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干燥室与隧道窑操作系统的分离,提高能源利用效率
时间:2021年03月17日    点击:次    来源:隧道窑

行业内多年正常使用的“干燥( drying) 焙烧( firing)”、“窑(kiln)”这些专业 术语(国际上也是统一使用的专业术语)最近 些年也悄然地发生了变化。干燥就是干燥(脱水),焙烧就是焙烧(烧成),“窑”和 “室” 的名称不能乱用。现行国家标准GB/T18968 2003《墙体材料术语》中对干燥(5.6)的定 义如下:“以大气为介质或在干燥设备中利用各 种热源和强制通风来排除坯体中水分的工艺过 程”,不知在何时开始,将“一次码烧”的干燥室( dryer)在某些设计图纸上和一些技术文件 中悄然变成了“干燥窑”( drying+kiln) 干燥就是脱水,在干燥室中按常理仅是物理变化过程,应该没有化学反应的存在:而在“窑” (kin)内既有物理变化过程,又有化学变化过程。“窑”内既产生热量,同时又消耗热量:而炉( furnace or stove)”是向外部提供热量的。正因为如此,在日常习惯中,我们把轮窑不能叫做“轮炉”,把隧道窑不能称作为“隧道炉”一样,也不能将干燥室叫做“干燥窑”。也许是因为窑炉的施工预算定额大大不同于普通热工设施的干燥室,而把干燥室称为“干燥窑”好向用户要出高价钱吧。也许还因为平时我们的生产中干燥室和隧道窑之间的依赖关系过强,故都称之为“窑”了。

由于我们已经习惯了干燥室使用的热全部来 自隧道窑的做法,所以在干燥室热源不足时,就 会加大坯体中的内燃料。但是也会出现由于隧道窑焙烧不正常,提供不了干燥所需热量,而干燥的效果很差,坯体入窑含水量过高,形成了干坯不足,隧道窑的焙烧速度更低,干燥越慢的“恶 性循环中”。因此,从发展的观点看,干燥室和隧道窑之间过强的依赖关系,非常不利于干燥室和窑炉技术的发展。

首先我们分析一下在隧道窑和干燥室之间的联合能量供应系统。在砖瓦工业中现代的隧道窑已达到了对使用性能及均匀产品质量的工艺管理的高度要求,特别是实际中在几乎整个加热区域上及在最终烧成带由固定的燃烧器在相应的位置上提供了所必需的加热过程,而且同时也在大范围内形成了窑内的脉冲流动。其结果使窑内的温度,窑的断面温度均匀性、气体成分等均达到了工艺上的最佳要求。在预热和最终烧成区域的窑内主要气氛中几乎不计入燃烧器的燃烧产物,燃烧产物通常比化学计算的要少,也就是说窑内只有很少量的过剩空气。冷却带热空气目前几乎都用于湿砖坯的干燥上。所以由于上述的原因,隧道窑中的加热带和最终焙烧带能够利用来自冷却带高质量热空气的量非常少。就现今通常的技术水平而言,砖坯成型所需的含水量是很高的,湿砖坯的对流干燥中所需的热空气携带的热量与隧道窑冷却带释放出的热量正好相等。也就是说来自冷却带的热空气能用于加热和最高焙烧带的热空气所剩不多,这是非常不利的一种方式,因为用于加热助燃空气的热量被拿去干燥室了。

燃烧空气的预热可节能!如果用冷的燃烧空气,要产生1公斤1600℃的热气体,要用0.05公斤的天然气:而将燃烧空气加热到150℃时,仅需天然气0.050公斤:如将燃烧气体加热到500 时,仅需0.0385公斤天然气,可节约30%的燃料 (但是实际应用中燃烧空气的预热温度为300 超过300℃后的设备和控制变的非常复杂!)因而干燥室和隧道窑的操作需分离干燥室和隧道窑的操作不同步,将窑冷却带的热用于干燥室时就被干扰整个干燥室和隧道窑的培烧系统。例如在更换产品的品种时,就会造成隧道窑输出热量与干燥室所需热量不匹配,也许多了,被浪费掉了:也许热量不够,延长了干燥的时间,造成了产量的降低。由于这种原因隧道窑和干燥室必须分开操作。

第三,由于干燥室和隧道窑之间的依赖性太强时,也给着两道工序的管理上带来了困难,很难能够做到干燥室与隧道窑在产量上、运转时间上、热量供给与消耗上的平衡。一旦不平衡, 会带来热能或电能上的浪费。通常的做法就是在干燥室和隧道窑之间储存一定量的干坯来平衡两者之间运转时间的不同步。因为有了储存缓冲区,因此在热量的供给上干燥室也没有必要完全依靠隧道窑。

实际上,我们在西方发达国家看到的隧道窑和干燥室都是分离操作的。有的工厂由于隧道窑可提供给干燥室的热量,不能满足干燥之需,通常都是干燥室外加热风炉。他们的理念是尽量少的从隧道窑中抽取热风,隧道窑的余热最好全部用于加热助燃空气,这样对提高能源使用效率有新的干燥技术的开发,对节约能源的意义更 大。我们行业内一般蒸发坯体中水的耗热量为 1100~1200kcal/kg水,而德国凯乐公司的分流式隧道干燥室蒸发坯体中水的耗热量为820kcal/ kg水:德国林格公司的平流式隧道干燥室蒸发 坯体中水的耗热量为780kca1/kg水;法国克莱 亚公司的快速干燥室蒸发坯体中水的耗热量为 800~900kcal/kg水。在近三十年内,对于干燥技术的研究,除西安力元公司研发成功了分段 (多级)干燥技术外,整个行业在干燥技术上可 以说没有任何进展。摘至:《砖家》作者:文堂


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