摘 要
主要從干燥介質(zhì)、噴霧干燥塔自身結(jié)構(gòu)及陶瓷泥漿的性質(zhì)等幾方面討論了噴霧干燥塔節(jié)能途徑,總結(jié)了噴霧干燥塔常用的節(jié)能措施。
關(guān)鍵詞 噴霧干燥塔 節(jié)能 干燥介質(zhì) 泥漿性能
近年來我國陶瓷工業(yè)發(fā)展迅速。2006 年我國日用陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷的產(chǎn)量均位居世界*,其中日用陶瓷產(chǎn)量高達170 億件,約占世界總產(chǎn)量的65 %;建筑陶瓷磚年產(chǎn)量約為35 億– ,約占世界總產(chǎn)量的55 %。同時我國也是能源消耗大國,建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)是油耗和電耗大戶。目前,我國陶瓷工業(yè)的能源利用率僅為28 %～30 %,與發(fā)達國家50 %～57 %的能源利用率差距還比較大。
噴霧干燥制粉是陶瓷工業(yè)高能耗的生產(chǎn)工序之一。據(jù)陶瓷廠能源審計數(shù)據(jù)顯示,噴霧干燥制粉的能耗占陶瓷廠總能耗的10～20%。隨著能源危機及市場競爭的激烈,降低噴霧干燥制粉的能耗,對降低企業(yè)生產(chǎn)成本、提高企業(yè)競爭力及促進陶瓷行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有深遠而重要的意義。
1 噴霧干燥塔節(jié)能降耗的主要措施
由于噴霧干燥過程中的能耗直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟效益及發(fā)展前景,所以陶瓷企業(yè)及行業(yè)專家們都提出了很多對噴霧干燥過程節(jié)能降耗的措施,總結(jié)起來主要有以下幾方面:首先是噴霧干燥塔本身性能結(jié)構(gòu)等方面的調(diào)整;另外是干燥物質(zhì)本身的性質(zhì)控制,燃料問題,干燥介質(zhì)性質(zhì)等方面的因素。
1. 1 干燥介質(zhì)的控制
1. 1. 1 提高熱風的進塔溫度
在出塔溫度恒定的條件下,熱風的進塔溫度（又稱進風溫度）越高,帶入的總熱量就越高,單位質(zhì)量的熱風傳遞給泥漿霧滴的熱量就越多,單位熱風所蒸發(fā)的水分也越多。在生產(chǎn)能力恒定不變的情況下,所需熱風風量減少（即減少了熱風離塔時所帶走的熱量）,降低了噴霧干燥制粉的熱量消耗,提高熱風的利用率及熱效率。但進塔熱風溫度不可過高（不超過600 ℃）,溫度太高,就會燒壞塔頂分風器。
1. 1. 2 降低熱風的出塔溫度
在進塔熱風溫度一定的情況下,熱風出塔溫度越低,進出塔溫差就越大,熱風傳遞給泥漿用于干燥的熱能就越大,所以熱風利用率就越高。但排風溫度也不可過低,低于75℃時因粉料太濕,影響正常干燥。
1. 1. 3 出塔熱風（廢氣） 的循環(huán)利用
陶瓷泥漿經(jīng)噴霧干燥制粉后,出塔熱風若被直接排入大氣,這部分熱量損失將十分可觀（約為制粉工序能耗的10 %～20 %）。所以應(yīng)該將此部分余熱充分地利用起來,如可將出塔熱風循環(huán)利用到預熱干燥工序。出塔熱風除了直接循環(huán)利用外,還可以利用熱交換器對這部分余熱儲存或交換后再利用。
1. 2 噴霧干燥塔自身因素
1. 2. 1 挑選合適的規(guī)格
陶瓷行業(yè)大部分廠家采用4000 型噴霧干燥塔,有些陶瓷廠采用5000 型和6000 型,zui大的有SACMI研制的12000 型,噴嘴多達48 個。型號越大生產(chǎn)能力越大,生產(chǎn)每噸粉的能源相對就少,廠家可根據(jù)具體情況進行型號選擇。
1. 2. 2 整體密閉型控制
由于該系統(tǒng)采用負壓操作,若有漏風就會增加能耗,所以設(shè)備各部位及連接法蘭處,熱風爐、熱風管道、排風管道的熱電偶插孔,塔體上的負壓測量孔,以及塔體下錐翻板下料器出料口,旋風除塵下料口等部位必須密封好,不能漏風。
1. 2. 3 熱風爐的控制
熱風爐是噴霧塔干燥的熱風源,其燃料消耗直接影響干燥成本的高低,所以是噴霧干燥塔節(jié)能的關(guān)鍵部分。熱風爐效率主要取決于燃油霧化噴嘴,當燃油霧化均勻且燃燒充分時,熱效率zui高,為此應(yīng)嚴格控制霧化空氣壓力和流量以及燃油壓力和流量。另外霧化噴嘴的霧化角、噴射高度、噴槍角度都應(yīng)控制在合適的范圍內(nèi)。一般霧化噴嘴的霧化角（α）為90°～120°,噴射高度為4～4. 5 m ,噴槍角度保持在110°～120°之間 ,以保證噴霧料與熱風可以進行充分的熱交換。熱風爐燃料的選擇可直接影響燃料消耗的成本,如用清潔的石油氣,輕柴油等會使成本大大增加,用重油,混合油等一定要控制其含硫量,否則廢氣中很難保證SO2排放達標。現(xiàn)在很多陶瓷廠用煤制氣中分選出來的粉煤摻合煤灰（煤轉(zhuǎn)氣中含未燃碳10 %～20 % ,有的高達20 %以上） 制水煤漿,并把煤轉(zhuǎn)氣中產(chǎn)生的酚水和焦油噴進熱風爐中燃燒,可以杜絕這些有害物質(zhì)的排放,在高溫燃燒中將其變?yōu)闊o害的水和CO2排掉。這樣不但可以大大降低燃燒成本,而且可以充分利用這些廢渣、廢液,節(jié)能降耗。
1. 2. 4 線形燃燒器的使用
傳統(tǒng)的噴霧干燥塔熱風裝置一般采用燃油（燃氣）熱風爐、鍋爐蒸汽換熱器、導熱油換熱器或電加熱供熱系統(tǒng)等。以上傳統(tǒng)的供熱系統(tǒng)都采用換熱器,而換熱器的效率決定著傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)的熱能利用效率;而且換熱器使用壽命有限,維護成本高。以線形燃燒器為核心的直燃式熱風裝置。線形燃燒器體積比較小,直接安裝在風道內(nèi),干燥介質(zhì)可直接與之接觸并快速升高到所需溫度。以線形燃燒器為核心的直燃式熱風裝置兼具節(jié)能和環(huán)保兩大特點。首先線形燃燒器燃燒機制合理,燃燒區(qū)保持有一定量的過剩空氣,既能保證燃燒*,還可抑制氮氧化物的生成。這種直燃式熱風裝置無需換熱器而直接與空氣接觸,保證了燃燒熱量對空氣的有效傳遞,熱效率高。另外,使用方便是線形燃燒器的另一特點,可通過調(diào)節(jié)燃氣調(diào)節(jié)閥來改變熱風溫度。
1. 3 泥漿的質(zhì)量控制
1） 降低陶瓷泥漿的含水率,干燥所需熱量就少,但是含水率低的泥漿流動性又不好,流動性差霧化效果就差。為解決這一矛盾,生產(chǎn)中通常加入合適的稀釋劑（減水劑）或電解質(zhì)（如水玻璃、純堿、腐殖酸等） 來調(diào)節(jié)泥漿的流動性,同時降低泥漿的含水率。筆者和廣東新明珠集團合作采用復合減水劑,泥漿水分由39. 5 %減至36 % ,球磨時間縮短了5 h ,每噸粉可節(jié)電16. 5 元,產(chǎn)量增加了18. 8 % ,年節(jié)約成本達150 多萬元。
2） 提高陶瓷泥漿溫度可有效降低泥漿粘度,改善泥漿霧化性能,防止因泥漿結(jié)晶而堵塞霧化噴嘴。所以可以利用出塔熱風回收的余熱來預熱泥漿,這是能源循環(huán)利用的有效途徑。
2 結(jié)語
噴霧干燥塔的節(jié)能除上述措施外,還可以在能源上尋找解決途徑,如開發(fā)利用新能源,合理控制燃燒過程等。當然,很多問題還需在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)和解決。陶瓷企業(yè)本著可持續(xù)發(fā)展的目的來合理改善和提高噴霧干燥塔的能源利用率,才能提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。
