浅析烧结砖在干燥和焙烧时的用风量

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浅析烧结砖在干燥和焙烧时的用风量

焙烧砖瓦从坯体干燥到烧结成型一刻也离不开风（空气）。在干燥时，靠风在传递热量的同时把砖坯中的水汽带走以烘干砖坯；在焙烧时依靠风在传递热量的同时把燃料烧起来开达到泥料的烧结温度，把生坯烧成砖瓦。

人们常說：砖坯在干燥时应该用“低温大风量”，而在焙烧时则宜采用“高温小风量”，其原因如下：
砖坯的干燥脱水至少包括两个过程，首先是水吸热汽化变成水蒸气，然后由流动的空气（风）把水蒸气带走，其中，砖坯内部的水或水汽还有一个从砖内部移向表面的过程，水（湿传导）到达砖坯表面，才能被流动着的空气带走。
空气带走水分的能力是有限的，空气本身的温度越高其所能带走的水汽也越多，一个标准立方米的空气（温度为0℃在海平面上1m3的空气）最多能带走的水汽的重量叫空气的饱和绝对温度，单位是kg/Nm3或g/标m3。不同温度的空气饱和绝对湿度见表1.

如果砖坯周围的空气达到了饱和湿度，不仅砖坯中的水分无法“挤”进这些湿空气而被带走。相反，砖坯还会吸收这些空气中的水分而吸潮、凝露，直至垮塌，就和饼干在空气中要吸潮，衣服在大雾天晒不干是一个道理，所以，砖坯 在干燥过程中不允许周围空气达到饱和绝对湿度，一般人工干燥室排出气体中的含水量只有上表所列数值80%-90%（相对湿度80%-90%）或更低。当人工干燥室排出气体的温度为40℃ -50℃时，砖坯每脱去1kg水分需要30标m3-40标m3的空气。
在挤出成型页岩砖时湿坯重量约为3.1kg/块，如果成型水分为16%，则一块砖坯的成型水量为0.496kg，要排除这些水就需要有14800标m3-198400标m3的空气（风）。
焙烧所用的空气主要是给燃料（煤）提供足够的氧气促使其剧烈氧化，充分燃烧，使砖坯达到其应有的烧结温度和时间，完成所有的化学反应、物理反应和理化反应，成为坚实的烧结砖，同时还肩负着和砖坯、砖互相传递热量的任务。
不同发热量的原煤在充分燃烧时，其所需要的空气量和所产生的烟气量是不一样的。表2列出了充分燃烧1kg不同发热量的煤炭所需要的理论空气量和所产生的烟气量，单位是标m3/kg。

为了保证煤炭的充分燃烧所提供的空气的数量，必须超过其理论需要量的好几倍，其超过的倍数叫做“空气过剩系数”。表2中空气过剩为1时的数量，即为理论空气量，低于此肯定会出现不完全燃烧。
由于在燃烧时不参加燃烧的多余的空气也要从常温被加热到砖的烧结温度（900℃-1000℃）左右才排出去，消耗大量热能。所以我们希望焙烧时的空气过剩系数小一点更好。一般轮窑焙烧时的空气过剩系数取3-4，隧道窑取5-6。
根据国家颁布的标准“JC982-2005砖瓦焙烧窑炉”的规定隧道窑每1万块烧结普通砖的焙烧热耗≤49.7*106kj（折合11870641kcal或1695.8kg标煤的发热量），轮窑为46.0-106kj（折合1098691kcal或1569.6kg标煤的发热量）。我国烧结砖多用低热值的煤，当煤炭的发热量为4000kcal/kg时，1万块砖的焙烧应耗此种煤炭2967.7kg（隧道窑）或2746.7kg（轮窑）。当空气过剩系数取4，按表2燃烧1kg此种煤炭需空气18.16标m3，则烧结1万块普通实心砖需要空气53893标m3（对隧道窑）或49880m3（对轮窑），仅为干燥所需风量的25%-34%。
为了解决这一矛盾，在操作中常提起保温带、冷却带（轮窑还包括装出窑带）的哈风闸，使进入窑内温度已经升高的热风不通过焙烧带直接进入人工干燥室或干燥预热带去干燥砖坯。不仅充分利用了砖在降温冷却时散发的余热，又减少过多空气进入焙烧带升温排放浪费的热能做到“高温小风量”，更充分满足了砖坯在干燥时的“低温大风量”的要求。
因此，采用“直通式”热风系统的一次码烧轮窑或隧道窑时不大合理。
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