工業(yè)窯和工業(yè)爐統(tǒng)稱工業(yè)窯爐。
工業(yè)窯爐主要是指那些利用燃燒反應(yīng)把材料加熱的裝置。“窯”多應(yīng)用于硅酸鹽工業(yè)系統(tǒng),如生產(chǎn)陶瓷、玻璃、水泥等產(chǎn)品的爐子。“爐”則多用于冶金和機(jī)械系統(tǒng),主要用來冶煉和制備鋼鐵和各種有色金屬材料,按用途可分為焙燒爐、鼓風(fēng)爐、沖天爐、轉(zhuǎn)爐、平爐、均熱爐和坩堝爐等。
窯爐主要是指回轉(zhuǎn)窯,回轉(zhuǎn)窯由筒體、滾圈、托輪、擋輪、傳動(dòng)裝置、熱交換裝置、窯頭及燃燒室、窯尾、窯頭及窯尾密封裝置、砌體等部分組成?;剞D(zhuǎn)窯筒體多采用普通鋼板焊接制成。有色冶金中由于工藝過程和氣氛的要求,也有個(gè)別的窯爐選用鍋爐鋼板和耐熱鋼板焊接制成。對(duì)筒體的基本要求是應(yīng)有走狗的剛度和強(qiáng)度。
回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)能力大,機(jī)械化程度高、維護(hù)及操作簡單、能適應(yīng)多種工業(yè)原料的燒結(jié)、焙燒、揮發(fā)、煅燒、離析等過程,因而被廣泛地應(yīng)用于冶金、水泥、耐火材料、化工等部門。
回轉(zhuǎn)窯按照窯型可分為直筒型、窯頭擴(kuò)大型、窯尾擴(kuò)大型、兩端擴(kuò)大型四類。
?、僦蓖残停和搀w形狀簡單,制造和安裝方便,物料在窯內(nèi)填充系數(shù)一致,移動(dòng)速度均勻。
?、诟G頭擴(kuò)大型:燃燒空間擴(kuò)大,窯頭的供熱能力可以增大,有利于提高產(chǎn)量。
?、鄹G尾擴(kuò)大型:能增大物料干燥的受熱面,便于安裝換熱器,降低熱耗及煙塵率,多用于濕法加料的窯。
?、軆啥藬U(kuò)大型:兼有上兩種的優(yōu)點(diǎn),且中間的填充系數(shù)提高,有利于防止料層滑動(dòng);但是氣流速度加快,增大了煙塵率。
此外,還有擴(kuò)大高溫?zé)蓭У?ldquo;大肚窯”,這種窯在干燥帶能力足夠時(shí)可顯著提高生產(chǎn)能力,但缺點(diǎn)是操作難于掌握。局部擴(kuò)大的窯型,適用于窯內(nèi)各段帶能力存在明顯不平衡時(shí)作為調(diào)整措施,將熱工上薄弱環(huán)節(jié)的部分?jǐn)U大,即可獲得較顯著的強(qiáng)化生產(chǎn)的效果。 從國內(nèi)外新建回轉(zhuǎn)窯的情況看,目前窯型發(fā)展的趨勢以直筒型為主,且筒體尺寸向大型發(fā)展。
二、國內(nèi)窯爐現(xiàn)狀
我國使用窯爐的廠家有生產(chǎn)許可證的和無生產(chǎn)許可證的已近萬家,以水泥立窯為例:以年產(chǎn)水泥量占我國年產(chǎn)水泥總量的80%以上。以1998年我國水泥總產(chǎn)量5.3億噸計(jì)算,立窯廠的產(chǎn)量約4.2億噸以上。立窯粉塵的排放量如按立窯產(chǎn)量的4%計(jì)算,則立窯粉塵的年總排放量就高達(dá)1600萬噸。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),立窯的粉塵排放量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的不足2%。雖然國家經(jīng)貿(mào)委已決定1997年淘汰3500多臺(tái)直徑小于2.2米的立窯,2000年淘汰所有年產(chǎn)量小于4.4萬噸的立窯,但是還有相當(dāng)數(shù)量的立窯廠不屬于淘汰之列,近年來,環(huán)保要求不斷提高,這些廠根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的要求,也要限期治理達(dá)標(biāo),否則將勒令停產(chǎn)關(guān)閉。面對(duì)這一嚴(yán)峻形勢,廠家心急如焚,所以向現(xiàn)有立窯廠提供性能優(yōu)良、高效、價(jià)廉、長期安全運(yùn)行的除塵設(shè)備已迫在眉睫。
由于立窯煙氣和粉塵的性質(zhì)取決于立窯的操作方法、原料和燃料的性質(zhì)以及工藝條件,且變化范圍大而快速,所以給粉塵治理帶來很大的困難。隨著國家制訂的排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格,以及城鄉(xiāng)人民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),所以立窯的除塵不再采用結(jié)構(gòu)簡單、省、除塵效率小于50%的沉降室,促使許多科研設(shè)計(jì)單位和環(huán)保產(chǎn)品廠家研制開發(fā)新型高效、價(jià)廉的除塵裝置。這就是近些年來立窯上各種類型的水除塵器如雨后春筍般出現(xiàn)的主要原因。當(dāng)然也與收下的泥漿能送入預(yù)加水成球系統(tǒng)的雙軸攪拌機(jī)解決了二次污染問題有關(guān)。
三、除塵工藝的對(duì)比選擇
(一)袋式除塵器 由于本體結(jié)構(gòu)、清灰方式和各閥門的改進(jìn),濾料、濾袋和清灰控制系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步以及輔助清灰技術(shù)的應(yīng)用,使得窯爐采用袋除塵器的技術(shù)日臻成熟和完善。但是袋式除塵器的阻力較大,所以需要單獨(dú)配置排風(fēng)機(jī),另外濾袋過濾面積達(dá)到1800平方米,若采用常用的玻纖濾料按46元/平方米計(jì)算,兩年換一次濾袋,就需要8萬元以上,如果使用高溫濾袋,成本更高,同時(shí)要求窯爐的操作制度相對(duì)穩(wěn)定,特別是對(duì)操作溫度,因?yàn)闇囟冗^高容易燒袋,溫度過低容易糊袋。由于袋除塵器存在上述的缺點(diǎn),而且一次也不低,使之在立窯上廣為推廣受到限制,特別是北方地區(qū)燒煙煤的立窯采用袋除塵器更要慎重。同時(shí),袋式除塵無脫硫效果,如果配套袋式除塵后再增加脫硫設(shè)施,阻力過大,能耗極高,不符合國家節(jié)能減排的要求,且難以控制阻力均衡,容易改變爐內(nèi)燃燒狀況。
(二)、電除塵器 電除塵器除塵效率高、運(yùn)行比較穩(wěn)定、處理煙氣量大等優(yōu)點(diǎn)。但是電除塵器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大。而且受粉塵比電阻的影響與制約不能被廣泛使用,但由于工況條件不穩(wěn)定,特別是電場結(jié)露,兩極腐蝕嚴(yán)重,更換一次日常費(fèi)用很高。
?。ㄈ?、水膜除塵器 水膜除塵設(shè)施與袋除塵器和電除塵器相比有結(jié)構(gòu)簡單、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、配置無堵塞、節(jié)省能源、使用壽命長、性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、少等優(yōu)點(diǎn),并且設(shè)備本身一般沒有活動(dòng)部件,操作及維修方便,占地面積小,能夠同時(shí)進(jìn)行有害氣體的凈化、煙氣的降溫冷卻和增濕,特別適用于處理高溫、高濕和有危險(xiǎn)的氣體,此外能有效的防止粉塵的二次揚(yáng)塵。使用范圍廣,用于推板窯、倒焰窯、玻璃窯、搪瓷窯、鍍鋅窯、退火爐、回轉(zhuǎn)窯、反射窯、水泥立窯等工業(yè)窯爐的煙塵治理具有極大的優(yōu)勢,傳統(tǒng)的水膜除塵器除塵效率和脫硫效率能滿足含硫含塵量較低的窯爐,有些窯爐含硫含塵量高,為滿足含硫含塵量高的窯爐治理要求,我公司和長沙環(huán)保學(xué)院多位專家、教授經(jīng)過近2年的研究實(shí)驗(yàn),在我公司BCT系列鍋爐脫硫除塵器的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),成功推出BCT-I型和BCT-11型窯爐脫硫除塵器,BCT-I型和BCT-II型窯爐脫硫除塵器有正壓和負(fù)壓兩種使用方式,可安裝在引風(fēng)機(jī)前,也可安裝在引風(fēng)機(jī)后,脫硫效率和除塵效率大大提高,成本僅使用干式除塵后加裝脫硫設(shè)施方式的50%,阻力也降低50%,在滿足環(huán)保要求的同時(shí),也滿足了節(jié)能減排的要求。