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2018年第二期双月刊(总87期)

日期:2018-09-26 11:18 人气:
多孔砖的干燥与烧成
 
崔群星
 
       多孔砖与实心砖相比,保温、隔音性能优良许多,制作中相对节省原料,砖体重量也较轻,具有便于运输和砌筑快捷的优点,越来越受到建筑界的青睐。欧美国家多孔砖和实心砖的使用比例为70:30左右,足以说明多孔砖在当前和今后相当长的时间里成为墙材界的主流产品,尤其烧结多孔砖使用性能更是优于其他工艺的多孔砖。
       烧结多孔砖在干燥和烧成中部分环节与实心砖有着一定的差异,多孔砖砖壁及各个孔洞连接处较薄,砖体内部呈形状不同的蜂窝状,空洞率的大小及数量因砖型或制 作不同而不同。处理好这些工艺要点是生产保持正常化,产量、质量达标的关键所在。
       1干燥
       多孔砖坯干燥达到的要求是:裂纹少,无塌坯,控制干燥后低残余水分这三个方面。
       干燥设施采用与烧成窑炉并列的独立干燥室为佳,便于供热、排潮的良好调控。一条窑应配置的干燥室长度要大于24个车位,有条件的企业尽量延长3~6个车位的长度。排潮设计成半集中式,即干燥室的前端32%~40%长度为排潮段,后端40%左右为供热段。排潮口以顶排为主,数量在12~15个车位之间,供热由顶供热和侧下部供热联合使用。各个排潮和供热口安装有不同规格的闸阀,便于使用中调节大小。
       考虑到多孔砖焙烧时火行速度普遍快于实心砖,干燥室长度应加长,给坯体早期提供一个平缓、逐渐升温的空间,减少或杜绝裂纹的产生,塌坯概率也能降低,另外较长的干燥室也有利于干燥后期坯体烘干脱水平稳运行。拥有32%~40%长度的半集中排潮模式,又称作回潮式干燥室,干燥早期1~12个车位加热源来自干燥室后部的湿热气体,给干燥早期的坯体营造一个温润环境,是减少坯体裂纹的有效举措之一。排潮总烟道设置在干燥室的顶部,长度不低于干燥室长度的32%,内部分布有12道以上的横向排潮口。排潮总烟道设置在干燥室的顶部,引导温度自上而下流动传递,下部的坯体升温幅度平缓,减少剧烈应激造成的塌坯。较长的排潮距离和10多个排潮口,能有效分散回潮量的聚集,避免冬春季节凝露而塌坯。较多的排潮口分散降低了每个排口的风量及湿气浓度,有利于减少坯体裂纹,提高脱水效率。排口上面通过活动盖板的稀密铺盖,来调节排潮闸形。干燥室后部40%左右的长度为供热段,顶供热与侧下部供热交叉设置可以避免热风压在坯垛里的喷射盲区。中后部的供热口要有强劲的风压,确保坯垛内部拥有充足的热介质,是提高干燥均匀性的有效举措。
        减少甚至杜绝裂纹是多孔砖坯干燥中的重要指标,出现裂纹不但影响制品品相,并且造成砖体哑音,抗压、抗折强度变差,裂纹严重的经过焙烧后砖体还会变成碎块。撇过原料和挤出产生的裂纹不谈,干燥环节产生的裂纹大多在干燥的早中期形成,温度起伏不妥、高低无序是主因。进坯端的1~2车位就应有温度供给,升温幅度要平缓,低温段力争放长一些,严禁断层式升温出现。
       坯垛在干燥室内坍塌也是多孔砖干燥中易出现的问题之一,由于坯体呈蜂窝状,内外通风透气性较好,一旦排潮或供热不当,应激伤害很快会侵入坯体内部,破坏坯体原有的强度,塌坯概率往往高于实心砖。常见的塌坯原因有:闷塌、淋塌、回潮、供热不妥等等。
       干燥后坯体残余水分偏高会影响到制品品质,造成砖体裂口、裂纹、哑音,严重的断砖、碎砖量增加。入窑坯体含水率要控制在3%以内,并且越低越好。关于砖坯干燥详情请见砖瓦世界杂志2017年第2期本人写的《砖坯干燥冬春季节应注意的事项》一文,这里不再赘述。
       2烧成
       焙烧是烧结砖制作过程中较为重要的一道工序,墙材企业的产能、制品品质、能耗状况大多都彰显在这“一把火”之中。
       隧道窑预热带长度一般在36~65m之间,长一点的预热带坯体升温幅度平缓,加热呈徐徐渐进状态,可有效防止裂纹、炸坯的出现。哈风每条窑设置有7~13对左右,与风机、烟道一起合力为预热坯体和焙烧提供燃烧氧气,设置较多的哈风有利于火行速度和制品品质的完善。哈风闸形常用的有梯形和桥形两种,梯形闸能最大限度把窑温引向前面坯垛,热能利用率较高,焙烧火行速度快于其他闸形,但是容易引起裂纹与炸坯。桥形闸使窑炉前面的坯体温和升温,避免裂纹或炸坯的出现,不过火行速度慢于梯形闸。采用梯、桥结合的闸形,可以兼顾到火行速度与制品品质,是多孔砖烧成操作中较为稳妥的闸形。
焙烧带操作提倡保持温度稳定,尽量避免大起大落。具体需要多高的焙烧温度和保持多长的时间,这要看制坯材料需求的温度高低,然后根据自己窑炉的情况,通过结合查看1~3天的火情和出窑砖,就可以总结出自己窑炉的焙烧温度。
       焙烧中砖垛的上下左右中这些方位存在着一定的温差,通常情况下18~32℃的温度差别对制品品质不会构成明显的影响,温差太大了就难说了,烧出的砖往往老嫩不一,次品量增加,因此要把缩小断面温差作为焙烧操作的重要工作来抓。通过对码坯、开闸用风、密封窑炉以及其他相关操作,尽量缩小焙烧带的断面温差,是保障制品品质的重要举措。
       坯垛码放无论是轮窑,还是隧道窑皆要求做到上密下稀、边密中稀,减小顶部和两侧部的缝隙。通过多年来业界不断探索,码垛以小垛体,多火道类的垛形适宜性较强。垛体底面积规格为500mm×500mm、750mm×750mm、980mm×980mm为主流,辅以多条纵横火道贯穿各个垛体之中,火道尺寸120~600mm不等。垛体码放布局优良的窑炉烧成中焙烧带断面温差较小,在完成自身焙烧反应的同时,还能顺畅、适量的把余下的热能带向预热带,用于加热前面坯垛,为营造快速的火行速度打下基础。
       窑炉密封涉及到气密与保温两个方面,气密和保温互为表里,不可或缺。气密的环节由:窑门、窑顶、火眼、火眼与窑顶结合部、窑墙、窑车、沙封、曲封、压力平衡这些环节构成。详细论述请见本人发表在砖瓦杂志2017年第3期《隧道窑的密封与保温》一文。
       根据焙烧带砖垛上下左右中温差出现的部位,查出温差的原因所在,从而解决问题。①顶部1~3层砖欠温,这是因为砖垛与窑顶间隙偏大,造成通风量增加,高温难以维持;或者坯垛中下部码得密,坯块排列错乱,部分垛体倒塌,造成砖垛顶部风量增加;再者火眼盖的不严实或火眼管与窑顶连接处密封欠缺,外界冷风吸入窑内;另外还要了解窑顶吊砖或吊棉是否漏气,冷风吸入窑内都会抵消砖垛顶部的温度。②砖垛中部、下部温度偏高,一般情况下,砖垛中下部的温度会稍微高于其他部位,但是高得多了就不正常了。除了内燃超高导致的高温因素外,原因在于坯垛中下部码放偏密,火道尺寸或布局不妥,或者坯垛的中下部烘干不彻底,残余水分高导致预热带升温迟缓,坯体理化反应没有充分完成,当移动到焙烧带的时候急剧引燃,造成温度偏高,甚至砖体压花、变形加剧。使用梯、桥形结合的哈风闸形,并且开启适量的大风压,可以强化坯体的预热效果,对缓解砖垛中下部的高温是种促进。③靠近窑墙砖垛两侧下部或边角处温度低,砖垛两侧部位整体欠温,这可能是砖垛与窑墙缝隙太大,窑炉中部的砖垛码放得密,火道少或者尺寸不妥,造成侧部通风量过大,高温难以维持。隧道窑砖垛与窑墙缝隙保持在60mm~100mm之间为佳,原则上这个缝隙尺寸越小越好,但是砖垛移动中切忌擦挂到窑墙。侧下部和边角处低温是因为沙封槽缺少沙子,窑车沙封钎板变形缺损,或者窑车边沿、车角垫砖、窑墙曲封砖缺损;再者窑内和窑下抽力失衡,窑内抽力大于窑下的抽力,造成窑下冷风不停地沿窑车连接处吸入窑内,抵消了不同程度的窑温。这需要调节窑下抽风哈风,在窑下检修底沟内安装数道不同规格的阻流板,以增加窑下的抽力,形成窑内、窑下风力对抗,达到气密窑底的效果。需要再次强调的是:许多窑炉至今仍没有设计建造窑底抽风系统,造成窑底不同程度的漏气,结果是窑炉内燃掺配量需要增加,窑车边角地方还常常欠温,无奈只好靠外投燃料来提升温度,这点成为窑炉界建造方面的重大缺陷之一。
        预热带、焙烧带、保温带和冷却带在烧成中有着升温一高温一降温这样的温度运行规律,把各个温度点用线条连接称之为温度曲线。因窑炉或制坯材料等环节的不同,各个窑炉温度曲线也不尽相同,新投产的窑经过1~3周运行,就可得出合适的温度曲线。从预热带的第5个车位起安装温度感应器——热电偶,到保温带后部的3~5个车位止,每一到两个车位安装一根热电偶,热电偶与温度显示器连接。在烧成中观察预热带、焙烧带、保温带的温度起伏情况,结合以往的最佳温度曲线,制订出恰当的焙烧方案。温度曲线不单单能了解焙烧带的温度状况,还可以掌握预热带和保温带的火情。预热带比平时升温缓慢低下,并且有2~4个车位的长度,说明该部位内燃变小或焙烧带往后移位;升温快于平时,则说明该部位内燃变大或焙烧带前移。保温带温度比平时下降,说明焙烧带温度不足,或者窑内进车数量减少;保温带温度高于平时,说明焙烧带温度偏高,或者焙烧带往后移动了。
       稳定预热带、焙烧带、保温带、冷却带这四带在窑内的位置,对窑炉产量与制品品质来说相当重要,这就是业内常说的定位焙烧。多孔砖对预热带升温和保温带降温相对敏感,如果操作不当,坯体在预热带遇上特殊的材料容易爆成碎块,砖体裂纹加剧,哑音增加。焙烧带太靠前,砖坯预热过急,太靠后则火行速度缓慢,窑炉产能低下,并且保温带降温过急,导致裂纹产生。
        多孔砖需要掺配多大的内燃热值,这要看各窑的情况而定。一般情况下多孔砖火行速度明显快于实心砖,窑温形成以后温度保持的持续性仅比实心砖稍差一点,这样焙烧带自然变长,也就是焙烧时间延长了,所以多孔砖的内燃比实心砖用量要小。但是如果焙烧速度缓慢,长期蹲火就要另当别论了。这是因为烧得越慢,内燃在预热带就大量燃烧,移动到焙烧带时温度明显不足,而且火带变短,进车数量少了保温带降温也快。
多孔砖的焙烧速度快于实心砖,如果砖坯干燥环节比较吃力,焙烧窑炉偏短的话,那么焙烧速度就要减缓些,保持一个中等的运行速度,以减少断砖、裂纹、哑音的产生,确保拥有个优良的制品品质。
 
 
烧结砖企业车间内的噪声控制

庄红峰  李子武
       烧结砖企业的工艺布置
       原料→板式给料机→粗破机→锤式破碎机(或对辊机)→筛分机→搅拌机→布料机(陈化原料)→挖掘送料机→均匀布料机(箱式给料机)→搅拌机→搅拌挤出机(砖机)→切坯、运坯机→码坯机→人工干燥窑(风机)→焙烧窑(风机)→窑车运行→卸运砖至堆场。
       1  噪声的概念及其危害
       从物理学的角度来说,噪声是发声体做无规则的振动时发出的声音。从环境保护的角度看:凡是妨碍到人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪声。噪声是一类引起人烦躁、或声量过强而危害人体健康的声音,是一种环境污染。    
烧结砖车间内的噪声属于工业噪声。发声体:破碎机、皮带运输机的转动、搅拌机与原料的摩擦、真空泵和空气压缩机运行、风机的转动、气动控制摩擦片的开启与抱合等。
       1.1  砖厂车间内噪声源的分类
        机械性噪声:由固体振动产生的噪声,如锤头的撞击、齿轮、轴承和壳体等振动产生的噪声;主要发声体是:破碎机、皮带运输机、泵体的运行、设备的摩擦。
空气动力性噪声:由气体振动产生,如各种风机、空压机、真空泵等产生的噪声;主要发声体是运行的风机、真空泵、空压机。
        电磁性噪声:由电磁振动产生,如电动机、变频器和变压器等产生的噪声。相对工作时间可分为阶段性噪声和长期性的噪声。如破碎机和设备的摩擦是阶段性产生的噪声;风机的运行则是长期产生噪声。
        以上的噪声均属于机械噪声的范畴。
        1.2噪声的危害
        长期处于噪声干扰:造成失眠、疲劳无力、记忆力衰退,以至产生神经衰弱等。表现症状:焦躁不安的症状,容易激动;意外事件越多,生产效率越低;急性噪声暴露常引起高血压,引起心脏血管伤害;听力受到伤害。
        2产生机械噪声的原因
        机械设备运转时,部件问的摩擦力、撞击力或非平衡力,使机械部件和壳体等发声体产生无规律振动而辐射出的噪声。
        机械噪声的特性:声级大小、频率特性、时间特性等,与激发力特性、物体表面振动的速度、边界条件及其固有的振动模式因素有关。砖机的齿轮变速箱、破碎机、窑炉用的通风机等发出的噪声是典型的机械噪声。
        3风机产生噪声的机理及控制方案
        风机在砖厂是一种不可缺少的量大面广的机械设备,风机在运转中产生的噪声成为影响工人健康和破坏环境的祸源。风机的旋转噪声与叶轮的旋转有关,尤其是在频率超过45Hz高速或频率低于15Hz情况下,声音刺耳。
        风机的噪声总来讲分为旋转噪声和涡流噪声。
        3.1风机噪声产生的机理
        旋转噪声是由于叶片周围不对称结构与叶片口设计质量所形成的周向不均匀流场相互作用而产生的噪声,通常有三种原因造成。(1)进风口前因为前导叶片或金属网罩的存在而产生的干涉噪声;(2)叶片本身存在在不光滑的原因或风机的壳体不对称中产生的旋转频率噪声;(3)离心出风口由于蜗舌的存在或轴流式风机后导叶的存在而产生的出口干涉噪声。
         风机涡流噪声:是由气流流动时的各种分离涡流产生的,形成原因有四种。(1)当具有一定的来流紊流度的气流流向叶片时产生的来流紊流噪声;(2)气流流经叶片表面由于脉动的紊流附面层产生的紊流边界层噪声;(3)由于叶片表面紊流附面层在叶片尾缘脱落产生的脱体旋涡噪声;(4)轴流通风机由于凹面压力大于凸面而在叶片顶端产生的由凹面流向凸面的二次流被主气流带走形成的顶涡流噪声。
         3.2风机减振降噪原理
可以采用风机叶片穿孔法降低风机涡流噪声。因为叶片出口处经常出现涡流分离,叶片穿孔方法可以使部分气流自叶片高压面流向叶片低压面,可以促使叶片分离点向流动下方移动。
         3.3风机减振降噪措施
        (1)风机叶轮、风机轴、皮带轮及联轴器等旋转零部件在组装前,生产厂家应进行严格的静平衡和动平衡校正;各个转动部件的动平衡试验流程为:先进行转子动平衡,再把转子套在轴上进行动平衡,最后再把半联轴器套在转子上进行动平衡试验。
维修后的风机要在组装前进行三点找平衡现场试验,具体要求是在静止的转子上取三个点,进行编号,三点相隔近似120°,测量出三点相隔的具体角度并记录,称量试重钢板块,转动风机叶轮进行配重。
动平衡试验合格后才能组装成台;合理选用电机冷却风扇叶片与导风圈之间的问隙等,有效降低电动机冷却风扇叶片的旋转噪声。
        (2)安装时,风机与钢筋混凝土基础或钢框架基础之间应垫橡胶、聚氨酯、软木板或毛毡板等软质材料,使离心风机传递给钢筋混凝土基础或钢框架基础的振动得到最大限度减弱或消除。随着高新技术的发展,垫软木和和毛毡板在逐步减少。
        (3)在风机的进风口和排风口处安装一段橡胶或耐高温软质材料,进行软联接。可将离心风机传递给风管的振动在软联接处得到最大限度减弱或消除。
       (4)砖厂通常要求3个月就定期检查风机各零部件的联接螺栓及地脚螺栓是否松动,轴承是否异常磨损或润滑不良。若发现情况异常时,立即停机排除存在的缺陷。
        (5)合理选用变频电机的冷却风扇叶片的形状及直径等参数,降低电机冷却风扇的涡流噪声。
        4噪声的控制
        4.1噪声控制的三个环节
        控制噪声应从声源、传声途径和受声体这三个环节采取技术措施。
       (1)控制和消除噪声音源是从根本上解决噪声的措施。通过工艺设计用无声的设备来代替高声设备,这从原理上是理想的,现实中难以实现。在砖厂中对震动的设备在安装时在底座处加装聚氨酯或橡胶阻尼垫,如破碎机、大型离心风机、砖机、搅拌机,同时校紧地脚螺栓;窑尾门上的轴流风机用焊接代替螺栓连接和铆接。其目的是:消除机器与土建基础的摩擦、碰撞等而引起的噪声;机器碰撞处有弹性材料以缓冲撞击力而引起的噪声等措施。
      (2)合理进行厂区规划和厂房设计。对产生强噪声的源区进行隔离,如原料车间采取与其他车间用墙板隔离,门扇采用双层曲板内衬轻质岩棉材料,墙板是双层彩板,内填充吸声材料,墙板表面为压型曲板以便形成噪声的漫反射而相互抵消,以降低噪声在原料车间内的反射声。
      (3)控制噪声的传播和反射
       1)吸声:用多孔材料如矿渣棉、毛毡棉絮等,包裹空气流动的管道如排烟管道和抽余热管道,制成吸声屏。
       2)消声:对各种风机主要是大型的离心风机、空压机等的进、排气噪声。根据噪声的频谱特点安装阻性消声器等。
       3)隔声:用一定材料、结构和装置将声源封闭起来,如各车间用墙板分割,有独立的风机运行区域。
       4)阻尼、隔振—阻尼:如各支管用岩棉材料包裹,减少管壁的振动;隔振是在噪声源安装的基础、地面及墙壁等处装设减振装置和防振结构,如前述的减震垫。
       5)个体防护:在原料车间或风机房采用个人佩戴由软塑料、软橡胶或纤维棉制成耳塞、耳罩来保护听力;实践已证明佩戴合适型号的耳塞、耳罩,隔声效果明显中,可降低噤声值近50%~60。
       4.2工作机理
      (1)吸声材料。当声波入射到任何物体的表面时,会有一部分声能进入该物体,并被吸收掉一部分。具体讲就是当声波入射到抹灰的墙、混凝土、彩钢曲板等刚性壁面时,大部分被反射回来;当声波形成漫反射时,相互抵消一部分;当声波入射到一些多孔、透气或纤维性的材料时,引起材料细孔中、狭缝中的空气和纤维发生振动,一部分声能转化为热能消耗掉。
       (2)吸声构造。多孔吸声构造的吸声机理是,当声波人射到材料上,如包裹管道的岩棉材料就产生振动,发生纤维弯曲变形,声波与纤维发生摩擦,将振动的能量转化为热能,从而消耗声能;当声波与纤维组织系统发生共振,消耗大量的声能,达到吸声的作用。
        5砖厂工作场所噪声限定值
根据《工作场所有害因素职业接触限值第2部分:物理因素(GBZ2.2—2007)规定:我国工作场所噪声职业接触限值如下表所示,每周工作5d,每天工作8h,稳态噪声限值为85dB(A),非稳态噪声等效声级的限值为85dB(A);每周工作5d,每天工作时间不等于8h,需计算8h等效声级,限值为85dB(A);每周工作不是5d,需计算40h等效声级,限值为85dB(A)。
       砖厂内限值的要求:职业接触8小时,工作地点噪声允许标准为85dB(A);职业接触4小时,工作地点噪声允许标准为88dB(A);职业接触2小时,工作地点噪声允许标准为91dB(A);职业接触1小时,工作地点噪声允许标准为94dB(A);职业接触0.5小时,工作地点噪声允许标准为97dB(A);职业接触0.25小时,工作地点噪声允许标准为100dB(A);职业接触0.125小时,工作地点噪声允许标准为103dB(A),但最高不能超过115dB(A)。
        6砖厂建立职业危害防治操作规程
日常工作必须严格执行操作规程,同时建立与之对应的奖惩制度。操作规程中必须体现:
       (1)熟知本岗位职业危害因素防护设施、设备的使用方法。熟知劳动保护用品使用方法;操作工在操作时必须严格遵守劳动纪律,坚守岗位,服从管理,正确佩带和使用劳动防护用品;
       (2)掌握发生职业健康危害事故时应急自救、互救基本知识;发生噪声危害症状者,迅速撤离至安静的地方休息;以及应急预案的启动程序;
       (3)进入作业场所首先检查设备静音设备或隔音装置是否完好(包括设备减振装置是否完好)。如不完好,立即采取整改措施,依然不能解决噪音超过规定时,停止作业并向相关部门如实反映;按时巡回检查所属设备的运行情况,不得随意拆卸和检修设备,发现问题及时找专业人员修理;
       (4)作业人员进入现场噪音区域时,应佩戴耳塞;在噪声较大区域连续工作时,宜分批轮换作业;
       (5)对长时间在噪声环境中工作的职工应定期进行身体检查;
       (6)采取噪声控制措施后,其作业场所的噪声强度仍超过规定的卫生标准时,应采取个体防护;对职工并不经常停留的噪声作业场所,应根据不同要求建立作为控制、观察、休息的隔声室,室内必须有足够的吸声衬面,以减少混响声:
       (7)下班后,检查职业健康防护用品是否完好。如不完好立即更换,否则不得进行下班作业。
 
脱硫塔技术工艺流程
 
        对工业废气进行脱硫处理的设备,以塔式设备居多,即为脱硫塔。脱硫塔最初以花岗岩砌筑的应用的最为广泛,其利用水膜脱硫除尘原理,又名花岗岩水膜脱硫除尘器,或名麻石水膜脱硫除尘器。优点是易维护,且可通过配制不同的除尘剂,同时达到除尘和脱硫(脱氮)的效果。现在随着玻璃钢技术的发展,脱硫塔逐渐改为用玻璃钢制造。相比花岗岩脱硫塔,玻璃钢脱硫塔成本低、加工容易、不锈不烂、重量轻,因此成为今后脱硫塔的发展趋势。另外具有耐腐蚀、耐高温、耐磨损三大优势,也是脱硫塔发展重要趋势之一。经过多年的改进,已发展成文丘里型、旋流板型、旋流柱型、浮球型、筛板型、气动乳化型等各种类型的脱硫塔,设备技术日趋成熟,各有优点和不足,企业可依自身需要选用不同类型。

        脱硫要求
       烟气脱硫的大型脱硫装置称为脱硫塔,而用于燃煤工业锅炉和窑炉烟气脱硫的小型脱硫除尘装置多称为脱硫除尘器。在脱硫塔和脱硫除尘器中,应含SO2的烟气,对烟气中的SO2进行化学吸收。为了强化吸收过程,提高脱硫效率,降低设备的投资和运行费用,脱硫塔和脱硫除尘器应满足以下的基本要求:
         (1)气液间有较大的接触面积和一定的接触时间;
         (2)气液间扰动强烈,吸收阻力小,对SO2的吸收效率高;
         (3)操作稳定,要有合适的操作弹性;
         (4)气流通过时的压降要小;
         (5)结构简单,制造及维修方便,造价低廉,使用寿命长;
         (6)不结垢,不堵塞,耐磨损,耐腐蚀;
         (7)能耗低,不产生二次污染。
         SO2吸收净化过程,处理的是低浓度S02烟气,烟气量相当可观,要求瞬间内连续不断地高效净化烟气。因而,SO2参加的化学反应应为极快反应,它们的膜内转化系数值较大,反应在膜内发生,因此选用气相为连续相、湍流程度高、相界面较大的吸收塔作为脱硫塔和脱硫除尘器比较合适。通常,喷淋塔、填料塔、喷雾塔、板式塔、文丘里吸收塔等能满足这些要求。其中,喷淋塔是使用最为广泛的脱硫塔类型之一,喷淋塔具有结构简单,工艺成熟可靠的优点,广泛应用于大型电厂,中小型低硫烟气治理对于高硫烟气治理,有色行业以气动乳化脱硫塔、多层喷淋塔等为主。
         常见吸收塔的性能
         国内外燃煤电厂常用的脱硫塔,主要有喷淋空塔、填料塔、双回路塔及喷射鼓炮塔等四种。
         保护措施
         脱硫系统中常见的主要设备为吸收塔、烟道、烟囱、脱硫泵、增压风机等主要设备,美嘉华技术在脱硫泵、吸收塔、烟道、烟囱等部位的防腐蚀、防磨效果显著,现分别叙述。
         吸收塔、烟囱中的应用
        湿法烟气脱硫环保技术(FGD)因其脱硫率高、煤质适用面宽、工艺技术成熟、稳定运转周期长、负荷变动影响小、烟气处理能力大等特点,被广泛地应用于各大、中型火电厂,成为国内外火电厂烟气脱硫的主导工艺技术。但该工艺同时具有介质腐蚀性强、处理烟气温度高、SO2吸收液固体含量大、磨损性强、设备防腐蚀区域大、施工技术质量要求高、防腐蚀失效维修难等特点。因此,该装置的腐蚀控制一直是影响装置长周期安全运行的重点问题之一。
         湿法烟气脱硫吸收塔、烟囱内筒防腐蚀材料的选择必须考虑以下几个方面:
         (1)满足复杂化学条件环境下的防腐蚀要求:烟囱内化学环境复杂,烟气含酸量很高,在内衬表面形成的凝结物,对于大多数的建筑材料都具有很强的侵蚀性,所以对内衬材料要求具有抗强酸腐蚀能力;
         (2)耐温要求:烟气温差变化大,湿法脱硫后的烟气温度在40℃一80℃之问,在脱硫系统检修或不运行而机组运行工况下,烟囱内烟气温度在130℃~150℃之间,那 么要求内衬具有抗温差变化能力,在温度变化频繁的环境中不开裂并且耐久;
         (3)耐磨性能好:烟气中含有大量的粉尘,同时在腐蚀性的介质作用下,磨损的实际情况可能会较为明显,所以要求防腐材料具有良好的耐磨性;
         (4)县有一定的抗弯性能由于考虑到一些烟囱的高空特性,包括是地球本身的运动、地震和风力作用等情况,烟囱尤其是高空部位可能会发生摇动等角度偏向或偏离,同时烟囱在安装和运输过程中可能会发生一些不可控的力学作用等,所以要求防腐材料具有一定的抗弯性能; 
         (5)具有良好的粘结力:防腐材料必须具有较强的粘结强度,不仅指材料自身的粘结强度较高,而且材料与基材之间的粘结强度要高,同时要求材料不易产生龟裂、分层或剥离,附着力和冲击强度较好,从而保证较好的耐蚀性。通常我们要求底涂材料与钢结构基础的粘接力能够至少达到10MPa以上。
         脱硫泵中的应用
         脱硫浆液循环泵是脱硫系统中继换热器、增压风机后的大型设备,通常采用离心式,它直接从塔底部抽取浆液进行循环,是脱硫工艺中流量最大、使用条件最为苛刻的泵,腐蚀和磨蚀常常导致其失效。其特性主要有:
         (1)强磨蚀性
         脱硫塔底部的浆液含有大量的固体颗粒,主要是飞灰、脱硫介质颗粒,粒度一般为0~400µm、90%以上为20~60µm、浓度为5%~28%(质量比)、这些固体颗粒(特别是Al2O3、SiO2颗粒)具有很强的磨蚀性
         (2)强腐蚀性
         在典型的石灰石(石灰)——石膏法脱硫工艺中,一般塔底浆液的pH值为5~6,加入脱硫剂后pH值可达6~8.5(循环泵浆液的pH值与脱硫塔的运行条件和脱硫剂的加入点有关);CI-可富集超过80000mg/L,在低pH值的条件下,将产生强烈的腐蚀性。
         (3)气蚀性
在脱硫系统中,循环泵输送的浆液中往往含有一定量的气体。实际上,离心循环泵输送的浆液为气固液多相流,固相对泵性能的影响是连续的、均匀的,而气相对泵的影响远比固相复杂且更难预测。当泵输送的液体中含有气体时泵的流量、扬程、效率均有所下降,含气量越大,效率下降越快。随着含气量的增加,泵出现额外的噪声振动,可导致泵轴、轴承及密封的损坏。泵吸入口处和叶片背面等处聚集气体会导致流阻阻力增大甚至断流,继而使工况恶化,必须气蚀量增加,气体密度小,比容大,可压缩性大,流变性强,离心力小,转换能量性能差是引起泵工况恶化的主要原因。试验表明,当液体中的气量(体积比)达到3%左右时,泵的性能将出现徒降,当人口气体达20%~30%时,泵完全断流。离心泵允许含气量(体积比)极限小于5%。
         高分子复合材料现场应用的主要优点是:常温操作,避免由于焊补等传统工艺引起的热应力变形,也避免了对零部件的二次损伤等;另外施工过程简单,修复工艺可现场操作或设备局部拆装修复;铭泽环保材料的可塑性好,本身具有极好的耐磨性及抗冲刷能力,是解决该类问题最理想的应用技术。

烧结砖制品颜色差别分析

崔群星
 
         烧结砖制品的颜色类型繁多,因工艺和原料不同而不同,但是在同一批次,甚至是一辆窑车上出现了明显的制品颜色差别,则说明窑炉烧成中某些环节存在着问题。颜色的差别不仅在外观上杂乱不一,内在品质也是相差甚大。下面以隧道窑为焙烧设备,谈谈常出现的问题及原因所在。
         1砖垛顶部颜色差
         砖垛顶部1~2层砖颜色偏淡,多数是窑顶漏气造成的,由于窑顶的吊板或吊棉密封的不严实,或者火眼管与窑顶连接处缝隙过大,导致外界冷风吸入,不断降低窑炉顶部温度,温度欠缺了易出生砖,相应的颜色较差。
         另外,当砖垛与窑顶间隙距离偏大时,造成该部位过剩空气增加,无法形成足够、持久的温度,这也是造成砖垛顶部颜色差的原因之一。砖垛与窑顶的间隙尺寸维持在8 cm~12 cm为妥,太小了剐蹭到砖垛也不好。
         2砖垛两侧部颜色淡
        坯垛码放布局没有做到边密中稀,导致窑内的风压从砖垛两侧大量通过,该部位温度明显不足,生砖、淡颜色的砖就产生了。坯垛码放的“中稀”由火道、垛体、坯距构成,具体边密中稀到什么程度,这要由窑炉断面尺寸来决定。砖垛与窑墙间隙的尺寸维持在8 cm~10 cm为佳,左右两侧的间隙尺寸误差控制在0.8 cm以内。
当窑墙气密或者保温性差时,窑炉两侧部不能形成充足的温度,也会导致淡色砖的出现。
         3砖垛侧下部边角颜色差
         砖垛侧下部2~3层边上和角部常常出生砖、淡颜色的砖,这是由于窑内与窑下的风压差别造成的,即窑内抽力大,窑下抽力小。窑内抽力大于窑下的时候,窑下的冷风顺着窑车边角吸入窑内,抵消、弱化了这些部位的温度。
         一个设计建造优良的隧道窑,设置有砂封槽、窑墙曲封、窑车曲封和窑底抽风系统,用来阻止窑下冷风的吸入,确保窑内下部温度免受外界袭扰。
         砂封槽最好用1.2 cm厚度的铁板焊制,砂封槽内部深度由窑车钎板吃砂深度决定,吃砂深度维持在8 cm左右,由此为基础来设置砂封槽壁的高度,槽壁越低、越薄越利于窑底气密。窑车砂封钎板应制作的高点,以底部高于窑车轮底1.8 cm为妥。砂封和窑车钎板经过改进后增加了窑下两侧的通风力度,改善了该部位的气密性能。
         窑墙曲封砖要伸出下面窑墙11 cm长,上面的窑墙与曲封砖垂直砌筑。有的窑曲封砖砌筑的凸出上下窑墙,不但在使用中容易剐断,而且诱发曲封砖缝漏气概率增加。
         窑车横向设置有凸凹状的曲封装置,分布在砌筑的垫砖和窑车梁架两头,各窑车靠拢在一起时之间相互吻合,杜绝或减少了漏气现象。
         窑炉的前端窑车下面的检修底沟内设置有两个抽风哈风,闸阀适度开启后拥有一定的风压流动,再制作多块不同规格的阻流板安放在底沟内,即可与窑内的风压形成抗衡,避免了窑下的冷风吸人,对保障火行速度,减少砖垛下部边角欠温是有力的促进。车底抽风设施从10多年前西安墙材研究设计院在隧道窑行业内示范推广,至今国内的窑炉至少七成数量还没有窑底抽风设施,成为烧结砖窑炉界的重大设计弊病之一,着实令人惋惜痛心。
         4砖垛内部颜色老过深
         砖垛内部颜色过深,不但品相差,程度严重了往往引起砖体变形、裂口增加,明显影响到制品的品质。造成的原因有:窑温、坯垛、哈风闸形、风压、坯体的含水率等。
         砖垛内部的砖由外面的砖包围着,通气散热缓慢,一般情况下温度高于外面的砖,遇到窑温偏高时高温持续的时问还要长于砖垛表面的砖,产生了过烧现象,砖的颜色就容易变深,平时操作中要把控好窑温,切忌忽高忽低,砖坯内燃掺配力争做到均匀、稳定。
         坯垛码放是否恰当也会左右砖垛内外的颜色,糟糕的垛形容易造成砖垛颜色外浅内深。无论轮窑、隧道窑内燃码坯的原则是“上密下稀、边密中稀”,即坯垛的上部和两侧要密点,中部和下部要稀点。窑墙、窑顶与坯垛的间隙在不会剐蹭坯垛的前提下越小越好,一般调控在8cm~12cm之间。在这样的码坯前提下火行速度以及窑内断面温度的均匀分布才能朝着好的方向发展。
         哈风为烧成提供氧气和预热坯体面工作,经过充分预热的砖坯理化反应会进行的相对彻底,焙烧后砖垛内外颜色差异较小。常用的哈风闸形有梯形与桥形两种,这两种间形能兼顾到火行速度与砖颜色窑温充裕的情况下,风压尽量开大点,促进热风压与砖坯的热交换,提升了预热效率。
         坯体含水率跟砖垛内部颜色深有着一定的关联,含水率高的砖坯进入焙烧窑内后,多余的水分需要更多的热能去烤干它,然后才往上升温,这样坯体在预热阶段完成的理化反应时间就变长了。如果为了窑炉的高产加入外燃煤强制提产,那么理化反应没有彻底的内部砖坯进入焙烧带后应激加剧,砖垛内部的砖颜色就有变深的趋势。
         5白砖
         砖制品出窑时呈现出红中泛白的现象,个别窑生产的砖白色还比较严重。这跟制坯原料、内燃有关,也涉及窑炉运行中的某些操作环节。
         我国地大物博,制坯原料类型繁多,有黏土、页岩、煤矸石、尾矿、河道淤泥等等,有的材料烧出的砖颜色鲜红;有的暗红;有的红中透白。
         砖坯中掺入的内燃各厂一般就近取材,所含的元素成分也是各不相同,烧结后砖制品颜色自然不尽相同。假如内燃中硫黄含量偏高时砖颜色就有泛白的走向。
         在焙烧操作时窑温高、正压强、蹲火也是造成砖色泛白的原因之一,这要从提高烧窑师傅技能与责任心,强化生产管理着手,使问题得以解决。
 
 
烧砖生产过程中的质量监控
(接续)
二、原料加工过程中的质量监控
曹世璞
 
         1、对原料的加工是包括配料、粉碎、筛分,加水搅拌、陈化、碾炼等工序,目的是使原料中的各种成份(包括内燃煤)组合满足制砖的要求,并充分混匀,及水份确实渗入泥料颗粒深处,塑性充分发挥,以利后工序的挤出成型、干燥、烧结,出优质砖。
         2.1配料过程中的质量监控:配料一是调整原料的化学成份,例如原料中的三氧化二铝不足,可以掺入铝矾土,原料中的二氧化硅的含量偏低,可掺沙等。无论那种情况都必须在弄清原料中各种化学成份的百分比,按需定量均匀掺入,不可随意。
         二是调整原料的物理性能,如前所述,当原料的塑性指数偏低时,可采取强化粉碎,增加其粉料中粘性颗粒的百分比,适当延长陈化时间促使水份渗入颗粒内部以充分激发其塑性等。
        如果原料本身的塑性太高,则可以采用掺入如粉煤灰、炉渣、废砖等完全没有塑性的所谓“瘠性材料”进行“减肥”。实验表明:.原料中每加入百分之一(重量比)的“瘠性材料”其塑性指数下降0.2~0.3。例如:泥料的塑性指数为16减去7(可称之为基本塑性指数),余9(称为富裕塑性指数),除以0.2—0.3,得45或30。即其瘠性材料的最大掺人量为45%或30%。笔者以为,宜选用下限,即30%更为稳妥,写成公式就是:(泥料的塑性指数—7)÷0.3=瘠料最大掺入量的百分数。
        我国采用内燃烧砖,当前国内的先进水平为每kg原料中内掺热量260~280Kcal,一般较好的水平是300~320Kcal。在产煤地区有高过400Kcal/g原料或更高的,那是高内燃砖,有些浪费。掺入的内燃料有煤也有煤矸石等可燃材料。
当采用内掺煤时应先确认其发热量为每1kg多少Kcal,除以300—320,即为每1kg该煤可配用多少kg页岩,写成公式就是:
煤的发热量÷300~320=每1kg可配入页岩kg数。
         如果用的是煤矸石或粉煤灰,在测定出其每1kg的发热量后应先减去其本身烧结时所需的发热量,320Kcal/kg煤矸石,剩下的才是富裕的发热量再除以300~320即为每1kg种煤矸石可以配用的页岩或粘土,写成公式就是:(煤矸石的发热量-320)÷300~320=每kg煤矸石可以配用的页岩(粘土)的kg数。
如果其本身的发热量就小于320Kcal,则不仅没有富裕发热量,在内掺煤时,还应先补足它烧结时所需要的发热量才行。
         生产中,应先计算出各种原料的配合比,坚持定量搭配,均匀给料,对页岩、粘土、煤矸石等用量较大的原料可采用箱式给料机,调整好给料闸板等调节装置随时检查保持不变,对煤炭等用量较少的燃料,宜采用更为精确的自动配料机,精确给料,并应根据煤的发热值变化随时调整配入比例。
         煤的热值应现场取样,即在煤堆多点均匀采样约1kg,粉碎后用四分法制样、烘干,在发热量测定仪中测出热值,宜采用平行法检测同一样品,检测两次,其误差应小于30Kcal/kg,否则应重新测试。
         在生产现场,每批来煤均应取样检测。
         2.2粉碎筛分过程中的质量监控:在本工序,主要应监控筛分后的粉料的颗粒级配。取样时只能在筛分后的粉料堆取样,不能在堆底取样,因全是粗颗粒,也不能在粉料堆的顶部取样,因全是细粉。正确的取样点是粉料堆的中段,宜多点采样,共采约2kg,样品取回应先干燥,然后称取1kg干粉置于分级筛中,进行筛分,分别称取各段筛下料称重,计算其含量的百分比。
         现场使用的分级筛的筛孔分别为2mm、1.2mm和0.5mm三种,筛分时把筛孔尺寸最大的筛合放最上层,筛孔尺寸最小的筛合放最下层,如图1。其底合专为筛分时装接细粉之用。
         筛分时,把称好的干粉试样倒入最上的筛合中,摇动分级筛,直至各级都不再漏粉,分别称取底合及各筛合的筛余料,依次为小于0.5mm、0.5~1.2mm、1.2~2mm及2mm以上之粉料,计算出其各种粒度粉料的百分比。必须说明:由于0.05mm筛孔太小筛分较为困难。故现场常用0.5mm筛孔的筛合,而要求其小于0.5mm的颗粒应占总量的55%~70%,塑性指数较高的原料可取下限。反之应取上限。
         2.3搅拌过程中的质量监控:加水搅拌的目的是使水和粉料充分混匀,希望每一颗粉料的外表面都与水紧密接触。因此一是加水位置应在搅拌机的进料端,采用          喷水形式对着来料皮带上落下的粉料,不但给水均匀,又有一定的防尘效果。二是随时保持搅拌机的搅拌刀片完好,因为在搅拌机中泥料和水全靠搅拌刀的旋转翻滚搅动搅拌,工艺规定搅拌刀的叶片长度磨损达20mm必须更换修补。三是给料必须均匀,任何时候都必须看见搅拌刀的搅拌叶片的顶端。那种在搅拌槽斗中堆满粉料的作法,其上部粉料根本没有参与搅拌,就走向搅拌机的出料口,纯粹是自欺欺人,决不可取。
         第一道搅拌要求加入成型水份的80%~90%,现场可采用以下直观方法进行评估。随手在搅拌机的卸料皮带上,抓一把搅拌好了的泥料,用手紧握约半分钟,张开手掌,泥料成团。用手指轻轻一弹泥团散开为合格。如握不成团,说明水份偏少,如弹不散,则是水份偏多。均应调整。
         2.4辊式破碎机(对辊机)辗炼过程中的质量监控,对辊机和常见的压面机不一样,压面机要压成一张整的面皮,其两个辊筒的转速,直径必须绝对一致。烧结砖生产上用的对辊机叫“差速对辊”,一个辊筒转得快一点,另一个必须慢一点,以便把挤压出来的“泥皮”撕破,而具有一定的混料的作用。对辊机在辊压泥料时不仅只是挤碎,还包括把水份挤进泥料颗粒内部,要求两辊之间的间隙不变,生产中主要监控这个间隙的数值。办法是:检查其辊压后的泥皮的厚度,不得超过规定,否则即应调整对混间隙。对于靠近砖机的那一台对辊来说这一尺寸为2mm。
         2.5轮辗机使用过程中的质量监控,轮辗机比对辊机多了一个对泥料进行搓揉的功能,效果更好,运行中主要监控辗盘上料层的厚度,不得超过说明书上的规定,否则辗炼效果直线下滑。办法是控制其进料的数量,进料太多,料层太厚,就失去作用了。
         2.6监控检查频次:颗粒级配每一个生产班(8小时)不少于二次,分别在开机后的一小时以内和停机前的一小时以内。如后一次检测出来的粗颗粒大幅增加,说明粉碎 机的锤头磨损严重,应即更新。
         其余各项,应随时查看,一个班不得少于四次。
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