燃煤高温热管热风炉干燥工艺.pdf

1 2 2 0 0 6 年第 1 期 石油和化工节能 燃煤高温热管热风炉干燥工艺 张俊如 尹立军 1天津华能集团能源设备有限公司 陈付军 赵福齐 2河北邢台银尊钡盐有限责任公司 摘要针对钡盐行业中存在的干燥成本高、 产品质量不稳定的问题，介绍了以燃煤热风炉为热源的干 燥工艺， 描述了燃煤热风炉的结构特点和技术性能特点，该工艺达到了产品稳定、节能降耗的目的，说明 燃煤热风炉是理想的干燥热源。 关键词热风炉重晶石钡盐 钡盐生产中，重晶石的还原是用最廉价的燃料 煤作还原剂，而产品干燥却有相当多的企业仍以昂 贵的柴油为燃料。其工艺为柴油直接燃烧产生热烟 气，在转筒中与物料直接接触 烟气与物料顺流 ， 完成脱水过程。 干燥成本占产品总成本的2 0 ％ 左右， 且常常出现烟气污染物料现象，使产品质量得不到 保障。因此，笔者采用燃煤型高温热管热风炉对其 进行了改造，收到了预期的效果。 1改造工艺 1 ． 1政造 后工艺流程 图 见图 1 混 煤 ’磺 攀 热 皿 圜一 匾 圜 匡 l ． ．一 一 镪 盐 物 料一随 煎 王劂 一 丝 } 空 图 1改造舌工艺流程图 1 ． 2燃煤型热风炉结构特点 燃煤热风炉采用分体式布置形式，整个系统由 固体燃烧炉、高温喷流换热器、中温插件换热器、 热管换热器、循环系统、鼓风机、引风机等部分组 成 。 1 固体燃料燃烧炉 采用水平往复炉排或链条炉排两种型式，并采 用自 动控温调速技术，克服了固定炉排间歇加煤带 来的冒黑烟、供热不良的缺点和不能及时拨火、除 渣造成燃烧不完全等弊病。炉内设置两个燃烧室和 二次风机构，使煤中的燃气和炭充分燃烧，提高了 燃烧效率。同时，在燃烧炉中设置高温除尘装置， 控制了进入换热器的粉尘含量，减少了对换热管的 磨损 。 2 高温 喷流换热器 采用国际上冶金行业较为先进的气一气换热 结构，换热管由外管和喷流内管组成。来 自喷流内 管的高速气流冲击在换热外管的弧形内壁，具有破 膜作用， 较大地提高了内壁的传热系数， 可达到9 5 0 w ／ m ℃以上，并使换热管的平均工作温度降 低，提高换热器的使用寿命。通过选取不同材质和 布置方式，可使供热温度达到5 5 0 ℃以上。 3 中温插件换热器 采用螺纹换热管同时内设旋转绕流子，使空气 在管内高速旋流，减少了边界气膜热阻，提高了换 热器的传热系数，可达 3 O w ／ m 2 ℃以上。 4 低温热管换热器 采用宇航高科技产品一一热管技术作为换热 系统的最后一级，热管具有高导热性，利用真空相 变原理进行工作，传递汽化潜热，具有超导性能， 低温差传热能力；换热两流体均走管外，可以翅片 化，强化换热；热源分汇等。 采用热管换热器作为热风炉最后一级，可有效 将排烟温度降低 1 6 0 ℃左右，而不存在积灰、 ’ 腐蚀 和系统庞大的缺点，大大提高热风炉热效率。 5 烟气再循环技术 如前所述，影响热风炉寿命的主要因素是高 温灼烧。为此，在循环式高温热风炉的设计中创 维普资讯 石油和化工节能 2 0 0 6 年第 1 期 - 1 3 造性地使用了烟气再循环技术，即将尾排烟气引 回燃烧混合室，通过控制掺混比例。一方面保证 了换热器长期运行 的许用温 度 ， 另 一方面降低 了 炉膛的工作温度， 减少了炉项挂渣现象， 有效提 高 了热风 炉 的寿 命 ， 同时提 高 了热 风炉 的热 效 率 。 6 采用合理的布置和换热结构 采用分体式布置，燃烧炉、换热器各成一体， 保证了燃烧充分、换热完全，最大供热量能做到 1 ． O 5 k w 。换热系统采用逆叉流换热方式，即烟气 走管外，空气走管内。一方面有效控制换热器的积 灰，即使积灰也容易清理另一方面强化了换热， 降低系统阻力 ，减 少风机 功耗。同时在整个系统 中采用 自动上煤、 自动除渣 ，配备了具有 电力 驱 动 、控制 、监测等 功能的电控 设备。保证系统正 常工作 。 1 ． 3热风 炉的技术性能特点 通过以上行之有效的措施，保证了热风炉具有 以下技术特点 1 以煤为燃料 ，且煤种适应性强 2 结构布置紧凑合理，热效率大于 7 0 ％ 3 供热温度稳定，输出热空气温度可达 6 0 0 ℃ 以上 4 安全可靠性高 ，运行维护简单且费用极 低 5 使用寿命长，可达 l O年以上 6 烟气黑度在林格曼 一级 以下 ，烟尘排放 量在 1 0 0 m g ／ m 标准状态下 以下。 燃煤热风炉采用分置式布置，改变了以往热风 炉的燃烧状况，同时将高温喷流、中温插件、低温 热管和烟气循环技术有机结合，保证了热风炉高 效、可靠、环保、长寿命运行 ，为企业节能降耗创 造了条件。 2应用情况 河北邢台银尊钡盐有限责任公司年产碳酸钡 1 0 0 0 0 t ，改造前以柴油为燃料，产品干燥热源能 耗 4 3 k t ，费用 1 7 7 ． 2元／ t 。因烟气与物料直接 接触，使产品白度受到影响；改用燃煤热风炉后， 干燥热源能耗费用降为 7 5 ． 1元／ t ，产品白度有了 明显改善。 外观质量 使用 C - 6 0颜式燃烧器产品色度不一致，时 黄时暗，有过烧现象。 使用R H 一 8 O热风炉产品白度一致。 内在质量 使用 C - 6 0颜式燃烧器产品总硫、盐酸不溶 物灼烧残渣时高时低，产品一般在合格品范围内。 使用 R H - 8 0 热风炉产品总硫、盐酸不溶物灼 烧残渣指标全部在优等品范围，产品一般在一等品 范围内，且非常稳定 安全运行情况使用 C - 6 0颜式燃烧器，燃料 O 号柴油为易燃易爆液体，储存不方便，生产使用 极不安全，使用 R H - 8 O 热风炉，安全性能极好，且 方便操作。 人工费两者一样，全部为 1 ． 8 7元／ t ，因为 改用热风炉后并无人员增加 。 产品改造前后消耗对照，见表 l 表 l 产品改造前后消耗对照表 燃料 改造前柴油 改造后混煤 产品质量 白度增加 燃料用量，k g ／ t 4 3 l 7 5 燃料价格 ， 元／ k g 4 ． O O O ． 3 5 耗电量，k W h ／ t 4 ． 7 l 7 ． 1 电价，／ k W h O ． 7 O ． 7 人工费，元／ t 1 ． 8 7 1 ． 8 7 热源总成本， 元／ t 1 7 7 ． 2 7 5 ． 1 3结束语 经过两年来的运行情况看，卧式燃煤型高温热 管热风炉节能效果明显， 产品质量提高， 运行稳定。 目 前该热风炉已广泛应用于白炭黑、高岭土、氯化 钙、碳酸钙等 5 0多种产品的生产中，取得了良 好 的技术、经济效果。燃煤型高温热风炉是适合中国 国情的理想热源。 作者筒介张俊如， 男， 1 9 5 3 年生， 硕士毕业， 高级工程师，享受国务院特殊津贴专家，主持参加 的项目曾获天津市科技成果一、 二等奖。 联系电话 0 2 2 2 9 1 1 0 0 1 6 。 维普资讯