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生產陶瓷的一個重要過程是燒成,燒成是在窯爐中進行的。陶瓷生產的窯爐有連續(xù)式的(隧道窯)也有間隙式的(倒焰窯),不管是隧道窯還是倒焰窯,其熱效率都比較低。效率低的原因除了燃燒損失、散熱損失等原因外,重要的一點是排煙損失。隧道窯廢氣帶走的熱量損失約占總熱量的20%~40%,而倒焰窯廢氣帶走的熱量約占30%~50%。因此回收窯尾廢氣的熱量加以利用是提高窯爐效率的關鍵。國內隧道窯排煙溫度一般在200~300℃,也有高達400℃,個別倒焰窯的排煙溫度可高達560℃。一方面窯爐排煙帶走大量余熱,另一方面為了干燥坯件,一些工廠又另外建造窯爐或鍋爐產生熱風和蒸汽以滿足烘干坯件的要求。近年來,隨著節(jié)能技術的不斷開發(fā)和推廣,熱管技術已在陶瓷煙氣余熱回收中得到應用。采用北京榮星時代機電科技發(fā)展有限公司熱管換熱器來回收煙氣中的余熱加熱空氣作為烘干坯件的熱源,可以取得較好的節(jié)能效果。下面只是淺談下隧道窯余熱的利用。
為了充分利用隧道窯的余熱,下面從冷卻帶余熱利用和高溫煙氣的再利用等方面來略談其余熱的利用。
冷卻帶的余熱利用情況-——————隧道窯燒嘴
在新型隧道窯的冷卻帶,其余熱的利用共分為二大部分,基本沿用傳統(tǒng)的余熱利用方法。其一是急冷區(qū)的熱氣,將其抽出后送至燒嘴用于助燃,另一部分是緩冷區(qū)的熱氣,將其抽出后直接送成型工段,用于該工段的坯體干操。
高溫煙氣的再利用情況
a.高溫噴嘴直接用煙氣-——————隧道窯燒嘴
在引進的隧道窯中,有很多是在預熱帶設置多對燒嘴以提高預熱帶溫度。我們在研制新型隧道窯時注意吸收消化引進隧道窯先進的一面,不用燒煤氣升溫,而是把其中一對排煙口的高溫,煙氣引出后直接通過噴嘴噴入窯內,起到了引進隧道窯在該段設置低溫燒嘴的同樣的作用。
b.預熱帶攪拌風
在總煙道中設置一組熱交換器,把交換來的熱空氣抽出后直接送入預熱帶,與高溫煙氣在同截面的上、下火道的位置上分別進入到窯內,以調節(jié)控制預熱帶的溫度制度和壓力制度。
c.用于白坯的干燥和升溫-——————隧道窯燒嘴
為配合新型隧道窯的溫度制度,我們在研制時在該窯的前方設置了一條長約 30.0m 的干操隧道。經過熱交換后的廢煙氣被排煙風機抽出后又被分為兩部分送出,其中的一部分被送入干燥隧道的兩側墻的中空部分,實現(xiàn)對通過干燥隧道的白坯進行干燥和升溫的目的。通過調節(jié)有關閘板,來控制通入干操隧道的廢煙氣的量,從而達到控制隧道內溫度的目的。
d.用于施釉工段的坯體干燥-——————隧道窯燒嘴
從排煙風機中出來的另外一部分廢煙氣,被強制通過一條呈“非”字型的煙道,以地炕的形式對存放在其上方地表面上的素坯實施最后的干燥。煙道通過的整個室內部分為施釉工段,等待施釉的素坯全部在此處存放,同時,剛施過釉的白坯在此處等待裝車,亦得到了初步干燥。
e.用于石膏模具的烘干
石膏模具烘干隧道設置在施釉工段廠房的墻外側,經過施釉工段的煙氣從烘干隧道的入口端進入設在隧道底部的煙道內,在設在出口端的煙囪及排煙風機的共同作用下通過兩條并列的烘干隧道。經過一定的自然干燥期的各種石膏模具在烘干隧道內被強制性烘干,最后廢煙氣從煙囪里排放到大氣中。
單位合格產品熱耗是評價窯爐設計和操作的主要指標,在設計時應盡量降低無用熱量,采用輕型的無窯車的,使用煤氣為燃料的明焰露裝的結構。在操作時應盡量降低離窯煙氣的溫度,降低煙氣中的空氣過剩系數,減少窯內溫差,縮短燒成時間。把單位質量的熱耗降至最合理的水平,使窯爐在最佳狀態(tài)下操作。但是利用好余熱就可以相應的降低熱耗?,F(xiàn)有的各種陶瓷燒成窯爐,或是排煙溫度很高、或是因漏風嚴重,表觀排煙溫度雖不很高,但排煙量很大,造成排煙損失過大。所以有效的利用余熱可以節(jié)能同時可以減少煙氣排入到大氣的量。