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        2018年第二期雙月刊(總87期)

        日期:2018-09-26 11:18 人氣:
        多孔磚的干燥與燒成
         
        崔群星
         
               多孔磚與實心磚相比,保溫、隔音性能優良許多,制作中相對節省原料,磚體重量也較輕,具有便于運輸和砌筑快捷的優點,越來越受到建筑界的青睞。歐美國家多孔磚和實心磚的使用比例為70:30左右,足以說明多孔磚在當前和今后相當長的時間里成為墻材界的主流產品,尤其燒結多孔磚使用性能更是優于其他工藝的多孔磚。
               燒結多孔磚在干燥和燒成中部分環節與實心磚有著一定的差異,多孔磚磚壁及各個孔洞連接處較薄,磚體內部呈形狀不同的蜂窩狀,空洞率的大小及數量因磚型或制 作不同而不同。處理好這些工藝要點是生產保持正常化,產量、質量達標的關鍵所在。
               1干燥
               多孔磚坯干燥達到的要求是:裂紋少,無塌坯,控制干燥后低殘余水分這三個方面。
               干燥設施采用與燒成窯爐并列的獨立干燥室為佳,便于供熱、排潮的良好調控。一條窯應配置的干燥室長度要大于24個車位,有條件的企業盡量延長3~6個車位的長度。排潮設計成半集中式,即干燥室的前端32%~40%長度為排潮段,后端40%左右為供熱段。排潮口以頂排為主,數量在12~15個車位之間,供熱由頂供熱和側下部供熱聯合使用。各個排潮和供熱口安裝有不同規格的閘閥,便于使用中調節大小。
               考慮到多孔磚焙燒時火行速度普遍快于實心磚,干燥室長度應加長,給坯體早期提供一個平緩、逐漸升溫的空間,減少或杜絕裂紋的產生,塌坯概率也能降低,另外較長的干燥室也有利于干燥后期坯體烘干脫水平穩運行。擁有32%~40%長度的半集中排潮模式,又稱作回潮式干燥室,干燥早期1~12個車位加熱源來自干燥室后部的濕熱氣體,給干燥早期的坯體營造一個溫潤環境,是減少坯體裂紋的有效舉措之一。排潮總煙道設置在干燥室的頂部,長度不低于干燥室長度的32%,內部分布有12道以上的橫向排潮口。排潮總煙道設置在干燥室的頂部,引導溫度自上而下流動傳遞,下部的坯體升溫幅度平緩,減少劇烈應激造成的塌坯。較長的排潮距離和10多個排潮口,能有效分散回潮量的聚集,避免冬春季節凝露而塌坯。較多的排潮口分散降低了每個排口的風量及濕氣濃度,有利于減少坯體裂紋,提高脫水效率。排口上面通過活動蓋板的稀密鋪蓋,來調節排潮閘形。干燥室后部40%左右的長度為供熱段,頂供熱與側下部供熱交叉設置可以避免熱風壓在坯垛里的噴射盲區。中后部的供熱口要有強勁的風壓,確保坯垛內部擁有充足的熱介質,是提高干燥均勻性的有效舉措。
                減少甚至杜絕裂紋是多孔磚坯干燥中的重要指標,出現裂紋不但影響制品品相,并且造成磚體啞音,抗壓、抗折強度變差,裂紋嚴重的經過焙燒后磚體還會變成碎塊。撇過原料和擠出產生的裂紋不談,干燥環節產生的裂紋大多在干燥的早中期形成,溫度起伏不妥、高低無序是主因。進坯端的1~2車位就應有溫度供給,升溫幅度要平緩,低溫段力爭放長一些,嚴禁斷層式升溫出現。
               坯垛在干燥室內坍塌也是多孔磚干燥中易出現的問題之一,由于坯體呈蜂窩狀,內外通風透氣性較好,一旦排潮或供熱不當,應激傷害很快會侵入坯體內部,破壞坯體原有的強度,塌坯概率往往高于實心磚。常見的塌坯原因有:悶塌、淋塌、回潮、供熱不妥等等。
               干燥后坯體殘余水分偏高會影響到制品品質,造成磚體裂口、裂紋、啞音,嚴重的斷磚、碎磚量增加。入窯坯體含水率要控制在3%以內,并且越低越好。關于磚坯干燥詳情請見磚瓦世界雜志2017年第2期本人寫的《磚坯干燥冬春季節應注意的事項》一文,這里不再贅述。
               2燒成
               焙燒是燒結磚制作過程中較為重要的一道工序,墻材企業的產能、制品品質、能耗狀況大多都彰顯在這“一把火”之中。
               隧道窯預熱帶長度一般在36~65m之間,長一點的預熱帶坯體升溫幅度平緩,加熱呈徐徐漸進狀態,可有效防止裂紋、炸坯的出現。哈風每條窯設置有7~13對左右,與風機、煙道一起合力為預熱坯體和焙燒提供燃燒氧氣,設置較多的哈風有利于火行速度和制品品質的完善。哈風閘形常用的有梯形和橋形兩種,梯形閘能最大限度把窯溫引向前面坯垛,熱能利用率較高,焙燒火行速度快于其他閘形,但是容易引起裂紋與炸坯。橋形閘使窯爐前面的坯體溫和升溫,避免裂紋或炸坯的出現,不過火行速度慢于梯形閘。采用梯、橋結合的閘形,可以兼顧到火行速度與制品品質,是多孔磚燒成操作中較為穩妥的閘形。
        焙燒帶操作提倡保持溫度穩定,盡量避免大起大落。具體需要多高的焙燒溫度和保持多長的時間,這要看制坯材料需求的溫度高低,然后根據自己窯爐的情況,通過結合查看1~3天的火情和出窯磚,就可以總結出自己窯爐的焙燒溫度。
               焙燒中磚垛的上下左右中這些方位存在著一定的溫差,通常情況下18~32℃的溫度差別對制品品質不會構成明顯的影響,溫差太大了就難說了,燒出的磚往往老嫩不一,次品量增加,因此要把縮小斷面溫差作為焙燒操作的重要工作來抓。通過對碼坯、開閘用風、密封窯爐以及其他相關操作,盡量縮小焙燒帶的斷面溫差,是保障制品品質的重要舉措。
               坯垛碼放無論是輪窯,還是隧道窯皆要求做到上密下稀、邊密中稀,減小頂部和兩側部的縫隙。通過多年來業界不斷探索,碼垛以小垛體,多火道類的垛形適宜性較強。垛體底面積規格為500mm×500mm、750mm×750mm、980mm×980mm為主流,輔以多條縱橫火道貫穿各個垛體之中,火道尺寸120~600mm不等。垛體碼放布局優良的窯爐燒成中焙燒帶斷面溫差較小,在完成自身焙燒反應的同時,還能順暢、適量的把余下的熱能帶向預熱帶,用于加熱前面坯垛,為營造快速的火行速度打下基礎。
               窯爐密封涉及到氣密與保溫兩個方面,氣密和保溫互為表里,不可或缺。氣密的環節由:窯門、窯頂、火眼、火眼與窯頂結合部、窯墻、窯車、沙封、曲封、壓力平衡這些環節構成。詳細論述請見本人發表在磚瓦雜志2017年第3期《隧道窯的密封與保溫》一文。
               根據焙燒帶磚垛上下左右中溫差出現的部位,查出溫差的原因所在,從而解決問題。①頂部1~3層磚欠溫,這是因為磚垛與窯頂間隙偏大,造成通風量增加,高溫難以維持;或者坯垛中下部碼得密,坯塊排列錯亂,部分垛體倒塌,造成磚垛頂部風量增加;再者火眼蓋的不嚴實或火眼管與窯頂連接處密封欠缺,外界冷風吸入窯內;另外還要了解窯頂吊磚或吊棉是否漏氣,冷風吸入窯內都會抵消磚垛頂部的溫度。②磚垛中部、下部溫度偏高,一般情況下,磚垛中下部的溫度會稍微高于其他部位,但是高得多了就不正常了。除了內燃超高導致的高溫因素外,原因在于坯垛中下部碼放偏密,火道尺寸或布局不妥,或者坯垛的中下部烘干不徹底,殘余水分高導致預熱帶升溫遲緩,坯體理化反應沒有充分完成,當移動到焙燒帶的時候急劇引燃,造成溫度偏高,甚至磚體壓花、變形加劇。使用梯、橋形結合的哈風閘形,并且開啟適量的大風壓,可以強化坯體的預熱效果,對緩解磚垛中下部的高溫是種促進。③靠近窯墻磚垛兩側下部或邊角處溫度低,磚垛兩側部位整體欠溫,這可能是磚垛與窯墻縫隙太大,窯爐中部的磚垛碼放得密,火道少或者尺寸不妥,造成側部通風量過大,高溫難以維持。隧道窯磚垛與窯墻縫隙保持在60mm~100mm之間為佳,原則上這個縫隙尺寸越小越好,但是磚垛移動中切忌擦掛到窯墻。側下部和邊角處低溫是因為沙封槽缺少沙子,窯車沙封釬板變形缺損,或者窯車邊沿、車角墊磚、窯墻曲封磚缺損;再者窯內和窯下抽力失衡,窯內抽力大于窯下的抽力,造成窯下冷風不停地沿窯車連接處吸入窯內,抵消了不同程度的窯溫。這需要調節窯下抽風哈風,在窯下檢修底溝內安裝數道不同規格的阻流板,以增加窯下的抽力,形成窯內、窯下風力對抗,達到氣密窯底的效果。需要再次強調的是:許多窯爐至今仍沒有設計建造窯底抽風系統,造成窯底不同程度的漏氣,結果是窯爐內燃摻配量需要增加,窯車邊角地方還常常欠溫,無奈只好靠外投燃料來提升溫度,這點成為窯爐界建造方面的重大缺陷之一。
                預熱帶、焙燒帶、保溫帶和冷卻帶在燒成中有著升溫一高溫一降溫這樣的溫度運行規律,把各個溫度點用線條連接稱之為溫度曲線。因窯爐或制坯材料等環節的不同,各個窯爐溫度曲線也不盡相同,新投產的窯經過1~3周運行,就可得出合適的溫度曲線。從預熱帶的第5個車位起安裝溫度感應器——熱電偶,到保溫帶后部的3~5個車位止,每一到兩個車位安裝一根熱電偶,熱電偶與溫度顯示器連接。在燒成中觀察預熱帶、焙燒帶、保溫帶的溫度起伏情況,結合以往的最佳溫度曲線,制訂出恰當的焙燒方案。溫度曲線不單單能了解焙燒帶的溫度狀況,還可以掌握預熱帶和保溫帶的火情。預熱帶比平時升溫緩慢低下,并且有2~4個車位的長度,說明該部位內燃變小或焙燒帶往后移位;升溫快于平時,則說明該部位內燃變大或焙燒帶前移。保溫帶溫度比平時下降,說明焙燒帶溫度不足,或者窯內進車數量減少;保溫帶溫度高于平時,說明焙燒帶溫度偏高,或者焙燒帶往后移動了。
               穩定預熱帶、焙燒帶、保溫帶、冷卻帶這四帶在窯內的位置,對窯爐產量與制品品質來說相當重要,這就是業內常說的定位焙燒。多孔磚對預熱帶升溫和保溫帶降溫相對敏感,如果操作不當,坯體在預熱帶遇上特殊的材料容易爆成碎塊,磚體裂紋加劇,啞音增加。焙燒帶太靠前,磚坯預熱過急,太靠后則火行速度緩慢,窯爐產能低下,并且保溫帶降溫過急,導致裂紋產生。
                多孔磚需要摻配多大的內燃熱值,這要看各窯的情況而定。一般情況下多孔磚火行速度明顯快于實心磚,窯溫形成以后溫度保持的持續性僅比實心磚稍差一點,這樣焙燒帶自然變長,也就是焙燒時間延長了,所以多孔磚的內燃比實心磚用量要小。但是如果焙燒速度緩慢,長期蹲火就要另當別論了。這是因為燒得越慢,內燃在預熱帶就大量燃燒,移動到焙燒帶時溫度明顯不足,而且火帶變短,進車數量少了保溫帶降溫也快。
        多孔磚的焙燒速度快于實心磚,如果磚坯干燥環節比較吃力,焙燒窯爐偏短的話,那么焙燒速度就要減緩些,保持一個中等的運行速度,以減少斷磚、裂紋、啞音的產生,確保擁有個優良的制品品質。
         
         
        燒結磚企業車間內的噪聲控制

        莊紅峰  李子武
               燒結磚企業的工藝布置
               原料→板式給料機→粗破機→錘式破碎機(或對輥機)→篩分機→攪拌機→布料機(陳化原料)→挖掘送料機→均勻布料機(箱式給料機)→攪拌機→攪拌擠出機(磚機)→切坯、運坯機→碼坯機→人工干燥窯(風機)→焙燒窯(風機)→窯車運行→卸運磚至堆場。
               1  噪聲的概念及其危害
               從物理學的角度來說,噪聲是發聲體做無規則的振動時發出的聲音。從環境保護的角度看:凡是妨礙到人們正常休息、學習和工作的聲音,以及對人們要聽的聲音產生干擾的聲音,都屬于噪聲。噪聲是一類引起人煩躁、或聲量過強而危害人體健康的聲音,是一種環境污染。    
        燒結磚車間內的噪聲屬于工業噪聲。發聲體:破碎機、皮帶運輸機的轉動、攪拌機與原料的摩擦、真空泵和空氣壓縮機運行、風機的轉動、氣動控制摩擦片的開啟與抱合等。
               1.1  磚廠車間內噪聲源的分類
                機械性噪聲:由固體振動產生的噪聲,如錘頭的撞擊、齒輪、軸承和殼體等振動產生的噪聲;主要發聲體是:破碎機、皮帶運輸機、泵體的運行、設備的摩擦。
        空氣動力性噪聲:由氣體振動產生,如各種風機、空壓機、真空泵等產生的噪聲;主要發聲體是運行的風機、真空泵、空壓機。
                電磁性噪聲:由電磁振動產生,如電動機、變頻器和變壓器等產生的噪聲。相對工作時間可分為階段性噪聲和長期性的噪聲。如破碎機和設備的摩擦是階段性產生的噪聲;風機的運行則是長期產生噪聲。
                以上的噪聲均屬于機械噪聲的范疇。
                1.2噪聲的危害
                長期處于噪聲干擾:造成失眠、疲勞無力、記憶力衰退,以至產生神經衰弱等。表現癥狀:焦躁不安的癥狀,容易激動;意外事件越多,生產效率越低;急性噪聲暴露常引起高血壓,引起心臟血管傷害;聽力受到傷害。
                2產生機械噪聲的原因
                機械設備運轉時,部件問的摩擦力、撞擊力或非平衡力,使機械部件和殼體等發聲體產生無規律振動而輻射出的噪聲。
                機械噪聲的特性:聲級大小、頻率特性、時間特性等,與激發力特性、物體表面振動的速度、邊界條件及其固有的振動模式因素有關。磚機的齒輪變速箱、破碎機、窯爐用的通風機等發出的噪聲是典型的機械噪聲。
                3風機產生噪聲的機理及控制方案
                風機在磚廠是一種不可缺少的量大面廣的機械設備,風機在運轉中產生的噪聲成為影響工人健康和破壞環境的禍源。風機的旋轉噪聲與葉輪的旋轉有關,尤其是在頻率超過45Hz高速或頻率低于15Hz情況下,聲音刺耳。
                風機的噪聲總來講分為旋轉噪聲和渦流噪聲。
                3.1風機噪聲產生的機理
                旋轉噪聲是由于葉片周圍不對稱結構與葉片口設計質量所形成的周向不均勻流場相互作用而產生的噪聲,通常有三種原因造成。(1)進風口前因為前導葉片或金屬網罩的存在而產生的干涉噪聲;(2)葉片本身存在在不光滑的原因或風機的殼體不對稱中產生的旋轉頻率噪聲;(3)離心出風口由于蝸舌的存在或軸流式風機后導葉的存在而產生的出口干涉噪聲。
                 風機渦流噪聲:是由氣流流動時的各種分離渦流產生的,形成原因有四種。(1)當具有一定的來流紊流度的氣流流向葉片時產生的來流紊流噪聲;(2)氣流流經葉片表面由于脈動的紊流附面層產生的紊流邊界層噪聲;(3)由于葉片表面紊流附面層在葉片尾緣脫落產生的脫體旋渦噪聲;(4)軸流通風機由于凹面壓力大于凸面而在葉片頂端產生的由凹面流向凸面的二次流被主氣流帶走形成的頂渦流噪聲。
                 3.2風機減振降噪原理
        可以采用風機葉片穿孔法降低風機渦流噪聲。因為葉片出口處經常出現渦流分離,葉片穿孔方法可以使部分氣流自葉片高壓面流向葉片低壓面,可以促使葉片分離點向流動下方移動。
                 3.3風機減振降噪措施
                (1)風機葉輪、風機軸、皮帶輪及聯軸器等旋轉零部件在組裝前,生產廠家應進行嚴格的靜平衡和動平衡校正;各個轉動部件的動平衡試驗流程為:先進行轉子動平衡,再把轉子套在軸上進行動平衡,最后再把半聯軸器套在轉子上進行動平衡試驗。
        維修后的風機要在組裝前進行三點找平衡現場試驗,具體要求是在靜止的轉子上取三個點,進行編號,三點相隔近似120°,測量出三點相隔的具體角度并記錄,稱量試重鋼板塊,轉動風機葉輪進行配重。
        動平衡試驗合格后才能組裝成臺;合理選用電機冷卻風扇葉片與導風圈之間的問隙等,有效降低電動機冷卻風扇葉片的旋轉噪聲。
                (2)安裝時,風機與鋼筋混凝土基礎或鋼框架基礎之間應墊橡膠、聚氨酯、軟木板或毛氈板等軟質材料,使離心風機傳遞給鋼筋混凝土基礎或鋼框架基礎的振動得到最大限度減弱或消除。隨著高新技術的發展,墊軟木和和毛氈板在逐步減少。
                (3)在風機的進風口和排風口處安裝一段橡膠或耐高溫軟質材料,進行軟聯接。可將離心風機傳遞給風管的振動在軟聯接處得到最大限度減弱或消除。
               (4)磚廠通常要求3個月就定期檢查風機各零部件的聯接螺栓及地腳螺栓是否松動,軸承是否異常磨損或潤滑不良。若發現情況異常時,立即停機排除存在的缺陷。
                (5)合理選用變頻電機的冷卻風扇葉片的形狀及直徑等參數,降低電機冷卻風扇的渦流噪聲。
                4噪聲的控制
                4.1噪聲控制的三個環節
                控制噪聲應從聲源、傳聲途徑和受聲體這三個環節采取技術措施。
               (1)控制和消除噪聲音源是從根本上解決噪聲的措施。通過工藝設計用無聲的設備來代替高聲設備,這從原理上是理想的,現實中難以實現。在磚廠中對震動的設備在安裝時在底座處加裝聚氨酯或橡膠阻尼墊,如破碎機、大型離心風機、磚機、攪拌機,同時校緊地腳螺栓;窯尾門上的軸流風機用焊接代替螺栓連接和鉚接。其目的是:消除機器與土建基礎的摩擦、碰撞等而引起的噪聲;機器碰撞處有彈性材料以緩沖撞擊力而引起的噪聲等措施。
              (2)合理進行廠區規劃和廠房設計。對產生強噪聲的源區進行隔離,如原料車間采取與其他車間用墻板隔離,門扇采用雙層曲板內襯輕質巖棉材料,墻板是雙層彩板,內填充吸聲材料,墻板表面為壓型曲板以便形成噪聲的漫反射而相互抵消,以降低噪聲在原料車間內的反射聲。
              (3)控制噪聲的傳播和反射
               1)吸聲:用多孔材料如礦渣棉、毛氈棉絮等,包裹空氣流動的管道如排煙管道和抽余熱管道,制成吸聲屏。
               2)消聲:對各種風機主要是大型的離心風機、空壓機等的進、排氣噪聲。根據噪聲的頻譜特點安裝阻性消聲器等。
               3)隔聲:用一定材料、結構和裝置將聲源封閉起來,如各車間用墻板分割,有獨立的風機運行區域。
               4)阻尼、隔振—阻尼:如各支管用巖棉材料包裹,減少管壁的振動;隔振是在噪聲源安裝的基礎、地面及墻壁等處裝設減振裝置和防振結構,如前述的減震墊。
               5)個體防護:在原料車間或風機房采用個人佩戴由軟塑料、軟橡膠或纖維棉制成耳塞、耳罩來保護聽力;實踐已證明佩戴合適型號的耳塞、耳罩,隔聲效果明顯中,可降低噤聲值近50%~60。
               4.2工作機理
              (1)吸聲材料。當聲波入射到任何物體的表面時,會有一部分聲能進入該物體,并被吸收掉一部分。具體講就是當聲波入射到抹灰的墻、混凝土、彩鋼曲板等剛性壁面時,大部分被反射回來;當聲波形成漫反射時,相互抵消一部分;當聲波入射到一些多孔、透氣或纖維性的材料時,引起材料細孔中、狹縫中的空氣和纖維發生振動,一部分聲能轉化為熱能消耗掉。
               (2)吸聲構造。多孔吸聲構造的吸聲機理是,當聲波人射到材料上,如包裹管道的巖棉材料就產生振動,發生纖維彎曲變形,聲波與纖維發生摩擦,將振動的能量轉化為熱能,從而消耗聲能;當聲波與纖維組織系統發生共振,消耗大量的聲能,達到吸聲的作用。
                5磚廠工作場所噪聲限定值
        根據《工作場所有害因素職業接觸限值第2部分:物理因素(GBZ2.2—2007)規定:我國工作場所噪聲職業接觸限值如下表所示,每周工作5d,每天工作8h,穩態噪聲限值為85dB(A),非穩態噪聲等效聲級的限值為85dB(A);每周工作5d,每天工作時間不等于8h,需計算8h等效聲級,限值為85dB(A);每周工作不是5d,需計算40h等效聲級,限值為85dB(A)。
               磚廠內限值的要求:職業接觸8小時,工作地點噪聲允許標準為85dB(A);職業接觸4小時,工作地點噪聲允許標準為88dB(A);職業接觸2小時,工作地點噪聲允許標準為91dB(A);職業接觸1小時,工作地點噪聲允許標準為94dB(A);職業接觸0.5小時,工作地點噪聲允許標準為97dB(A);職業接觸0.25小時,工作地點噪聲允許標準為100dB(A);職業接觸0.125小時,工作地點噪聲允許標準為103dB(A),但最高不能超過115dB(A)。
                6磚廠建立職業危害防治操作規程
        日常工作必須嚴格執行操作規程,同時建立與之對應的獎懲制度。操作規程中必須體現:
               (1)熟知本崗位職業危害因素防護設施、設備的使用方法。熟知勞動保護用品使用方法;操作工在操作時必須嚴格遵守勞動紀律,堅守崗位,服從管理,正確佩帶和使用勞動防護用品;
               (2)掌握發生職業健康危害事故時應急自救、互救基本知識;發生噪聲危害癥狀者,迅速撤離至安靜的地方休息;以及應急預案的啟動程序;
               (3)進入作業場所首先檢查設備靜音設備或隔音裝置是否完好(包括設備減振裝置是否完好)。如不完好,立即采取整改措施,依然不能解決噪音超過規定時,停止作業并向相關部門如實反映;按時巡回檢查所屬設備的運行情況,不得隨意拆卸和檢修設備,發現問題及時找專業人員修理;
               (4)作業人員進入現場噪音區域時,應佩戴耳塞;在噪聲較大區域連續工作時,宜分批輪換作業;
               (5)對長時間在噪聲環境中工作的職工應定期進行身體檢查;
               (6)采取噪聲控制措施后,其作業場所的噪聲強度仍超過規定的衛生標準時,應采取個體防護;對職工并不經常停留的噪聲作業場所,應根據不同要求建立作為控制、觀察、休息的隔聲室,室內必須有足夠的吸聲襯面,以減少混響聲:
               (7)下班后,檢查職業健康防護用品是否完好。如不完好立即更換,否則不得進行下班作業。
         
        脫硫塔技術工藝流程
         
                對工業廢氣進行脫硫處理的設備,以塔式設備居多,即為脫硫塔。脫硫塔最初以花崗巖砌筑的應用的最為廣泛,其利用水膜脫硫除塵原理,又名花崗巖水膜脫硫除塵器,或名麻石水膜脫硫除塵器。優點是易維護,且可通過配制不同的除塵劑,同時達到除塵和脫硫(脫氮)的效果。現在隨著玻璃鋼技術的發展,脫硫塔逐漸改為用玻璃鋼制造。相比花崗巖脫硫塔,玻璃鋼脫硫塔成本低、加工容易、不銹不爛、重量輕,因此成為今后脫硫塔的發展趨勢。另外具有耐腐蝕、耐高溫、耐磨損三大優勢,也是脫硫塔發展重要趨勢之一。經過多年的改進,已發展成文丘里型、旋流板型、旋流柱型、浮球型、篩板型、氣動乳化型等各種類型的脫硫塔,設備技術日趨成熟,各有優點和不足,企業可依自身需要選用不同類型。

                脫硫要求
               煙氣脫硫的大型脫硫裝置稱為脫硫塔,而用于燃煤工業鍋爐和窯爐煙氣脫硫的小型脫硫除塵裝置多稱為脫硫除塵器。在脫硫塔和脫硫除塵器中,應含SO2的煙氣,對煙氣中的SO2進行化學吸收。為了強化吸收過程,提高脫硫效率,降低設備的投資和運行費用,脫硫塔和脫硫除塵器應滿足以下的基本要求:
                 (1)氣液間有較大的接觸面積和一定的接觸時間;
                 (2)氣液間擾動強烈,吸收阻力小,對SO2的吸收效率高;
                 (3)操作穩定,要有合適的操作彈性;
                 (4)氣流通過時的壓降要小;
                 (5)結構簡單,制造及維修方便,造價低廉,使用壽命長;
                 (6)不結垢,不堵塞,耐磨損,耐腐蝕;
                 (7)能耗低,不產生二次污染。
                 SO2吸收凈化過程,處理的是低濃度S02煙氣,煙氣量相當可觀,要求瞬間內連續不斷地高效凈化煙氣。因而,SO2參加的化學反應應為極快反應,它們的膜內轉化系數值較大,反應在膜內發生,因此選用氣相為連續相、湍流程度高、相界面較大的吸收塔作為脫硫塔和脫硫除塵器比較合適。通常,噴淋塔、填料塔、噴霧塔、板式塔、文丘里吸收塔等能滿足這些要求。其中,噴淋塔是使用最為廣泛的脫硫塔類型之一,噴淋塔具有結構簡單,工藝成熟可靠的優點,廣泛應用于大型電廠,中小型低硫煙氣治理對于高硫煙氣治理,有色行業以氣動乳化脫硫塔、多層噴淋塔等為主。
                 常見吸收塔的性能
                 國內外燃煤電廠常用的脫硫塔,主要有噴淋空塔、填料塔、雙回路塔及噴射鼓炮塔等四種。
                 保護措施
                 脫硫系統中常見的主要設備為吸收塔、煙道、煙囪、脫硫泵、增壓風機等主要設備,美嘉華技術在脫硫泵、吸收塔、煙道、煙囪等部位的防腐蝕、防磨效果顯著,現分別敘述。
                 吸收塔、煙囪中的應用
                濕法煙氣脫硫環保技術(FGD)因其脫硫率高、煤質適用面寬、工藝技術成熟、穩定運轉周期長、負荷變動影響小、煙氣處理能力大等特點,被廣泛地應用于各大、中型火電廠,成為國內外火電廠煙氣脫硫的主導工藝技術。但該工藝同時具有介質腐蝕性強、處理煙氣溫度高、SO2吸收液固體含量大、磨損性強、設備防腐蝕區域大、施工技術質量要求高、防腐蝕失效維修難等特點。因此,該裝置的腐蝕控制一直是影響裝置長周期安全運行的重點問題之一。
                 濕法煙氣脫硫吸收塔、煙囪內筒防腐蝕材料的選擇必須考慮以下幾個方面:
                 (1)滿足復雜化學條件環境下的防腐蝕要求:煙囪內化學環境復雜,煙氣含酸量很高,在內襯表面形成的凝結物,對于大多數的建筑材料都具有很強的侵蝕性,所以對內襯材料要求具有抗強酸腐蝕能力;
                 (2)耐溫要求:煙氣溫差變化大,濕法脫硫后的煙氣溫度在40℃一80℃之問,在脫硫系統檢修或不運行而機組運行工況下,煙囪內煙氣溫度在130℃~150℃之間,那 么要求內襯具有抗溫差變化能力,在溫度變化頻繁的環境中不開裂并且耐久;
                 (3)耐磨性能好:煙氣中含有大量的粉塵,同時在腐蝕性的介質作用下,磨損的實際情況可能會較為明顯,所以要求防腐材料具有良好的耐磨性;
                 (4)縣有一定的抗彎性能由于考慮到一些煙囪的高空特性,包括是地球本身的運動、地震和風力作用等情況,煙囪尤其是高空部位可能會發生搖動等角度偏向或偏離,同時煙囪在安裝和運輸過程中可能會發生一些不可控的力學作用等,所以要求防腐材料具有一定的抗彎性能; 
                 (5)具有良好的粘結力:防腐材料必須具有較強的粘結強度,不僅指材料自身的粘結強度較高,而且材料與基材之間的粘結強度要高,同時要求材料不易產生龜裂、分層或剝離,附著力和沖擊強度較好,從而保證較好的耐蝕性。通常我們要求底涂材料與鋼結構基礎的粘接力能夠至少達到10MPa以上。
                 脫硫泵中的應用
                 脫硫漿液循環泵是脫硫系統中繼換熱器、增壓風機后的大型設備,通常采用離心式,它直接從塔底部抽取漿液進行循環,是脫硫工藝中流量最大、使用條件最為苛刻的泵,腐蝕和磨蝕常常導致其失效。其特性主要有:
                 (1)強磨蝕性
                 脫硫塔底部的漿液含有大量的固體顆粒,主要是飛灰、脫硫介質顆粒,粒度一般為0~400µm、90%以上為20~60µm、濃度為5%~28%(質量比)、這些固體顆粒(特別是Al2O3、SiO2顆粒)具有很強的磨蝕性
                 (2)強腐蝕性
                 在典型的石灰石(石灰)——石膏法脫硫工藝中,一般塔底漿液的pH值為5~6,加入脫硫劑后pH值可達6~8.5(循環泵漿液的pH值與脫硫塔的運行條件和脫硫劑的加入點有關);CI-可富集超過80000mg/L,在低pH值的條件下,將產生強烈的腐蝕性。
                 (3)氣蝕性
        在脫硫系統中,循環泵輸送的漿液中往往含有一定量的氣體。實際上,離心循環泵輸送的漿液為氣固液多相流,固相對泵性能的影響是連續的、均勻的,而氣相對泵的影響遠比固相復雜且更難預測。當泵輸送的液體中含有氣體時泵的流量、揚程、效率均有所下降,含氣量越大,效率下降越快。隨著含氣量的增加,泵出現額外的噪聲振動,可導致泵軸、軸承及密封的損壞。泵吸入口處和葉片背面等處聚集氣體會導致流阻阻力增大甚至斷流,繼而使工況惡化,必須氣蝕量增加,氣體密度小,比容大,可壓縮性大,流變性強,離心力小,轉換能量性能差是引起泵工況惡化的主要原因。試驗表明,當液體中的氣量(體積比)達到3%左右時,泵的性能將出現徒降,當人口氣體達20%~30%時,泵完全斷流。離心泵允許含氣量(體積比)極限小于5%。
                 高分子復合材料現場應用的主要優點是:常溫操作,避免由于焊補等傳統工藝引起的熱應力變形,也避免了對零部件的二次損傷等;另外施工過程簡單,修復工藝可現場操作或設備局部拆裝修復;銘澤環保材料的可塑性好,本身具有極好的耐磨性及抗沖刷能力,是解決該類問題最理想的應用技術。

        燒結磚制品顏色差別分析

        崔群星
         
                 燒結磚制品的顏色類型繁多,因工藝和原料不同而不同,但是在同一批次,甚至是一輛窯車上出現了明顯的制品顏色差別,則說明窯爐燒成中某些環節存在著問題。顏色的差別不僅在外觀上雜亂不一,內在品質也是相差甚大。下面以隧道窯為焙燒設備,談談常出現的問題及原因所在。
                 1磚垛頂部顏色差
                 磚垛頂部1~2層磚顏色偏淡,多數是窯頂漏氣造成的,由于窯頂的吊板或吊棉密封的不嚴實,或者火眼管與窯頂連接處縫隙過大,導致外界冷風吸入,不斷降低窯爐頂部溫度,溫度欠缺了易出生磚,相應的顏色較差。
                 另外,當磚垛與窯頂間隙距離偏大時,造成該部位過剩空氣增加,無法形成足夠、持久的溫度,這也是造成磚垛頂部顏色差的原因之一。磚垛與窯頂的間隙尺寸維持在8 cm~12 cm為妥,太小了剮蹭到磚垛也不好。
                 2磚垛兩側部顏色淡
                坯垛碼放布局沒有做到邊密中稀,導致窯內的風壓從磚垛兩側大量通過,該部位溫度明顯不足,生磚、淡顏色的磚就產生了。坯垛碼放的“中稀”由火道、垛體、坯距構成,具體邊密中稀到什么程度,這要由窯爐斷面尺寸來決定。磚垛與窯墻間隙的尺寸維持在8 cm~10 cm為佳,左右兩側的間隙尺寸誤差控制在0.8 cm以內。
        當窯墻氣密或者保溫性差時,窯爐兩側部不能形成充足的溫度,也會導致淡色磚的出現。
                 3磚垛側下部邊角顏色差
                 磚垛側下部2~3層邊上和角部常常出生磚、淡顏色的磚,這是由于窯內與窯下的風壓差別造成的,即窯內抽力大,窯下抽力小。窯內抽力大于窯下的時候,窯下的冷風順著窯車邊角吸入窯內,抵消、弱化了這些部位的溫度。
                 一個設計建造優良的隧道窯,設置有砂封槽、窯墻曲封、窯車曲封和窯底抽風系統,用來阻止窯下冷風的吸入,確保窯內下部溫度免受外界襲擾。
                 砂封槽最好用1.2 cm厚度的鐵板焊制,砂封槽內部深度由窯車釬板吃砂深度決定,吃砂深度維持在8 cm左右,由此為基礎來設置砂封槽壁的高度,槽壁越低、越薄越利于窯底氣密。窯車砂封釬板應制作的高點,以底部高于窯車輪底1.8 cm為妥。砂封和窯車釬板經過改進后增加了窯下兩側的通風力度,改善了該部位的氣密性能。
                 窯墻曲封磚要伸出下面窯墻11 cm長,上面的窯墻與曲封磚垂直砌筑。有的窯曲封磚砌筑的凸出上下窯墻,不但在使用中容易剮斷,而且誘發曲封磚縫漏氣概率增加。
                 窯車橫向設置有凸凹狀的曲封裝置,分布在砌筑的墊磚和窯車梁架兩頭,各窯車靠攏在一起時之間相互吻合,杜絕或減少了漏氣現象。
                 窯爐的前端窯車下面的檢修底溝內設置有兩個抽風哈風,閘閥適度開啟后擁有一定的風壓流動,再制作多塊不同規格的阻流板安放在底溝內,即可與窯內的風壓形成抗衡,避免了窯下的冷風吸人,對保障火行速度,減少磚垛下部邊角欠溫是有力的促進。車底抽風設施從10多年前西安墻材研究設計院在隧道窯行業內示范推廣,至今國內的窯爐至少七成數量還沒有窯底抽風設施,成為燒結磚窯爐界的重大設計弊病之一,著實令人惋惜痛心。
                 4磚垛內部顏色老過深
                 磚垛內部顏色過深,不但品相差,程度嚴重了往往引起磚體變形、裂口增加,明顯影響到制品的品質。造成的原因有:窯溫、坯垛、哈風閘形、風壓、坯體的含水率等。
                 磚垛內部的磚由外面的磚包圍著,通氣散熱緩慢,一般情況下溫度高于外面的磚,遇到窯溫偏高時高溫持續的時問還要長于磚垛表面的磚,產生了過燒現象,磚的顏色就容易變深,平時操作中要把控好窯溫,切忌忽高忽低,磚坯內燃摻配力爭做到均勻、穩定。
                 坯垛碼放是否恰當也會左右磚垛內外的顏色,糟糕的垛形容易造成磚垛顏色外淺內深。無論輪窯、隧道窯內燃碼坯的原則是“上密下稀、邊密中稀”,即坯垛的上部和兩側要密點,中部和下部要稀點。窯墻、窯頂與坯垛的間隙在不會剮蹭坯垛的前提下越小越好,一般調控在8cm~12cm之間。在這樣的碼坯前提下火行速度以及窯內斷面溫度的均勻分布才能朝著好的方向發展。
                 哈風為燒成提供氧氣和預熱坯體面工作,經過充分預熱的磚坯理化反應會進行的相對徹底,焙燒后磚垛內外顏色差異較小。常用的哈風閘形有梯形與橋形兩種,這兩種間形能兼顧到火行速度與磚顏色窯溫充裕的情況下,風壓盡量開大點,促進熱風壓與磚坯的熱交換,提升了預熱效率。
                 坯體含水率跟磚垛內部顏色深有著一定的關聯,含水率高的磚坯進入焙燒窯內后,多余的水分需要更多的熱能去烤干它,然后才往上升溫,這樣坯體在預熱階段完成的理化反應時間就變長了。如果為了窯爐的高產加入外燃煤強制提產,那么理化反應沒有徹底的內部磚坯進入焙燒帶后應激加劇,磚垛內部的磚顏色就有變深的趨勢。
                 5白磚
                 磚制品出窯時呈現出紅中泛白的現象,個別窯生產的磚白色還比較嚴重。這跟制坯原料、內燃有關,也涉及窯爐運行中的某些操作環節。
                 我國地大物博,制坯原料類型繁多,有黏土、頁巖、煤矸石、尾礦、河道淤泥等等,有的材料燒出的磚顏色鮮紅;有的暗紅;有的紅中透白。
                 磚坯中摻入的內燃各廠一般就近取材,所含的元素成分也是各不相同,燒結后磚制品顏色自然不盡相同。假如內燃中硫黃含量偏高時磚顏色就有泛白的走向。
                 在焙燒操作時窯溫高、正壓強、蹲火也是造成磚色泛白的原因之一,這要從提高燒窯師傅技能與責任心,強化生產管理著手,使問題得以解決。
         
         
        燒磚生產過程中的質量監控
        (接續)
        二、原料加工過程中的質量監控
        曹世璞
         
                 1、對原料的加工是包括配料、粉碎、篩分,加水攪拌、陳化、碾煉等工序,目的是使原料中的各種成份(包括內燃煤)組合滿足制磚的要求,并充分混勻,及水份確實滲入泥料顆粒深處,塑性充分發揮,以利后工序的擠出成型、干燥、燒結,出優質磚。
                 2.1配料過程中的質量監控:配料一是調整原料的化學成份,例如原料中的三氧化二鋁不足,可以摻入鋁礬土,原料中的二氧化硅的含量偏低,可摻沙等。無論那種情況都必須在弄清原料中各種化學成份的百分比,按需定量均勻摻入,不可隨意。
                 二是調整原料的物理性能,如前所述,當原料的塑性指數偏低時,可采取強化粉碎,增加其粉料中粘性顆粒的百分比,適當延長陳化時間促使水份滲入顆粒內部以充分激發其塑性等。
                如果原料本身的塑性太高,則可以采用摻入如粉煤灰、爐渣、廢磚等完全沒有塑性的所謂“瘠性材料”進行“減肥”。實驗表明:.原料中每加入百分之一(重量比)的“瘠性材料”其塑性指數下降0.2~0.3。例如:泥料的塑性指數為16減去7(可稱之為基本塑性指數),余9(稱為富裕塑性指數),除以0.2—0.3,得45或30。即其瘠性材料的最大摻人量為45%或30%。筆者以為,宜選用下限,即30%更為穩妥,寫成公式就是:(泥料的塑性指數—7)÷0.3=瘠料最大摻入量的百分數。
                我國采用內燃燒磚,當前國內的先進水平為每kg原料中內摻熱量260~280Kcal,一般較好的水平是300~320Kcal。在產煤地區有高過400Kcal/g原料或更高的,那是高內燃磚,有些浪費。摻入的內燃料有煤也有煤矸石等可燃材料。
        當采用內摻煤時應先確認其發熱量為每1kg多少Kcal,除以300—320,即為每1kg該煤可配用多少kg頁巖,寫成公式就是:
        煤的發熱量÷300~320=每1kg可配入頁巖kg數。
                 如果用的是煤矸石或粉煤灰,在測定出其每1kg的發熱量后應先減去其本身燒結時所需的發熱量,320Kcal/kg煤矸石,剩下的才是富裕的發熱量再除以300~320即為每1kg種煤矸石可以配用的頁巖或粘土,寫成公式就是:(煤矸石的發熱量-320)÷300~320=每kg煤矸石可以配用的頁巖(粘土)的kg數。
        如果其本身的發熱量就小于320Kcal,則不僅沒有富裕發熱量,在內摻煤時,還應先補足它燒結時所需要的發熱量才行。
                 生產中,應先計算出各種原料的配合比,堅持定量搭配,均勻給料,對頁巖、粘土、煤矸石等用量較大的原料可采用箱式給料機,調整好給料閘板等調節裝置隨時檢查保持不變,對煤炭等用量較少的燃料,宜采用更為精確的自動配料機,精確給料,并應根據煤的發熱值變化隨時調整配入比例。
                 煤的熱值應現場取樣,即在煤堆多點均勻采樣約1kg,粉碎后用四分法制樣、烘干,在發熱量測定儀中測出熱值,宜采用平行法檢測同一樣品,檢測兩次,其誤差應小于30Kcal/kg,否則應重新測試。
                 在生產現場,每批來煤均應取樣檢測。
                 2.2粉碎篩分過程中的質量監控:在本工序,主要應監控篩分后的粉料的顆粒級配。取樣時只能在篩分后的粉料堆取樣,不能在堆底取樣,因全是粗顆粒,也不能在粉料堆的頂部取樣,因全是細粉。正確的取樣點是粉料堆的中段,宜多點采樣,共采約2kg,樣品取回應先干燥,然后稱取1kg干粉置于分級篩中,進行篩分,分別稱取各段篩下料稱重,計算其含量的百分比。
                 現場使用的分級篩的篩孔分別為2mm、1.2mm和0.5mm三種,篩分時把篩孔尺寸最大的篩合放最上層,篩孔尺寸最小的篩合放最下層,如圖1。其底合專為篩分時裝接細粉之用。
                 篩分時,把稱好的干粉試樣倒入最上的篩合中,搖動分級篩,直至各級都不再漏粉,分別稱取底合及各篩合的篩余料,依次為小于0.5mm、0.5~1.2mm、1.2~2mm及2mm以上之粉料,計算出其各種粒度粉料的百分比。必須說明:由于0.05mm篩孔太小篩分較為困難。故現場常用0.5mm篩孔的篩合,而要求其小于0.5mm的顆粒應占總量的55%~70%,塑性指數較高的原料可取下限。反之應取上限。
                 2.3攪拌過程中的質量監控:加水攪拌的目的是使水和粉料充分混勻,希望每一顆粉料的外表面都與水緊密接觸。因此一是加水位置應在攪拌機的進料端,采用          噴水形式對著來料皮帶上落下的粉料,不但給水均勻,又有一定的防塵效果。二是隨時保持攪拌機的攪拌刀片完好,因為在攪拌機中泥料和水全靠攪拌刀的旋轉翻滾攪動攪拌,工藝規定攪拌刀的葉片長度磨損達20mm必須更換修補。三是給料必須均勻,任何時候都必須看見攪拌刀的攪拌葉片的頂端。那種在攪拌槽斗中堆滿粉料的作法,其上部粉料根本沒有參與攪拌,就走向攪拌機的出料口,純粹是自欺欺人,決不可取。
                 第一道攪拌要求加入成型水份的80%~90%,現場可采用以下直觀方法進行評估。隨手在攪拌機的卸料皮帶上,抓一把攪拌好了的泥料,用手緊握約半分鐘,張開手掌,泥料成團。用手指輕輕一彈泥團散開為合格。如握不成團,說明水份偏少,如彈不散,則是水份偏多。均應調整。
                 2.4輥式破碎機(對輥機)輾煉過程中的質量監控,對輥機和常見的壓面機不一樣,壓面機要壓成一張整的面皮,其兩個輥筒的轉速,直徑必須絕對一致。燒結磚生產上用的對輥機叫“差速對輥”,一個輥筒轉得快一點,另一個必須慢一點,以便把擠壓出來的“泥皮”撕破,而具有一定的混料的作用。對輥機在輥壓泥料時不僅只是擠碎,還包括把水份擠進泥料顆粒內部,要求兩輥之間的間隙不變,生產中主要監控這個間隙的數值。辦法是:檢查其輥壓后的泥皮的厚度,不得超過規定,否則即應調整對混間隙。對于靠近磚機的那一臺對輥來說這一尺寸為2mm。
                 2.5輪輾機使用過程中的質量監控,輪輾機比對輥機多了一個對泥料進行搓揉的功能,效果更好,運行中主要監控輾盤上料層的厚度,不得超過說明書上的規定,否則輾煉效果直線下滑。辦法是控制其進料的數量,進料太多,料層太厚,就失去作用了。
                 2.6監控檢查頻次:顆粒級配每一個生產班(8小時)不少于二次,分別在開機后的一小時以內和停機前的一小時以內。如后一次檢測出來的粗顆粒大幅增加,說明粉碎 機的錘頭磨損嚴重,應即更新。
                 其余各項,應隨時查看,一個班不得少于四次。
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