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隧道窯制磚生產(chǎn)工藝 主講人 孫鋒 原料的分類1煤矸石2頁巖3粘土4粉煤灰 頁巖是一種沉積巖 是一種良好的煤矸石和粉煤灰制磚的粘結(jié)劑 頁巖粉碎后 隨其粒度組成不同 可塑性差異較大 期塑性指數(shù)一般為7 15 粘土按塑性指數(shù)分三類 高塑性粘土 塑性指數(shù)大于15 中塑性粘土 塑性指數(shù)為7 15 低塑性粘土 塑性指數(shù)小于7 粉煤灰是煤粉爐煙氣中收集的灰分 它是火力發(fā)電廠排出的廢料 粉煤灰基本無塑性 所以 一般與粘土 煤矸石 頁巖等粘結(jié)劑摻合作為制磚原料 粘結(jié)劑的用量取決于粉煤灰塑性和粘結(jié)劑塑性 粉煤灰摻量增加1 混合料的塑性指數(shù)將下降0 1 0 13 破碎車間控制的四個指標 1原料粒度2泥料塑性3泥料發(fā)熱量4一攪含水率 泥料粒度組成指泥料中各種粒徑范圍的顆粒占總泥料的百分比數(shù) 泥料塑性 經(jīng)過加水攪拌的泥料 在外力的作用下能任意改變其形狀而不發(fā)生裂紋 當外力移去后 又能保持已改變的形狀 泥料的這種性能叫做可塑性 塑性指數(shù)夏季要求7 8 冬季要求大于10 泥料的發(fā)熱量 一攪含水率 陳化 泥料在陳化庫陳化72小時以上方可使用 成型車間的四項指標 磚機擠出壓力磚機的真空度磚坯的成型率磚坯的外型尺寸 破碎車間生產(chǎn)操作要點 破粉碎與泥料制備的重要性原料場的管理破粉碎工序設(shè)備的開車與停車順序根據(jù)破粉碎設(shè)備的運行電流適時調(diào)節(jié)加料量加強安全管理確保人身安全加強設(shè)備的維護保養(yǎng)確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn) 破粉碎與泥料制備的重要性 原料破粉碎與泥料制備是指原料進場 經(jīng)過破碎 粉碎和加水攪拌成濕料后卸入陳化庫的工藝過程 泥料的制備是制磚生產(chǎn)的第一道工序 是制磚生產(chǎn)的基礎(chǔ)工序 它關(guān)系到泥料粒度組成質(zhì)量 泥料的最佳熱值 泥料產(chǎn)量和在陳化庫陳化的時間以及泥料的水分等 原料場的管理 原理場的管理首先要根據(jù)原料的種類 原料的原始狀態(tài) 含水率等分別堆放 另外 要根據(jù)季節(jié)和天氣采取防雨設(shè)施 一般進場的原料最好要經(jīng)過風化后使用 同時進行自然干燥 經(jīng)過風化和自然干燥的原料 不僅破粉碎產(chǎn)量高 而且泥料塑性好 制品合格率高 原料場能儲備容量必須滿足5天以上生產(chǎn)用量 破粉碎工序設(shè)備的開車與停車順序 破粉碎工序在生產(chǎn)過程中 料的運行是連續(xù)的 如果生產(chǎn)線中間有一臺設(shè)備沒有開車或停車 則料就會在此堆積 塞住設(shè)備 開機順序為倒開停機順序為正停 但要適當?shù)难娱L每臺設(shè)備的停車時間 以保證所停設(shè)備無負荷時 方可停車 根據(jù)破粉碎設(shè)備的運行電流適時調(diào)節(jié)加料量 破粉碎設(shè)備的功率比較大 應(yīng)在操作臺上安裝電流表 操作工可根據(jù)設(shè)備的運行電流 適時調(diào)節(jié)加料量 加料量的大小事通過給料機進行控制的 加強安全管理確保人身安全 加強設(shè)備的維護保養(yǎng)確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn) 成型車間工藝操作要點 箱式給料機是成型供料的中轉(zhuǎn)站二攪是調(diào)節(jié)泥料水分進行再攪拌的中間環(huán)節(jié)碼坯成型與切坯機口與芯具更換機口 芯具后成型操作注意事項泥條成型常見缺陷分析及其處理方法 箱式給料機的功能是給成型供料的中轉(zhuǎn)站 起著調(diào)節(jié)泥料供應(yīng)的作用 二攪的主要作用是調(diào)節(jié)泥料水分 再加水 和進行二次攪拌 對泥料進行壓實致密 碼坯質(zhì)量首先是保證碼放在窯車上的坯垛牢穩(wěn) 不塌垛 二是保證在窯內(nèi)通風良好 燒成溫度均勻 碼坯操作要做到碼放的磚坯上下垂直 不斜歪 壓好槎 堆垛四周立面平整 碼坯的原則是 邊密中稀 上密下稀 以保證氣流均布 溫度均勻 隧道干燥窯生產(chǎn)工藝技術(shù) 1干燥制度2磚坯干燥階段的劃分3磚坯干燥裂紋和變形的形成原因4避免坯垛干燥不均勻的措施 逆流式隧道干燥窯的優(yōu)點 適于大量連續(xù)生產(chǎn)機械化程度高勞動強度低熱利用率高 干燥制度的原則 是低溫大風量微正壓操作 低溫 就一般煤矸石多孔磚干燥而言 比較合適的入窯風溫是105 120 風溫太高 容易引起磚坯表面細微裂紋 這樣的磚坯進入焙燒窯燒成 裂紋將繼續(xù)擴大而造成制品裂紋 大風量 一是能為磚坯干燥提供足夠的熱量 二是大風量能把大量潮氣及時帶出干燥窯 加速磚坯的干燥 微正壓操作 能減弱窯內(nèi)氣流分層 縮小磚垛的溫差 保證整車磚坯能的道比較均勻的干燥 否則易出現(xiàn)上層的磚坯殘余水分低 而最下一層磚坯的殘余水分高 磚坯干燥階段的劃分 磚坯的加熱階段磚坯的等速干燥階段磚坯的降速干燥階段磚坯的干燥平衡階段 磚坯的等速干燥階段 等速干燥階段即自由水分排除階段 是磚坯干燥過程的主要階段 內(nèi)擴散速度等于外擴散速度 并以等速進行 在此階段 干燥速度等于自由水分的蒸發(fā)速度 干燥排除的水分是處于坯體泥料顆粒之間的水分 即收縮水 坯體產(chǎn)生收縮 即干燥收縮 在此干燥工藝操作上此時應(yīng)特別注意 若操作不當 坯體就容易產(chǎn)生干燥裂紋或變形 磚坯的降速干燥階段 坯體表面上的水分等于大氣吸附水分 蒸發(fā)面隨著水分的減少而逐漸縮向坯體內(nèi)部的毛細孔道中 干燥速度逐漸降低 磚坯干燥裂紋和變形的形成原因 坯體內(nèi)擴散速度低于外擴散速度的結(jié)果 隧道焙燒窯工藝技術(shù) 1隧道焙燒窯概況2焙燒熱工制度與操作焙燒操作工藝技術(shù)要點 隧道焙燒窯概況 隧道焙燒窯分帶隧道焙燒窯主要設(shè)施隧道焙燒窯的溫度和壓力監(jiān)控 隧道焙燒窯的優(yōu)點 1生產(chǎn)能力大 機械化程度高 勞動強度低 2操作環(huán)境比輪窯好 制品裝卸車均在常溫下進行 3使用壽命長 4熱利用合理 熱利用率高 節(jié)約能源 5制品質(zhì)量好 物理化學(xué)性能穩(wěn)定 隧道焙燒窯的工作原理是根據(jù)磚坯與氣體的逆向運動 通過磚坯預(yù)熱 焙燒 冷卻進行熱交換 使磚坯焙燒成制品的熱處理過程 窯長多為135 150米 每個車位長度是4 35米 高度一般是2 1米 隧道焙燒窯分帶 沿窯長方向分為三帶 即預(yù)熱帶 焙燒帶 冷卻帶 因為三帶具有預(yù)熱升溫 焙燒 冷卻的連續(xù)性 所以三帶不是截然分開的 根據(jù)焙燒制度 確定焙燒周期 設(shè)計隧道焙燒窯的長度及其三帶的劃分 合理的窯長與三帶的劃分應(yīng)根據(jù)磚坯的特性 焙燒周期和產(chǎn)量而定 隧道焙燒窯的主要設(shè)施有排煙風機及排煙管道系統(tǒng) 抽熱風機及其管道系統(tǒng)與水管式熱交換器 窯尾鼓風機和窯底鼓風機等 隧道焙燒窯的溫度和壓力監(jiān)控 為了保證窯爐優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn) 窯爐值班人員應(yīng)按指定的焙燒熱工制度進行操作 并對溫度和壓力等重要參數(shù)加以認真監(jiān)控 溫度監(jiān)控 溫度是焙燒過程中最重要的參數(shù) 它對產(chǎn)品的產(chǎn)量 質(zhì)量及窯爐的使用壽命均有直接的影響 壓力監(jiān)控 窯內(nèi)壓力是標志窯爐正常運行與否的最重要參數(shù) 窯內(nèi)壓力制度確定之后 基本上就確定了窯內(nèi)的通風量 通風量的變化影響窯爐溫度的升降 但窯爐溫度的變化需要一個較長的過程 而壓力變化卻是瞬時的 壓力監(jiān)控點的設(shè)置 必須是在同一部位上下成對設(shè)置 設(shè)置的部位是預(yù)熱帶 冷卻帶和焙燒帶的適當部位 焙燒熱工制度與操作 應(yīng)根據(jù)煤矸石燒結(jié)磚的特點和在焙燒過程中發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng) 制定出合理的焙燒熱工制度 焙燒熱工制度包括溫度制度 壓力制度 燃燒氣氛性質(zhì)和碼坯等 溫度制度壓力制度氣氛性質(zhì)碼窯車 溫度制度 溫度是熱量的積蓄溫度制度以溫度曲線表示 它表明在被焙過程中溫度隨時間的變化關(guān)系 溫度曲線一般分為四個階段 即由預(yù)熱升溫 最高焙燒溫度 保溫時間和冷卻曲線所組成 溫度制度是為焙燒制品的質(zhì)量和產(chǎn)量服務(wù)的 而壓力制度又是為溫度制度服務(wù)的 預(yù)熱帶緩慢升溫磚坯慢速脫水 磚坯在300 以前的低溫階段的升溫速度是關(guān)鍵 在此階段范圍內(nèi)主要是排除坯體內(nèi)部的參與水分 緩慢升溫 慢速脫水 有利于大量水汽隨煙氣及時排出 如果升溫過快 坯體內(nèi)部的水分急劇蒸發(fā) 產(chǎn)生過熱蒸汽的壓力 會造成坯體開裂 焙燒溫度和保溫 煤矸石的最高燒成溫度一般定為1050 低溫長燒 最高燒成溫度適當?shù)托?高溫車位多些 保溫時間長些 使燃燒的熱量能夠得到充分的利用 制品燒成比較均勻的被燒方法 冷卻控溫防止冷裂 壓力制度 壓力制度是指沿隧道焙燒窯長度方向的壓力分布規(guī)律 將各車位的壓力值連成曲線即為壓力曲線 壓力制度決定著要窯氣體流動狀態(tài) 影響著熱量的交換 影響著磚坯燃燒所需要的空氣量的供應(yīng)及所產(chǎn)生的煙氣的排出 影響窯內(nèi)溫度分布的均勻性 所以說壓力制度是保證氣氛性質(zhì)和焙燒溫度實現(xiàn)的重要條件 必須適量 正確地調(diào)控窯內(nèi)壓力 使其合理穩(wěn)定 窯內(nèi)壓力分布 各個不同的燃燒階段 窯內(nèi)壓力不同 零壓點 由于氣體在流動過程中能量的不斷損失 因此 在負壓 向正壓 過渡時必然有一個點 在這個點的前后 窯內(nèi)壓力相同 為零壓 該點被稱為零壓點 一般壓力制度主要是監(jiān)控焙燒帶中部以及其兩端的壓力和穩(wěn)定 0壓 點的位置 氣氛性質(zhì) 燃燒過程必須控制一定的氣氛性質(zhì) 它決定著燃燒程度的強弱 氣氛性質(zhì)分為三種 即氧化氣氛 還原氣氛 中性氣氛 這些氣氛的形成 主要取決與燃燒時空氣量的充足與否 焙燒操作工藝技術(shù)要點 煤矸石燒結(jié)磚的焙燒過程實質(zhì)上就是制品的燒結(jié)過程 燒結(jié)過程的必然條件 焙燒溫度 焙燒時間 氣氛性質(zhì) 觀察分析與調(diào)控預(yù)熱帶與焙燒帶的關(guān)系 預(yù)熱帶與焙燒帶不是截然分開的 兩帶具有預(yù)熱 升溫 燒成的連續(xù)性 從溫度方面講 預(yù)熱帶溫度是焙燒帶溫度的基礎(chǔ)溫度 預(yù)熱帶與焙燒帶之間存在著相互依賴 又相互制約的關(guān)系 燃燒強度與供風量 燒成溫度 高溫車位數(shù)與高溫點 都與磚坯在窯內(nèi)的燃燒強度有直接關(guān)系 燃燒強度的強或弱 又與供風量密切相關(guān) 窯車碼坯量進出車與進車制度 利用改變進車制度 可以有效地調(diào)整預(yù)熱帶的溫度及焙燒帶高溫點的分布位置 窯體密封 窯體密封的好壞對窯內(nèi)的壓力 溫度影響很大 應(yīng)該經(jīng)常注意的是進車端窯門的密封情況 壓力調(diào)節(jié) 壓力調(diào)節(jié)的原則是穩(wěn)定窯內(nèi) 0壓 點的位置和窯內(nèi)壓力與窯車下的壓力平衡 切忌 0壓 點跑到冷卻帶抽熱風管的后面 這樣會發(fā)生嚴重的氣體倒流事故 窯內(nèi)壓力與窯車下面壓力的平衡很重要 也很難調(diào)節(jié) 窯體密封 窯體密封的好壞對窯內(nèi)的壓力 溫度影響很大 應(yīng)該經(jīng)常注意的是進車端窯門的密封情況 特別是二道截止門的密封情況 排煙風機抽力的變化 排煙風機抽力的大小 直接影響到窯內(nèi)的溫度和壓力 解決措施 1清除排煙管道內(nèi)的煙塵 2排煙風機葉輪被含硫煙氣腐蝕 則應(yīng)更換葉輪 燒成設(shè)備的維護保養(yǎng) 脫硫工藝 石灰 石灰石 石膏法石灰是利用石灰或石灰石吸收母液吸收煙氣中的二氧化硫 反應(yīng)生成亞硫酸鈣 硫酸鈣 進化后的煙氣可達標排放 優(yōu)點 吸收劑原料易得 價廉 運行費用低 副產(chǎn)物容易處理 技術(shù)成熟 運行可靠 根據(jù)煙氣脫硫副產(chǎn)品的形成過程 可分為常態(tài)氧化 強化氧化和抑制氧化三種方法 常態(tài)氧化過程是指在自然條件下吸收 產(chǎn)物亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣 強化氧化是指向吸收器底部或外部儲槽的漿液中噴入或鼓入空氣 把亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣 其主要副產(chǎn)品是硫酸鈣 抑制氧化是指吸收了SO2的漿液中添加硫代硫酸鹽或硫磺等物質(zhì) 抑制硫酸鈣生成 其主要副產(chǎn)品是亞硫酸鈣 強化氧化和抑制氧化可以減少硫酸鈣在吸收器底結(jié)垢 化學(xué)原理 石灰 石灰石法煙氣脫硫的主要化學(xué)方應(yīng)如下 SO2溶解 SO2 氣 SO2 液 SO2 液 H2O HSO3 H HSO3 H SO32 石灰溶解 CaO H2O Ca OH 2Ca OH 2 Ca2 20H 石灰石溶解 CaCO3 固 CaCO3 液 CaCO3 液 Ca2 CO32 吸收溶解的SO2 Ca2 SO32 CaSO3 液 CaSO3 液 H2O CaSO3 H2O氧化 HSO3 O2 H SO42 Ca2 SO42 CaSO4 液 CaSO4 液 2H2O CaSO4 2H2O 固 共沉淀 Ca 1 2 SO32 SO42 H2O Ca SO3 1 SO4 H2O 上述反應(yīng)實在氣 液 固三相之間進行的 實際過程相當復(fù)雜 反映的控制過程是氣相SO2以及固相Ca或CaSO3在溶液中的溶解擴散過程 正常運行時 要求固相的溶解擴散速度應(yīng)大于氣相的吸收速度 氣相傳質(zhì)在整個反應(yīng)過程中起控制作用 工藝流程 主要系統(tǒng) 煙氣系統(tǒng)吸收和氧化系統(tǒng)吸收及制備系統(tǒng)石膏脫水系統(tǒng)石膏存儲系統(tǒng)工藝水 工業(yè)水和廢水系統(tǒng)事故儲罐和地坑系統(tǒng)控制系統(tǒng)主要順序控制系統(tǒng) 用石灰石漿液吸收SO2 漿液的pH大于7時 會發(fā)生吸收CO2的反應(yīng) 降低石灰石的利用率 漿液的pH過低會有較強的腐蝕性 對設(shè)備 管道的材質(zhì)要求較高 所以要控制適宜的pH 采用石灰漿液時pH控制為5 6 石灰石漿液的pH控制為6 7 工藝主要參數(shù) 1 漿液的pH對SO2的吸收影響很大 新鮮漿液吸收SO2后 pH值迅速下降 當pH低于6時 下降速度減慢 而當pH低于4時幾乎不在吸收SO2 2吸收溫度 根據(jù)吸收過程的氣液平衡可知 吸收溫度越低越有利于吸收SO2 3粒度 石灰 石灰石的粒度越小 脫硫率及石灰利用率越高 一般控制在200 300目 4吸收液的過飽和度 石灰 石灰石漿液吸收SO2后生成亞硫酸鈣和硫酸鈣 在循環(huán)操作中 飽和或過飽和的溶液會在設(shè)備或管道表面結(jié)晶引起堵塞 所以吸收液應(yīng)維持在飽和度以下 5液氣比L G 增大液氣比則吸收過程的推動力增大 有利于SO2吸收 6亞硫酸鈣的氧化 亞硫酸鈣的氧化速度與漿液的pH 通入空氣量 空氣壓力及溫度有關(guān) 煙氣系統(tǒng) 煙氣系統(tǒng)的主要做用是進行脫硫的投入和切除 為脫硫提供煙氣通道 煙氣系統(tǒng)的主要包括 煙道 原煙氣擋板門 凈煙氣擋板門 旁路擋板門 擋板門密封系統(tǒng) 增壓風機及其輔助系統(tǒng) 煙氣換熱系統(tǒng) GGH 及其輔助系統(tǒng) 吸收和氧化系統(tǒng) 這是濕法煙氣脫硫技術(shù)最核心的系統(tǒng) 其最主要的設(shè)備包括吸收塔 除霧器和氧化槽 吸收塔 吸收塔是濕法煙氣脫硫系統(tǒng)最重要的裝置 一般采用逆流噴淋塔 要求氣液接觸面積大 氣體吸收好 壓力損失小 除霧器 作用是去除冷煙氣中大粒徑的水分 一般設(shè)置在凈煙氣出口 通常為二級除霧器 并設(shè)置沖洗水 間歇沖洗除霧器 氧化槽 氧化槽的功能是接受和儲存脫硫劑 溶解石灰石 鼓風氧化CaSO3 結(jié)晶生成石膏