原料车间的燃料控制及干法制粉浅析
来源:    发布时间: 2017-02-24 11:29   183 次浏览   大小:  16px  14px  12px

喷雾干燥制粉是陶瓷工业高能耗的生产工序之一,其燃料的控制是原料车间成本控制的一个重要环节。据陶瓷厂能源审计数据显示,喷雾干燥制粉用燃料占陶瓷厂总能耗的1/3。随着能源危机及市场竞争的激烈,降低喷雾干燥制粉的能耗,对降低企业生产成本、提高企业竞争力及促进陶瓷行业可持续发展具有深远而重要的意义。
喷雾干燥塔节能降耗的主要措施
由于喷雾干燥过程中的能耗直接影响着企业的经济效益及发展前景,所以陶瓷企业及行业专家们都提出了很多对喷雾干燥过程节能降耗的措施,总结起来主要有以下几方面。
1、干燥介质的控制
提高热风的进塔温度:在出塔温度恒定的条件下,热风的进塔温度(又称进风温度)越高,带入的总热量就越高,单位质量的热风传递给泥浆雾滴的热量就越多,单位热风所蒸发的水分也越多。在生产能力恒定不变的情况下,所需热风风量减少(即减少了热风离塔时所带走的热量),降低了喷雾干燥制粉的热量消耗,提高热风的利用率及热效率。但进塔热风温度不可过高(不超过600 oC),温度太高,就会烧坏塔顶分风器。
降低热风的出塔温度:在进塔热风温度一定的情况下,热风出塔温度越低,进出塔温差就越大,热风传递给泥浆用于干燥的热能就越大,所以热风利用率就越高。但排风温度也不可过低,低于75℃时因粉料太湿,影响正常干燥。
出塔热风(废气) 的循环利用:陶瓷泥浆经喷雾干燥制粉后,出塔热风若被直接排入大气,这部分热量损失将十分可观(约为制粉工序能耗的10 %~20 %)。所以应该将此部分余热充分地利用起来,如可将出塔热风循环利用到预热干燥工序。出塔热风除了直接循环利用外,还可以利用热交换器对这部分余热储存,或交换后再利用。
2、喷雾干燥塔自身因素
挑选合适的规格:陶瓷行业大部分厂家采用6000 型喷雾干燥塔,有些陶瓷厂采用8000 型和10000型,最大的有12000 型,喷嘴多达54 个。型号越大生产能力越大,生产每吨粉的能源相对就少,厂家可根据具体情况进行型号选择。
整体密闭型控制:由于该系统采用负压操作,若有漏风就会增加能耗,所以设备各部位及连接法兰处,热风炉、热风管道、排风管道的热电偶插孔,塔体上的负压测量孔,以及塔体下锥翻板下料器出料口,旋风除尘下料口等部位必须密封好,不能漏风。
热风炉的控制:热风炉是喷雾塔干燥的热风源,其燃料消耗直接影响干燥成本的高低,所以是喷雾干燥塔节能的关键部分。热风炉效率主要取决于燃油雾化喷嘴,当燃油雾化均匀且燃烧充分时,热效率最高,为此应严格控制雾化空气压力、流量以及燃油压力、流量。另外雾化喷嘴的雾化角、喷射高度、喷枪角度都应控制在合适的范围内。一般雾化喷嘴的雾化角(α)为90o~120o,喷射高度为4~4.5 m ,喷枪角度保持在110o~120o之间 ,以保证喷雾料与热风可以进行充分的热交换。热风炉燃料的选择可直接影响燃料消耗的成本,如用清洁的石油气、轻柴油等会使成本大大增加,用重油,混合油等一定要控制其含硫量,否则废气中很难保证SO2排放达标。现在很多陶瓷厂用煤制气中分选出来的粉煤掺合煤灰(煤转气中含未燃碳10 %~20 % ,有的高达20 %以上) 制水煤浆,并把煤转气中产生的酚水和焦油喷进热风炉中燃烧,可以杜绝这些有害物质的排放,在高温燃烧中将其变为无害的水和CO2排掉。这样不但可以大大降低燃烧成本,而且可以充分利用这些废渣、废液,节能降耗。
3、泥浆的质量控制
降低陶瓷泥浆的含水率,干燥所需热量就少,但是含水率低的泥浆流动性又不好,流动性差雾化效果就差。为解决这一矛盾,生产中通常加入合适的稀释剂(减水剂)或电解质(如水玻璃、纯碱、腐殖酸等) 来调节泥浆的流动性,同时降低泥浆的含水率。
提高陶瓷泥浆温度可有效降低泥浆粘度,改善泥浆雾化性能,防止因泥浆结晶而堵塞雾化喷嘴。所以可以利用出塔热风回收的余热来预热泥浆,这是能源循环利用的有效途径。
干法制粉的推广和与应用
干法制粉工艺中,一般讲原料配方比较简单,这样可避免原料在加工过程中出现分层现象。由于干法工艺中,原料杂质难去除,一般选用比较纯的原料。原料粉碎中,各种原料依据自身特性,选用不同的粉碎设备单独粉碎,这样可提高粉碎效率,也可保证配方对各原料细度的要求.
干法制粉工艺流程一般为:原料粗、中、细碎→配料→细磨→过筛→增湿→造粒→干燥→筛分除铁→陈腐→干压成形。原料被粉碎后(粒度≤40mm)被分别放置在喂料斗中,原料在自重的作用下由底部排除,经置于喂料斗底部的电子皮带秤和上料皮带机,输送到立式磨机内进行研磨,研磨后合格的粉料通过风力输送,经过旋风集料器和脉冲布袋集料器进行收集,然后经气流输送系统将粉料输送到储料仓内。储料仓内的粉料经仓底的螺旋输送机,将粉料加入到称重计量斗内,当粉料进入计量斗后的重量达到设定好的重量后,螺旋输送机停止加料,计量斗底部的出口打开为造粒机加料,造粒机开始造粒。经造粒机成型后的颗粒通过造粒机底部卸出,经过优化机二次优化,优化后的料粉,进入到干燥流化床,最后干燥、优化后的颗粒,经大倾角皮带机直接进入到料仓,经陈腐后使用。
干法制粉用到的设备主要为造粒机和立式磨机。造粒机由直段和曲段筒组成,筒体可以旋转,旋转速度依所需粉料的性能而调节,在筒体内有一组特殊的增湿加水装置,高速旋转时,其离心力作用,使水雾化,并与粉料结合。同时该装置起到搅拌作用,形成水料结合的颗粒,并经筒体的曲段滚动,达到造粒的目的。
采用立式磨机取代传统的球磨机,并改变了粉料输送系统,大大提高了磨粉的效率,节省了电能的消耗。立式磨机过去一直用于水泥、化工等行业,将立式磨机引进到陶瓷墙地砖制粉工艺中,作为干法制粉新工艺原料研磨的粉磨设备。在粉料输送方面采用新型细粉气力输送系统,有效避免了细粉输送过程中的二次污染,增加了生产中的清洁度。其原理为:将配比好的原料经立式磨机的进料口加入到其内部,减速机带动磨盘旋转,通过磨盘和磨辊的相对旋转挤压,将磨盘上的原料压制成细粉,细粉通过高压风机吹到立式磨机上方的选粉机,粒度合格的粉料经气力输送系统进入到料仓,不合格的大颗粒粉料,重新返回到立式磨机内进行二次研磨,依此循环工作。
干法制粉生产工艺减少了干燥塔燃煤制粉环节,解决了瓷砖生产过程中干燥塔所造成的粉尘、烟雾、硫化物等多方面对环境的污染和影响。既良好地保护了环境,又有效地利用了原料。

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