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回轉烘干機的節能、提產措施

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回轉烘干機的節能、提產措施

發布日期:2018-12-28 作者:陳軍 點擊:

一、問題的提出

干法預熱器窯,新型干法生產線,原燃材料中的相當一部分(如粘土或代用品、燃煤、混合材等)都需烘干(可以是回轉烘干機或其它烘干機),降低其含水分。這些物料在庫內存放后不易造成拱料,下料通暢,給后續的配料創造了條件,對實施生料的率值配比的準確性有保證,對生料磨的提產起重要作用。

對烘干機來說“蒸發強度”(kg水/m3h)是主要指標之一,即烘干機的每立方米容積、每小時內能蒸發多少公斤水。同一型號、規格的烘干機,或者不同型號、不同規格的烘干機,因其前后的配置及烘干機內部的構造不同,差距很大,最終體現到烘干機的臺時產量,有的遠超出設計標定產量,有的卻離設計標定產量較遠。

筆者通過國內好幾百家水泥廠的烘干機考察,用的好的和用的一般的占大多數,還有相當一部分(約占30~40%)沒有用好,表現在臺時產量低,終水分偏高,環境污染嚴重等。歸納起來,熱風爐型號落后,破舊,漏風嚴重,處理風量不足,排放濃度嚴重超標等。

針對這部分落后烘干機,如何通過技術改造,取得節能、提產、效益提高,供參考。

二、熱風爐選擇

熱風爐是烘干機主要組成部分,是提供烘干機熱煙氣烘干物料水分的熱量。一臺烘干機能否達到預期指標,熱風爐能否提供高溫的熱煙氣是首先要考慮的。

常見的熱風爐形式很多,有人工喂煤的熱風爐(簡稱手工)、機械熱風爐(又分推動式和回轉式篦子等),沸騰爐(已經有幾代產品型號)和噴煤爐等等。

衡量熱風爐先進與否大致有以下幾點:(1)提供熱煙氣的溫度,(2)熱煙氣的穩定性,(3)用煤質量要求,(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)熱風爐的投資大小,(7)操作工人的勞動強度,(8)熱風爐的維修難易。

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,不易控制,煤渣中碳燃盡率偏高,一般20~40%,煤質要求高一點。其優點、投資低,維修簡單。很多已被沸騰爐、噴煤爐替代。

2、機械爐

其喂煤、清渣全部機械操作,正常運轉時煙氣溫度750~900℃,煙氣穩定性一般,可以自動控制,煤質要求較高,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,現已很少用。

3、沸騰爐

沸騰爐經二十多年已改進很多,已有幾代產品,其主要特點:煙氣溫度900±50℃,且很穩定,可以自控和手控,爐渣中含碳量很低(約2%),爐渣的活性很高,是優質混合材,可用劣質煤(一般≥2000大卡/公斤煤),符合國家能源政策,平時維修量很少,一次性投資大一點,是推廣節能技術之一。

4、噴煤爐

噴煤爐,主要是磨煤噴粉機+火焰噴射器+混合燃燒室三部分組成。煙氣溫度可達900±50℃,且很穩定,可自控和手控,爐渣中含碳量較低約4~10%,但煤質要求揮發份高一點,發熱量≥4000大卡kg煤,平時維修量小,一次性投資也較大,也是目前推廣節能技術之一。

幾種熱風爐型參數對比表

熱風爐型

熱煙氣溫度(℃)

熱煙氣穩定性

煤渣中碳含量(%)

自控程度

勞動強度

平時維修量

一次性投資

煤質要求(大卡/kg)

人工爐

500~800

波動大

20~40

煙煤≥4000

機械爐

750~900

波動較大

15~30

可自控

難、大

煙煤≥400

沸騰爐

900±50

波動小

2~3

可自控

無煙煤≥2000

噴煤爐

900±50

波動小

4~10

可自控

較大

煙煤≥4000

從上表中的八項參數對比可看出,沸騰爐,噴煤爐,都是較好的熱風爐,也是目前工礦企業配套用的常用熱風爐。作為回轉烘干機也是首先應用的爐子,能實現其節能、增產的主要手段。

三、回轉烘干機的內部結構改造

當熱煙氣進入回轉烘干機與烘干機回轉時揚起的物料間產生對流傳熱,傳導傳熱和輻射傳熱三種方式,(其中尤以對流傳熱、傳導傳熱為主),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,內部的)受熱后蒸發為水蒸汽溢出,跑到廢氣中,隨廢氣排出烘干機,這一過程稱為“蒸發”。對烘干機來說,其“蒸發強度”是衡量某一型號、規格的烘干機主要指標。好與壞直接影響到烘干機的產量和質量。影響烘干機“蒸發強度”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間、……等有關。作為一定的熱風爐,其供給熱煙氣溫度和供煙氣量可認為是一定的,被烘干物料也可以認為是一定的。而回轉烘干機內部構造對物料的烘干的傳熱速率起著決定性的作用。烘干機一般內部構造很簡單,前段有進料螺旋,接著的揚料板,揚料板也是簡單的L型或勺型,烘干機在作回轉時,由于揚料板的作用,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行熱交換,影響了傳熱機率。科技人員 通過觀察,試驗研究,如何消除“空洞”研制了多種型式的揚料板,解決了這一難題。如科行公司研制的多角度揚料板,X型揚料板,弧形揚料板等都能形成“物料簾”的功能和增加傳導傳熱的性能。

四、減少回轉烘干機的散熱

回轉烘干機筒體向外散發很多熱量,特別是熱煙氣進口段約3~4m處,如果內部煙氣溫度達800℃左右,此段筒體表面往往可達到500℃~600℃,有時也可看到局部段筒體發紅,此段筒體很易燒壞、變形。尾部筒體表面溫度也在200℃左右。筒體散發熱量造成能量的損失和能耗的上升,而且給周圍環境溫度升高。目前常用的辦法有:(1)采用筒體內部保溫隔熱層。外面為筒體,中間為隔熱層(硅酸鈣絕熱制品,內層為帶筒體護板的揚料裝置。這種保溫方式在筒體設計時就考慮。優點是不致因外保溫措施后筒體溫度大于400℃后產生燸變,最后影響筒體變形,彎曲,對兩個輪帶,大齒輪保護也有好處,保溫效果也好。煙氣溫度要控制在800℃以下,但維修時難度大一點。

(2)采用筒體外保溫。即在沒有內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側,溫度往往要超過400℃,要產生燸變,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生。為解決以上缺陷,一般是熱端有一段不設外保溫層,并做成伸入段、聯接段,和后續段,有兩組法蘭聯接形式。一旦伸入段燒壞或者變形嚴重難易正常運轉時將聯接段拆下,抽出伸入段換上已事先制作好的伸入段,接上聯接段和后續段。

五、烘干機的轉速

常用的回轉烘干機其回轉速度基本是不變的,一般在2~4rpm。而很多工廠往往是一機多用,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,顯然某一固定轉速是不能符合烘干要求。所以很多烘干機的傳動裝置作了改動,以調速電機替代普通電機,使烘干機的轉速在1~6rpm內。就能達到烘不同物料所需最佳轉速。

六、烘干機的收塵設施

烘干機隨烘干的物料不同,其廢氣中的含塵濃度大不相同,在40~90g/Nm3,而且濕含量很高(比機立窯濕含量還高),但根據新排放標準要求≤50mg/Nm3。從這看出,烘干機的收塵難度不亞于機立窯。筆者認為從以下幾點著手:

1、穩定廢氣溫度:出烘干機的廢氣溫度控制在110℃±20℃。再從熱風爐供煙氣的穩定、烘干物料量的控制兩方面著手。

2、所有通風管道要保溫,防止溫降大而結露。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、應用實例

1、廣西某水泥廠,有一臺φ2.4×18m回轉烘干機,配有沸騰爐和旋風除塵器+高壓靜電除塵器,處理風量為40000m3/h,烘干制糖廠的廢棄物(淤泥),其在經堆場存放后還有37%~47%的含水分,代替粘土配料,平時一般臺時產量在6~7t/h,滿足不了配料所需,經與科行公司合作,只用掉改造費用6萬元,臺時產量提高到10t/h,最時達12t/h。主要措施:加強沸騰爐的操作技術培訓,提高進入烘干機熱煙氣的溫度(900℃±50℃)和穩定性;②改造筒體內部結構:具有被烘物料不板結,不粘在揚料板上,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,烘干礦渣,初水分在15~18%,終水分4~5%,原來配有人工熱風爐臺時產量只有3.5t/h左右。經與科行公司合作,進行技術改造后,在原初水分不變情況下終水分≤2%,臺時產量達6.5~7.0t/h。主要措施:①改人工爐為噴煤爐,提高進入烘干機的煙氣溫度和穩定性(900℃±50℃);②改造回轉筒體內部結構,消除1/3“空洞”形成“料簾”,提高煙氣與物料間的熱交換能力。


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