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新型高产节能烘干机在水泥企业中的应用

  河北一大型水泥厂是华北地区有较大影响的现代立窑企业,2008年决定新上1台大型矿渣微粉生产线。由于附近冶炼厂矿渣水分较大,如果不能有效地将其所含水分去除,将会严重影响磨机产量。因此,有必要设计一套性能良好的烘干系统,来满足生产的需要。经过多方考察,最终选择河南红星矿山机器有限公司研发的高产节能新型烘干机,很好地满足了烘干矿渣的要求。
  高产节能新型烘干机技术由3个部分组成,即供热系统、热交换系统、通风除尘系统。各系统有机地结合并发挥其最佳效果。其中高温快速沸腾炉、分段烘干构想及高湿含量废气粉尘的收集方法等为国内首创。整套系统集供热、烘干、收尘为一整体,使整个系统发挥最大烘干效率。
  1、技术指标:烘干机规格:ф3m×20m;烘干物料:矿渣;入机物料水分:15%~40%;出机物料水分:1%~1.5%;产量:55t/h~60t/h;吨煤耗:18kg~20kg;废气排放浓度:低于50mg/nm3;系统基本实现了机械化和自动控制。
  2、创新技术:
  ①新型回转烘干机技术。独特的套装结构设计,保证了同心度,彻底解决了老式回转烘干机齿轮、筒体柔性板连接,同心度差、安装调整困难、震动大等缺陷。通过对烘干过程的理论研究,将其过程划分为加热阶段、等速烘干阶段和降速烘干阶段等3个阶段,并通过扬料装置加以实现。目前,国内大多数回转式烘干机内部扬料装置均采取普通弧形扬料板,这种扬料板具有结构简单和对物料的适应性强等特点。但是,扬料的分散度低,均匀性差,不能形成理想的料幕。另外,也有采用格子式扬料板,它能使扬料均匀,但扬料板受热易变形,焊缝开裂,而且不容易清理维护,特别是不适用烘干黏性较大的大块物料。新型组合式扬料板,扬料角度大,物料抛洒性好,能使烘干机内的物料在横截面上呈雨状料幕,物料呈“沸腾”状态。这是可根据物料在烘干机内不同的烘干区域,结合生产实际优化组合的一种新型扬料板结构,通过合理地调节物料在烘干机内的停留时间,实现物料在烘干机内的加速烘干、等速烘干和降速烘干等阶段,大幅度地增加水分蒸发速度和强度,是烘干机提高产量的关键措施。
  在烘干机中间加装中心x形扬料板,进入烘干机的物料首先由周向扬料板带到一定高度,然后抛落扬料。抛落后的物料进入中部x形扬料板内,物料从上层x形扬料板再次抛落到下层x形扬料板,从而形成层层抛落物料,物料在烘干截面内呈雨状料幕,避免了烘干机内热空洞的存在,调整烘干机内阻力分布状况,起到了导向、均流和阻料作用。由于物料在x形扬料板内不断抛落,延长了物料在x形扬料板内的停留时间,增大了物料与热空气交换的机会,从而提高了烘干机内热交换效率;同时,由于物料在x形扬料板内反复抛落,起到了一定的破碎作用,加强了破碎烘干功能,提高了热交换效率,烘干效果大大提高。
  ②采用高温沸腾炉技术。沸腾炉的燃烧是介于层状燃烧和悬浮燃烧之间的一种燃烧方式。其燃烧状况是:燃料在炉膛的料层高度内剧烈地上下翻腾跳动,如同水在锅中烧开沸腾一样,呈沸腾状态。沸腾炉具有强化燃烧、传热效果好,及结构简单、易于实现机械化操作等优点。基本上能用其他热风炉无法燃烧的劣质煤,如发热量仅为4000kcal/kg的煤矸石和油页岩等,且燃烧正常,燃尽率在95%以上。此外,沸腾炉炉床面积能产生2.8t/h~3.3t/h的热烟气,其热效率是其他燃烧炉的2~4倍,可持续供给烘干机600℃~1000℃的高温热烟气。因此,沸腾炉是一种高效能的炉型。河南红星矿山机器有限公司,对沸腾炉结构做了重大改进,优化炉床结构设计,小颗粒的块煤在炉底风机的作用下高温沸腾燃烧,燃烧温度极高,热量充足,为烘干机的节能高产创造了前提条件。炉膛空间布局更为合理,能使低热值燃料充分燃烧,产生高温烟气,热效率是其他炉型的2~4倍。炉体结构强度更高,配套了供风和全套自动供煤、破碎、输送系统。在全国同类沸腾炉中,是惟一能完全燃烧低热值煤矸石或炉渣的沸腾炉,其吨产品煤耗低于18kg(标煤);沸腾炉还有利用劣质煤的独特优势。
  ③采用xl型烘干专用布袋除尘器。烘干机的废气含湿量高、浓度高,温度起伏比较大,是水泥行业废气处理的难点,因此对除尘器的要求比较高。xl型烘干专用布袋除尘器采用砖混结构。因砖混结构具有吸热、放热特性,对烟气有调质作用,使得除尘器能低温运行。砖混结构还具有防腐能力强、投资成本低、除尘器使用寿命长的特点。采用特制的化纤滤料,适宜处理高湿度气体(透气性好),独特的风动清灰原理(清灰效果好、运行阻力小),而且抗结露性能好。主风道无弯头、三通设计(把管道阻力降低到最小)。先进的在线检测系统,采用日本三菱公司生产的plc,可随时检查除尘器的运行及排放情况,既方便检查,也符合新标准的要求,这一技术已在广东数十家水泥厂使用。
  3、应用情况:2008年3月该水泥厂和河南红星签订了ф3m×20m烘干机系统的全套设备技术合同,随即河南红星技术人员到现场进行工艺、土建设计。2008年5月设备到厂,6月安装完毕,6月20日进行试生产,一次点火成功顺利投产,各项技术指标都较理想,产量稳定在50t/h~60t/h,并可以全部燃烧劣质煤。烘干机运行十分平稳,根本没有震动和噪音,沸腾炉供热充足,除尘器效果很好,粉尘排放浓度在30mg/nm3以下。

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