烧结砖正压干燥工艺再探讨

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烧结砖正压干燥工艺再探讨
烧结砖瓦正压干燥工艺在我国砖瓦行业中推广应用，已经有了十多年的历史，取得的成绩是有目共睹的，这种最初出现在四川，而且是在原负压干燥室基础上改进和发展起来的正压干燥工艺，很快受到了砖瓦行业的欢迎。传播速度之快，是一些行家都料想不及的，究其原因，是正压干燥室不使用排潮风机而带来的节能效果。由于结构简单、适应性强等优点，使之受到本行业的青睐。在正压干燥室的推广过程中，有关正压干燥工艺的实践与研究、技术革新和争鸣文章不断见诸于报端，国家建材局西安墙体材料研究设计院从理论上对正压干燥的机理进行了系统的研究，一些省、市的砖瓦技术协会和砖瓦科技信息网都把推广正压干燥工艺列入自己的议事日程，这些都对正压干燥的应用与推广起到了积极促进和帮助作用。回顾一下这十多年来正压干燥室的发展过程，应当清醒地看到，我们现在的许多“正压干燥室”实际上只是取消了的原负压干燥室排潮风机改造而成的，热工系统上并没有真正意义上的改进。加之几乎所有的正压干燥室都是采用轮窑或隧道窑的烟气作为干燥介质，实际上我们的正压干燥室还处于层次比较低的发展状态。1、关于环境污染问题正压干燥室的废气排放方式几乎全是低空排放方式，显然这种排放废气的形式会对车间及周围环境造成污染。以往我们在宣传正压干燥工艺的种种优点时，常对这一问题避而不谈，或轻描淡写一笔带过，尽管正压干燥室造成的污染程度不尽相同，但存在污染这一事实却是客观存在的，我们切莫等闲视之，在设计时必须认真对待并加以解决，力求消除和减轻污染，做到文明生产。由于正压干燥室是利用烧砖窑炉的烟气余热作为干燥介质的，废气中除了大量的水分之外，其主要污染物即是烟气中的燃烧产物。在以外投煤为主要燃料进行烧砖时，当煤质中的SO2和挥发份偏高时，其烟气对周围的污染程度也就比较明显，废气中的SO3、HF和CO2对车间及周围环境造成空气污染，从而影响工人的身体健康，危害附近树木的正常生长。目前尚没有十分有效的办法解决正压干燥室的废气污染问题，原因是正压干燥中采用的分散排潮方式增加了治理工作的难度。如果采取集中排潮、高空排放废气的办法来解决污染问题，则由于废气的湿气含量大、密度大，且温度低，烟囱不能产生足够的抽力将废气排向高空，必然要采用机械的方式(例如引风机)通过烟囱向高空排放，显然，这样又回到了原负压排潮的老路上去了，这是大家所不情愿看到的。根据实践，我们总结出以下办法可以减轻或消除正压干燥室的废气污染，使其排放的各项废气指标达到国家规定的有关工业卫生标准。a.采用粉煤灰、炉渣等作为内燃料烧制砖瓦，因为粉煤灰和炉渣是经过工业锅炉燃烧之后的工业废渣，有害成分在锅炉中燃烧时被排除，利用它们的残余热值烧砖，其燃烧产物可就洁净多了，有害成分微乎其微。这个办法行之有效，不但节能利废、改善干燥质量，又能减轻废气污染，是一举数得的好措施。b.坚持内燃烧砖工艺，减少外投煤的比例，并且严格限制使用含硫过高的煤种，尽量不用挥发份很高的烟煤，以期减少烟气中的有害成分含量，从而减轻废气对周围环境造成的污染。c.采用新型烧砖窑炉的余热利用系统，淘汰直接利用烟气余热干燥的落后方法，采用经过换热系统产生的洁净空气作为干燥室的干燥介质，彻底消除废气的污染。d.在上述几项措施都难以实现的情况下，只好考虑修建高烟囱将废气引入高空排放，尽管抽力不够，但多数废气可以经烟囱排走，废气造成的污染程度可以得到部分缓解和减轻，也可以考虑用风机将烟气全部集中向高空排放。2、　风机型号的选择严格地讲，正压干燥室本身并没有风机，实际上给正压干燥室送风的风机就是轮窑或隧道窑的排烟风机，于是风机型号选择的问题最终归结为烧砖窑炉排烟风机的选择问题。显然这台风机是焙烧系统与干燥系统的重要衔接点，根据正压干燥室的工作原理，它不仅要保证烧砖窑炉的正常运行，而且还要承担输送干燥介质(烟气)的双重任务。所以，有关这台风机的选型计算，大家总是格外注意，反复对比，最后才会拿定主意。遗憾的是，完全合理地确定一台风机是困难的，原因是目前尚未建立焙烧一干燥系统流体力学的数学模型，我们只能借助于现有的窑炉热工计算的经验公式，以及参考现成的实际情况进行设计和选型，往往保险系数取值偏大。所以，正压干燥室的风机选型偏大的问题普通存在。针对上述问题，《砖瓦》杂志社组织力量对正压干燥室的风机节能问题进行了研究，他们在已经取得成绩的ZFJ系列轮窑节能风机基础上，又开发出GSJ系列干燥室送热节能风机，这种新型的专用风机与传统的离心风机相比，其电耗下降30%以上，节能效果十分明显。离心风机由于压力大，风量比较稳定，是目前砖瓦正压干燥室选用最多的风机型号，因而如何提高离心风机的工作效率和降低能耗，是砖瓦行业很关心的课题，除了采用GSJ系列节能风机外，采用变频调速器技术是另一种行之有效的好方法。用变频调速的方法淘汰落后的闸板调节风量的方法，节能效果可达52%，可取得良好的经济效益。3、能否取消蒸汽搅拌当初，我们在推广正压干燥工艺时候，曾很有信心地断言可以取消蒸汽搅拌，现在看赖并非这样简单，虽然绝大多数砖瓦厂已不再采用蒸汽搅拌这道工艺，但对少数原料特殊的砖瓦厂来说，加蒸汽对原料进行搅拌依然是消除干燥裂纹的最好手段之一，采用正压干燥后也是如此。众所周知，在制砖原料制备过程中加入蒸汽进行搅拌，对改善原料的某些性能，加速干燥、减少裂纹有一定的作用，但不是解决以上问题的唯一办法。以往大多数加蒸汽进行搅拌的厂仅仅是为了改善成型质量和适应老式负压干燥的特定环境，避免坯体结露和防止出现干燥裂纹。在取得好的效果的同时，也增加了生产成本，消耗了能源，有的甚至成为一个厂的经济负担。能否取消蒸汽搅拌，是大家共同关心的问题。那么，采用正压干燥室以后，由于排潮方式的改变以及干燥工艺条件的改善，是不是可以取消蒸汽搅拌?绝对地肯定与否定都是不科学的，因为各地原料的性能千差万别，不可能用一种方式去解决所有的问题。但是，我们还是有理由相信，除了那些少数原料特殊的砖瓦厂以外，大多数砖瓦厂采用正压干燥工艺以后，是可以不用加蒸汽制备原料的，其理由是：①正压干燥室的多个排潮口均匀分散的排潮方式，给砖坯逐渐升温创造了良好的条件，不存在因集中一个排潮口强行排潮而产生的升温过急和风裂现象。②在正压状态下，烟气首先填充了干燥室的整个空间，并从所有间隙通过，砖坯暴露的各表面都受到热烟气的作用，干燥的均匀性比负压状态时大为改善。③底送风支烟道比负压干燥室长得多，在正压作用下，从后面向前移动的潮气能得到干燥热烟气的补充，有利于均匀干燥。除此以外，我们还应知道，强化原料的处理是当今提高产品质量的重要手段，而蒸汽搅拌这种“事后把关”型的被动办法必然要被淘汰。随着各种原料处理新型设备的开发和研究，为我们改善制砖原料的物理性能创造了有利的条件，使取消蒸汽搅拌成为可能。4、关于干燥室宽度通常干燥室的宽度是，由干燥车的宽度尺寸加上两边与干燥室墙壁的间隙尺寸，来确定这个计算方法只是一辆干燥车处在一条干燥道里的情况，我们把这种布置形式称之为“单车道干燥室”，以前的负压干燥室几乎全是这种布置。然而改成正压干燥工艺以后，情况就有所不同了，在同一条干燥道内，完全可以并列若干辆干燥车，这种在一条干燥道内并列二辆或二辆以上干燥车的方式称之为“多车道干燥室”，从理论上讲，只要干燥室的结构许可，所有干燥车均可布置在同一干燥道内，同样可以很好地完成干燥作业过程，这给我们工艺设计提供了比较灵活的选择余地。“单车道干燥室”的优点是互不干扰，运行可靠，但占地面积较多，造价也相应多一些；“多车道干燥室”则占地面积较少，造价较低，但容易造成各道之间的相互干扰。至于操作和控制手段方面，二种布置方式基本相同。由以上可以看出，多车道干燥室在工艺布置上具有较多的灵活性，因而很受一些厂的欢迎。应当指出，二种布置方式之间的优缺点，并非是绝对的，还与企业的技术管理水平、施工质量和设备质量有关。还受到干燥车的加工质量、轨道的型号选择以及安装精度等因素的影响，生产中操作不慎还会出现干燥车跳道，塌坯等意外事故，往往一条道上出故障而殃及临近的干燥道，使事故扩大而影响生产，所以许多厂在考虑选择何种布置方式时，都持比较谨慎的态度。不难看出，在干燥车质量和轨道安装质量不能保证的情况下，还是选择单车道干燥室方案为宜，以免日后在生产中增加麻烦。至于多车道干燥室，在质量可靠，管理水平过硬的砖瓦厂中可以优先考虑。5、底送风道长度每一条干燥室下面都有一条送风道，有的同行把这一结构称为“支烟道”或“送风段”，由于它位于干燥室的底部，所以比较统一的称呼是“底送风道”。关于它的长度和在干燥室底部的起始位置，以往一些砖瓦厂根据自己的实践经验和本厂的结果，提出各自不同的看法，有的主张在干燥室下面四分之三的长度内都应有底风道，有的则不以为然，他们认为主要布置在干燥室中部为好，太长会使烟热过于集中在前端，引起升温过急造成干燥裂纹而影响质量，又有的说底送风道的长度以不少于干燥室总长度的三分之一，不多于三分之二为宜。因为各厂的制砖原料不尽相同，物理性能存在差异，干燥条件当然也不一样，才会得出各自不同的观点。这正好说明了针对不同性质的原料，结合本厂的实际，确定与之相适应的送风段长度，并选择送风段合理的位置是至关重要的，那种不认真分析本厂的实际条件，照搬别人“成功经验”的做法是不行的。根据我们的实践，一般说来，底送风道的长度与位置大致可以这样确定，出风口布置应遵循以中部为主，两头为辅的原则，过于靠前则造成热量和风量集中在前端，使预热段升温过急，容易出现“风裂”或由于升温过急而产生干燥裂纹。出风口太靠后则使大量的热量随烟气从出车端逸出，不仅造成热能浪费，同时也污染了车间的空气，恶化了操作环境。综合考虑各种可能的因素，在实际设计干燥室的时候，通常主张将底送风道搞得长一点，也就是说留有足够的余地，实际操作过程中再根据不同的情况，利用风道上的活动砼盖板进行调节，游刃有余，十分有效。假如送风道长度不够，那只好停下生产来搞施工了，肯定又费事又麻烦。所以，在设计干燥室底送风道时，采取“宁长勿短”的策略。6、排潮口如何布置在正压干燥室内，载热介质(例如烟气)是否按一定的规律在流动呢?回答是肯定的。不仅有规律，而且也是设计正压干燥室所必须考虑的。尽管目前对这些规律的解释和看法存在差异，但对干燥过程的“预热、干燥、冷却”三段的划分却是基本一致的。显而易见，正压干燥室的排潮口不仅仅只是具有排潮功能的单一作用，而且它还是建立合理干燥制度的组成部分之一，其作用不可小看，排潮口的位置、间距、数量和面积等工艺参数，都会对砖坯的干燥效果产生影响。排潮口应当主要布置在预热段的区域内，即多数处于干燥室进车端，这样可以实现烟气介质与砖坯运动呈逆向的相对运动，从而提高干燥效率。“分散、畅通、余地”是设计布置排潮口的六字经，“分散”即多个排潮口同时排潮，这一点与传统的原负压干燥室只有一个排潮口的情景大不相同，不仅能促使进入干燥室的砖坯平稳升温，而且还较好地克服了风裂和急剧升温而引起的其它干燥缺陷。“畅通”则指的是湿废气应畅通无阻地排出干燥室，避免因排潮不畅而引起“闷汗”及砖坯湿塌等事故的发生。所以，排潮口的面积大小比例应适当，利于潮气向外排出，避免废气闷在干燥室内的现象发生。环境温度、工艺参数等因素的变化，都会对干燥状态和过程产生影响，换句话说，在干燥过程中，绝对稳定的干燥状态是不存在的。因此，在计算排潮口的数量时，应适当留有余地，以便生产过程中依据实际干燥状态进行调节，这样做对干燥敏感性系数偏高的原料尤为重要。7、对干燥室发展的建议纵观我国砖瓦工业干燥室的现状，目前使用最多的是人工正压隧道式干燥室，其经过十多年的发展，技术也相对比较成熟，而室式正压干燥室则很少见，且存在着许多问题。总体而言，我国砖瓦干燥室的技术水平还是比较低的，目前，备受砖瓦行业推崇的是正压干燥室。虽然受到了砖瓦行业的认可，但是我们还应清楚地看到其技术层次还是比较落后的，与国外先进技术相比，还存在着一定的差距。那么，是我们不能把电子计算机应用于正压干燥工艺?还是我们不能设计出自动控制的正压干燥室?都不是，是我国砖瓦工业与其他工业相比，是一个经济能力、技术水平都很低的行业。脱离这一实际情况去发展“高档次”的干燥工艺，无疑是很难与现行砖瓦生产工艺嫁接在一起的。当前的正压干燥工艺虽然技术“档次”不高，并且存在一些问题尚待改进和完善，但却实用，在实际应用中产生了很大的经济效益，应当说正压干燥的推广与应用是成功的，并且在今后相当长的时期内，它还将继续发展和存在下去。今后，我们应当结合我国砖瓦工业的实际，一方面进行升级换代的干燥工艺的研究与开发，另一方面针对生产中遇到的各种难题，对现有干燥工艺进行完善和改造，搞出适应性更强，技术性能更先进的多种型式的正压干燥室，改变目前主要由隧道式干燥室“一统天下”的状况，以适应我国砖瓦工业不断发展的需要。为此，笔者提出如下建议：(1)研究新型的不同规模的新型室式正压干燥室系列，改变当前以隧道式干燥室为主的局面，适应不同规模砖瓦厂的生产需要和不同类型产品对干燥设备的需求。(2)改变当前正压干燥室热工状态被动调节的落后方式，积极采用和推广热循环送风、空气搅拌气幕等先进技术，提高正压干燥室的热效率和产品合格率。(3)开发与干燥工艺相配套的装备研究与开发，特别是新型顶车机、指状叉车、循环风机以及其它相关设备的开发，把干燥工艺与整个生产过程统一有机地联系起来，促进砖瓦工业的科学技术进步。(4)配套设计新型烧砖窑炉，应当考虑先进的余热利用系统，淘汰目前直接利用烟热的方式，为开发新型正压干燥室创造条件。(5)组织科技人员攻关，解决正压干燥室低空排放废气，污染周围环境的问题，做到文明生产，保护工人的身体健康。

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