘干機(jī)“蒸發(fā)強(qiáng)度”的因素有煙氣溫度高低、熱煙氣供給量，物料與熱煙氣的熱交換方式和熱交換時(shí)間、……等有關(guān)。作為一定的熱風(fēng)爐，其供給熱煙氣溫度和供煙氣量可認(rèn)為是一定的，被烘干物料也可以認(rèn)為是一定的。而回轉(zhuǎn)烘干機(jī)內(nèi)部構(gòu)造對物料的烘干的傳熱速率起著決定性的作用。烘干機(jī)一般內(nèi)部構(gòu)造很簡單，前段有進(jìn)料螺旋，接著的揚(yáng)料板，揚(yáng)料板也是簡單的L型或勺型，烘干機(jī)在作回轉(zhuǎn)時(shí)，由于揚(yáng)料板的作用，將物料可以帶到較高處撒下，但從斷面上看，其撒料面積往往有近三分之一是空的即所為“空洞”，熱氣流不能與物料間進(jìn)行熱交換，影響了傳熱機(jī)率�？萍既藛T 通過觀察，試驗(yàn)研究，如何消除“空洞”研制了多種型式的揚(yáng)料板，解決了這一難題。如科行公司研制的多角度揚(yáng)料板，X型揚(yáng)料板，弧形揚(yáng)料板等都能形成“物料簾”的功能和增加傳導(dǎo)傳熱的性能。
四、減少回轉(zhuǎn)烘干機(jī)的散熱
回轉(zhuǎn)烘干機(jī)筒體向外散發(fā)很多熱量，特別是熱煙氣進(jìn)口段約3~4m處，如果內(nèi)部煙氣溫度達(dá)800℃左右，此段筒體表面往往可達(dá)到500℃~600℃，有時(shí)也可看到局部段筒體發(fā)紅，此段筒體很易燒壞、變形。尾部筒體表面溫度也在200℃左右。筒體散發(fā)熱量造成能量的損失和能耗的上升，而且給周圍環(huán)境溫度升高。目前常用的辦法有：（1）采用筒體內(nèi)部保溫隔熱層。外面為筒體，中間為隔熱層（硅酸鈣絕熱制品，內(nèi)層為帶筒體護(hù)板的揚(yáng)料裝置。這種保溫方式在筒體設(shè)計(jì)時(shí)就考慮。優(yōu)點(diǎn)是不致因外保溫措施后筒體溫度大于400℃后產(chǎn)生燸變，最后影響筒體變形，彎曲，對兩個(gè)輪帶，大齒輪保護(hù)也有好處，保溫效果也好。煙氣溫度要控制在800℃以下，但維修時(shí)難度大一點(diǎn)。
（2）采用筒體外保溫。即在沒有內(nèi)保溫隔熱層的筒體外表面加一層稀土金屬保溫材料。這種保溫法能取到較滿意的效果。但熱煙氣溫度不能太高，否則筒體在保溫層內(nèi)側(cè)，溫度往往要超過400℃，要產(chǎn)生燸變，造成筒體圓整度變形和彎曲，特別是熱端和第一輪帶處容易發(fā)生。為解決以上缺陷，一般是熱端有一段不設(shè)外保溫層，并做成伸入段、聯(lián)接段，和后續(xù)段，有兩組法蘭聯(lián)接形式。一旦伸入段燒壞或者變形嚴(yán)重難易正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將聯(lián)接段拆下，抽出伸入段換上已事先制作好的伸入段，接上聯(lián)接段和后續(xù)段。
五、烘干機(jī)的轉(zhuǎn)速
常用的回轉(zhuǎn)烘干機(jī)其回轉(zhuǎn)速度基本是不變的，一般在2~4rpm。而很多工廠往往是一機(jī)多用，有烘粘土、鐵粉、煤、礦渣等。不同的物料其性能，含水量都是不同的，顯然某一固定轉(zhuǎn)速是不能符合烘干要求。所以很多烘干機(jī)的傳動裝置作了改動，以調(diào)速電機(jī)替代普通電機(jī)，使烘干機(jī)的轉(zhuǎn)速在1~6rpm內(nèi)。就能達(dá)到烘不同物料所需最佳轉(zhuǎn)速。
六、烘干機(jī)的收塵設(shè)施
烘干機(jī)隨烘干的物料不同，其廢氣中的含塵濃度大不相同，在40~90g/Nm3，而且濕含量很高（比機(jī)立窯濕含量還高），但根據(jù)新排放標(biāo)準(zhǔn)要求≤50mg/Nm3。從這看出，烘干機(jī)的收塵難度不亞于機(jī)立窯。筆者認(rèn)為從以下幾點(diǎn)著手：
1、穩(wěn)定廢氣溫度：出烘干機(jī)的廢氣溫度控制在110℃±20℃。再從熱風(fēng)爐供煙氣的穩(wěn)定、烘干物料量的控制兩方面著手。
2、所有通風(fēng)管道要保溫，防止溫降大而結(jié)露。管道走向要防止積灰。
3、采用LMDH-90-××玻纖袋式除塵器。
通過以上措施，才能保證廢氣的排放濃度≤50mg/Nm3。
七、應(yīng)用實(shí)例
1、廣西某水泥廠，有一臺φ2.4×18m回轉(zhuǎn)烘干機(jī)，配有沸騰爐和旋風(fēng)除塵器+高壓靜電除塵器，處理風(fēng)量為40000m3/h，烘干制糖廠的廢棄物（淤泥），其在經(jīng)堆場存放后還有37%~47%的含水分，代替粘土配料，平時(shí)一般臺時(shí)產(chǎn)量在6~7t/h，滿足不了配料所需，經(jīng)與科行公司合作，只用掉改造費(fèi)用6萬元，臺時(shí)產(chǎn)量提高到10t/h，最時(shí)達(dá)12t/h。主要措施：加強(qiáng)沸騰爐的操作技術(shù)培訓(xùn)，提高進(jìn)入烘干機(jī)熱煙氣的溫度（900℃±50℃）和穩(wěn)定性；②改造筒體內(nèi)部結(jié)構(gòu)：具有被烘物料不板結(jié)，不粘在揚(yáng)料板上，易掉落，消除近1/3的空洞，形成“料簾”，提高煙氣與物料間的熱交換能力。
2、重慶某水泥廠，一臺φ1.5×12m烘干機(jī)，烘干礦渣，初水分在15~18%，終水分4~5%，原來配有人工熱風(fēng)爐臺時(shí)產(chǎn)量只有3.5t/h左右。經(jīng)與科行公司合作，進(jìn)行技術(shù)改造后，在原初水分不變情況下終水分≤2%，臺時(shí)產(chǎn)量達(dá)6.5~7.0t/h。主要措施：①改人工爐為噴煤爐，提高進(jìn)入烘干機(jī)的煙氣溫度和穩(wěn)定性（900℃±50℃）；②改造回轉(zhuǎn)筒體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，消除1/3“空洞”形成“料簾”，提高煙氣與物料間的熱交換能力。
