夏維煌

摘要本文對(duì)水煤漿作為燃料，在陶瓷廠噴霧塔制粉中對(duì)粉料造成污染的過(guò)程及機(jī)理作了闡述和分析，并從熱風(fēng)爐的除塵系統(tǒng)、水煤漿的工藝控制和調(diào)試手段三個(gè)方面介紹了相應(yīng)的解決方法，使利用水煤漿生產(chǎn)的粉料能夠用于生產(chǎn)滲花磚、微粉磚面料和超白磚等系列高檔產(chǎn)品成為現(xiàn)實(shí)，大大地降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞水煤漿，熱風(fēng)爐，除塵系統(tǒng)

1前 言

隨著資源的不斷短缺，能源的價(jià)格在飛速上漲，為了提高市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，陶瓷行業(yè)對(duì)生產(chǎn)成本的控制越來(lái)越嚴(yán)格。水煤漿作為一種價(jià)廉的燃料，其在熱風(fēng)爐中燃燒后產(chǎn)生的熱煙氣和配風(fēng)空氣形成的混合熱氣體作為噴霧塔的熱源一直被生產(chǎn)低檔磚的噴霧塔所使用，近年來(lái)被陶瓷生產(chǎn)廠家用作拋光磚制粉的燃料而越來(lái)越受到重視。在利用過(guò)程中盡管燃料成本得到大大降低，但由于水煤漿燃燒后帶入了雜質(zhì)，對(duì)粉料造成了污染，使產(chǎn)品的白度明顯下降，降低了產(chǎn)品的品質(zhì)；再加上水煤漿熱風(fēng)爐的操作困難，造成粉料質(zhì)量的不穩(wěn)定，影響了產(chǎn)品的優(yōu)等品率，這就大大制約了水煤漿在高檔拋光磚制粉生產(chǎn)中的應(yīng)用。

因此，目前生產(chǎn)高檔拋光磚系列產(chǎn)品的企業(yè)，僅僅將其用作微粉拋光磚底料的制粉生產(chǎn)工序，而無(wú)法將其用于微粉拋光磚面料、滲花磚坯料和超白磚坯料等高檔系列產(chǎn)品的制粉生產(chǎn)中。

2粉料污染的過(guò)程和機(jī)理

水煤漿在水煤漿熱風(fēng)爐中燃燒產(chǎn)生的熱煙氣，在噴霧塔抽風(fēng)機(jī)強(qiáng)大的抽力作用下，將未完全燃燒的煤灰、微小的鐵質(zhì)和不能燃燒的高溫微顆粒帶進(jìn)了噴霧塔中，在與泥漿進(jìn)行熱交換的過(guò)程中又混進(jìn)了粉料，造成了粉料的污染。

這些粉料在壓制成形后經(jīng)窯爐高溫?zé)?，雜質(zhì)中的鐵呈現(xiàn)多種價(jià)態(tài)的混合物（Fe2+、Fe3+等），形成紅色、黃色、淺黃色、褐色和黑色等顏色，經(jīng)拋光機(jī)拋光后，在20倍放大鏡下觀察，會(huì)看到大大小小的針孔，以及顏色各異的色點(diǎn)，降低了產(chǎn)品的白度；嚴(yán)重時(shí)，由于鐵質(zhì)溫度低，使產(chǎn)品拋光后產(chǎn)生熔洞，從而大大影響了產(chǎn)品品質(zhì)。由于這些雜質(zhì)的粒徑尺寸在75μm以下的達(dá)80%以上，而工藝要求進(jìn)噴霧塔的溫度又必須保證在650℃以上，所以給除去這些雜質(zhì)帶來(lái)了極大的困難。如何將這些雜質(zhì)在進(jìn)行噴霧造粒熱交換之前除去（高溫除塵），成為水煤漿熱風(fēng)爐制造商和陶瓷生產(chǎn)廠家亟待解決的難題。

3解決方式

筆者憑著多年對(duì)水煤漿在噴霧塔制粉中的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，再結(jié)合理論從水煤漿熱風(fēng)爐的除塵系統(tǒng)、水煤漿的性能和熱風(fēng)爐的調(diào)試手段三個(gè)方面來(lái)加以闡述，以達(dá)到生產(chǎn)高檔拋光磚的目的。

3.1 水煤漿熱風(fēng)爐的除塵系統(tǒng)

除塵系統(tǒng)采用三級(jí)除塵設(shè)計(jì)，即：熱風(fēng)爐上部錐體為一級(jí)除塵；重力沉降室為二級(jí)除塵；旋風(fēng)除塵器為三級(jí)除塵（結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖）。

（1） 一級(jí)除塵采用熱風(fēng)爐的上部錐體設(shè)計(jì)和助燃風(fēng)相結(jié)合的旋風(fēng)除塵原理，能除去d≥100μm的煙塵。改進(jìn)后的熱風(fēng)爐將以前的單層金屬爐殼內(nèi)襯保溫材料改為雙層金屬夾層熱風(fēng)爐，雙層金屬夾層達(dá)100mm厚的空氣層，既降低了爐內(nèi)壁的溫度，又可充分利用夾層預(yù)熱助燃風(fēng)。爐內(nèi)壁設(shè)置旋風(fēng)射流助燃風(fēng)管，這些旋風(fēng)射流助燃風(fēng)管在助燃風(fēng)機(jī)的作用下形成比較強(qiáng)的旋流，既延長(zhǎng)了水煤漿在爐內(nèi)的停留時(shí)間，保證了燃料的充分燃燒，又讓旋流風(fēng)產(chǎn)生的離心力將煙氣中的大顆粒煙塵甩向爐內(nèi)壁，起到除塵作用。

熱風(fēng)爐的上部采用錐形設(shè)計(jì)，便于煙塵粒降落，使?fàn)t內(nèi)能實(shí)現(xiàn)最大化的除塵效果。

（2） 二級(jí)除塵采用重力沉降法，能除去d≥50μm的煙塵。二級(jí)除塵的原理是利用混合氣體中煙塵自身的重量來(lái)脫離混合氣體而落入集灰斗。

經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的沉降室與傳統(tǒng)的沉降室不同，室內(nèi)沒(méi)有設(shè)置隔板，而是將進(jìn)風(fēng)管直接伸入沉降室內(nèi)，這樣既降低了沉降室的阻力，又減輕了噴霧塔抽風(fēng)機(jī)的負(fù)荷?；旌蠠峥諝庖氤两凳液?，由于截面積突然增大，降低了熱空氣的流速，再加上進(jìn)風(fēng)管直接伸入沉降室內(nèi)將熱空氣的流動(dòng)方向改變了180度，增加了熱空氣在沉降室的停留時(shí)間，更加有效地增加了降塵效果。

（3） 三級(jí)除塵裝置采用旋風(fēng)除塵器，能除去d≥5～15μm的煙塵。旋風(fēng)除塵器是一種利用旋轉(zhuǎn)氣流所產(chǎn)生的離心力將塵粒從含塵氣流中分離出來(lái)的除塵裝置。

從重力沉降室出來(lái)的熱空氣由于截面積的突然縮小，導(dǎo)致速度劇增，絕大部分熱空氣沿導(dǎo)向槽自圓筒體呈螺旋狀由上往下向圓錐體底部運(yùn)動(dòng)，形成下降的外旋含塵氣流，在強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的離心力將密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熱空氣中的煙塵粒甩向器壁，煙塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動(dòng)量和自身的重力沿內(nèi)壁下落進(jìn)入集灰斗。旋轉(zhuǎn)下降的氣流在到達(dá)圓錐體底部后，再沿除塵器的軸心部位轉(zhuǎn)而向上，形成上升的內(nèi)旋氣流，并由除塵器的中心排風(fēng)管排出。

自進(jìn)風(fēng)口流入的另一小部分氣流，則向旋風(fēng)除塵器頂蓋處流動(dòng)，然后沿排氣管外側(cè)向下流動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)排氣管下端時(shí)，即反轉(zhuǎn)向上隨上升的中心氣流一起從排氣管排出，分散在其中的塵粒也被夾帶走。

3.2 水煤漿的工藝要求

（1） 水煤漿的工藝性能：水分46～48%，細(xì)度4.5～6.0%（過(guò)200目篩），流速50～70s，過(guò)30目振動(dòng)篩。

（2） 煤質(zhì)的質(zhì)量：灰分≤12%，灰熔點(diǎn)≥1250℃，酸堿度pH為7±1。

（3） 對(duì)于灰熔點(diǎn)低的燃煤，可以采用增加高溫原料和添加劑進(jìn)行球磨的方法來(lái)提高灰熔點(diǎn)以防止結(jié)渣。

3.3 水煤漿熱風(fēng)爐的調(diào)試

（1） 調(diào)節(jié)助燃風(fēng)的配風(fēng)量，以保證水煤漿完全燃燒所需要的氧氣，當(dāng)爐膛內(nèi)的爐溫達(dá)到950～1150℃時(shí)，爐膛內(nèi)應(yīng)看到理想、均勻的透明火焰。

（2） 調(diào)節(jié)水煤漿的霧化風(fēng)壓和煤漿壓力，保證水煤漿霧化效果良好。

（3） 噴霧塔的抽煙口不能看到有黑煙冒出，應(yīng)該輕白無(wú)塵。

（4） 調(diào)試完成后，盡量不要調(diào)節(jié)水煤漿的燒嘴，減少調(diào)試過(guò)程因燃燒狀況的改變而造成雜質(zhì)過(guò)多地進(jìn)入粉料中的可能。

（5） 隨時(shí)檢查各級(jí)除塵效果。

4綜合分析

通過(guò)上述手段，對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行強(qiáng)力的凈化除塵，最大限度地降低了熱煙氣中的煙塵含量，清除的煙塵切割粒徑在200目以下的達(dá)到80%以上。

（1） 通過(guò)對(duì)超白磚生產(chǎn)的比較，由水煤漿制成的超白粉料與煤氣制成的超白粉料對(duì)比燒成，產(chǎn)品白度沒(méi)有明顯變化。

（2） 對(duì)比由改進(jìn)后水煤漿制成的常規(guī)粉料與改進(jìn)前水煤漿制成的常規(guī)粉料進(jìn)行燒成拋光生產(chǎn)，在20倍放大鏡下觀察：色點(diǎn)和毛細(xì)孔不僅減少了70%以上，而且色點(diǎn)大小和毛細(xì)孔孔徑也縮小了很多，有力地保證了高檔產(chǎn)品的粉料品質(zhì)。

（3） 因水煤漿原因帶入的雜質(zhì)影響產(chǎn)品的優(yōu)等品率小于1%，大大地提高了經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

5結(jié)論

通過(guò)水煤漿熱風(fēng)爐除塵系統(tǒng)的改進(jìn)，對(duì)水煤漿的性能進(jìn)行科學(xué)化的控制和調(diào)試。本試驗(yàn)證明：利用水煤漿生產(chǎn)的粉料可用于生產(chǎn)滲花磚、微粉磚面料和超白磚等系列高檔產(chǎn)品，可以大大地降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。相信水煤漿制粉會(huì)成為陶瓷行業(yè)高檔產(chǎn)品中一個(gè)新的發(fā)展方向。