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钛白(bái)粉生産中煅燒轉窯餘熱(rè)回收新技術

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  轉窯是(shì)钛白(bái)粉生産中能耗大(dà)戶,其能耗占钛白(bái)粉生産總能耗的20%左右,也是(shì)熱(rè)能利用率不(bù)高(gāo)的化(huà)工(gōng)操作單元之一。八十年代化(huà)工(gōng)部組織化(huà)工(gōng)部塗料研究所、第三設計院及部分(fēn)钛白(bái)粉廠,在鎮江對1台φ1600的轉窯(熱(rè)源爲輕柴油、內(nèi)襯15 cm耐火(huǒ)磚、偏钛酸采用葉濾機脫水(shuǐ)、産品爲銳钛型)在現(xiàn)場(chǎng)進行(xíng)了近一星期的測試,得出噸産品能耗爲1423.6千焦(340×104大(dà)卡),其中偏钛酸水(shuǐ)分(fēn)蒸發占能耗的30.84%、窯體(tǐ)散熱(rè)占39.53%、煙氣帶走熱(rè)量占22.44%(煙氣溫度大(dà)約250℃)、成品帶走熱(rè)量占6.94%,前三項占總能耗的92.81%。最近山(shān)東院對年産4萬噸的φ3600×55000轉窯(采用天然氣加熱(rè)、隔膜壓濾機脫水(shuǐ)、煙氣溫度大(dà)約380℃,産品仍爲銳钛型)按上述80年代的測試結果,重新換算,得出結果爲:噸産品能耗爲1034.4千焦,偏钛酸水(shuǐ)分(fēn)蒸發占20.1%,窯體(tǐ)散熱(rè)占24.97%,煙氣帶走熱(rè)量占39.58%,成品帶走熱(rè)量占7.85%。熱(rè)能利用率有明顯的提高(gāo),但(dàn)前三項仍占84.65%,而煙氣的熱(rè)量和成品帶走的熱(rè)量高(gāo)于80年代φ1600的小(xiǎo)窯,這(zhè)主要(yào)是(shì)現(xiàn)在的操作工(gōng)藝尾溫高(gāo)(380~400℃),産量大(dà)所緻。

  近年來(lái)尾氣餘熱(rè)利用在行(xíng)業(yè)內(nèi)很(hěn)普遍,使用得最多(duō)的是(shì)煙氣經高(gāo)溫電(diàn)除塵後,再用于廢酸濃縮的預濃縮,熱(rè)能利用率比較好。還有幾家(jiā)企業(yè)通(tōng)過引進國(guó)外(wài)技術,煙氣經高(gāo)溫電(diàn)除塵後,部分(fēn)返回窯頭做二次熱(rè)風使用,可(kě)降低(dī)天然氣的消耗,剩餘的煙氣再供給廢酸預濃縮,上述兩種方法的煙氣餘熱(rè)利用率都能做到50%以上。還有的企業(yè)直接将煙道(dào)氣進餘熱(rè)鍋爐,産生0.8 MPa蒸汽供系統內(nèi)使用,但(dàn)直接利用煙道(dào)氣較難操作,最好通(tōng)過導熱(rè)油熱(rè)交換後再用于餘熱(rè)鍋爐,操作比較穩定。最簡單花錢(qián)最少的辦法是(shì)将二次水(shuǐ)洗水(shuǐ),用作電(diàn)除霧高(gāo)丘裡(lǐ)冷卻水(shuǐ),在降低(dī)煙氣溫度的同時廢水(shuǐ)被加熱(rè)後用于一洗,當然這(zhè)種方法的熱(rè)利用率也比較低(dī)。

  減少窯體(tǐ)散熱(rè)的措施

  德國(guó)Ti-Cons公司曾介紹,在1台φ3200×55000的轉窯中,內(nèi)襯一層152 mm保溫磚和一層152 mm的耐火(huǒ)磚,可(kě)減少轉窯殼體(tǐ)表面熱(rè)損失約126×104 kJ(30.1×104 kcal),相(xiàng)當于減少熱(rè)損失25%。目前國(guó)內(nèi)有條件(jiàn)的企業(yè)都把原來(lái)的單層耐火(huǒ)磚設計改爲雙層磚(一層耐火(huǒ)磚、一層保溫磚),根據窯體(tǐ)尺寸大(dà)小(xiǎo)不(bù)同,有的采用150 mm耐火(huǒ)磚+150 mm保溫磚或150 mm耐火(huǒ)磚+50 mm保溫磚,都有明顯的減少窯體(tǐ)散熱(rè)的效果。

  八十年代上海、南京等地(dì)的钛白(bái)粉廠曾借鑒鋼鐵廠煉鋼爐隔熱(rè)保溫的措施,在窯與耐火(huǒ)磚之間(jiān)內(nèi)襯一層矽酸鋁纖維保溫氈,其隔熱(rè)效果十分(fēn)明顯,人(rén)站(zhàn)在窯頭下幾乎感覺不(bù)到太多(duō)的輻射熱(rè),甚至可(kě)以用手觸摸殼體(tǐ),後因保溫氈太松軟,轉窯長期運轉後發生耐火(huǒ)磚移位而棄用。如果能解決保溫氈和磚的固定問(wèn)題,這(zhè)種方法能大(dà)大(dà)減少窯體(tǐ)的熱(rè)損失。

  産品帶走熱(rè)量的回收

  煅燒後的二氧化(huà)钛溫度高(gāo)達800餘度,其帶走的熱(rè)量占煅燒總能耗的7%~8%,也不(bù)可(kě)小(xiǎo)觑,以前國(guó)內(nèi)钛白(bái)企業(yè)的冷卻窯大(dà)多(duō)采用水(shuǐ)冷,由于冷卻筒內(nèi)部設計不(bù)合理,熱(rè)交換效果不(bù)好,大(dà)多(duō)數工(gōng)廠水(shuǐ)也未回收。九十年代引進東歐技術後,冷卻窯幾乎全部改爲風冷,冷空氣與灼熱(rè)的物(wù)料熱(rè)交換後可(kě)升至90℃左右,返回轉窯做一次風使用。但(dàn)從(cóng)熱(rè)力學的角度來(lái)看,餘熱(rè)回收不(bù)徹底,以天然氣做燃料爲例大(dà)約隻回收了熱(rè)能的38%,以煤氣爲燃料也隻回收了54%,建議今後改爲風冷+水(shuǐ)冷同時進行(xíng),加熱(rè)後的冷卻水(shuǐ)可(kě)供水(shuǐ)洗使用。

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