项目主要技术创新点
①将双出风口旋风分离器专利技术首创应用到旋风预热器,降低阻力损失;
②创新地将当前技术在回转窑内焚烧生活垃圾的试验研究移置到在窑外预分解炉焚烧生活垃圾,可适用于规格大型化,垃圾量可调整,回转窑煅烧质量稳定,并消纳污染,利用废料热源,实现循环经济;
③首创用耐热钢棒串连高保温性能的窑体内衬,形成整体形保温层,提高窑体刚度,减少变形,避免红窑掉砖;
④在窑烧成带外围,研发环形热交换器专利技术, 回收利用窑体幅射热,减少烧成带热散失,节省烧成带外围冷却风机电耗;
⑤创新地提出用计算机智能控制系统对大型回转窑煅烧五大组成:旋风预热器、预分解炉、煤粉燃烧器、回转窑、冷却机全面优化集成。
1.鹏飞已有节能技术在产业化过程中的再优化投入
①本项目的五级旋风预热器的每个旋风筒采用双出口分离器后,压力损失降低15%~20%。经研究认为还有潜力,实际处理时,内部导流筒的导流口开度不方便调整。下出风口与导流筒的安装难度较大。解决方案:寻找最佳的导流筒参数,下出风口与上出风口直径比例设计优化,寻找上下出风口汇集点两支路压力损失相等的设计。
②本项目高刚度窑体内衬,将耐火砖块用耐热细棒串接,并用耐火浇注料固化,提高窑体刚度,避免红窑掉砖。这种技术在砌筑工艺上拟解决下述问题:钢棒连接的最佳长度;钢棒与耐火砖孔的最佳间隙量;钢棒对串接耐火砖的轴向预紧力实施;交接处轴的刚度问题。解决方案:冷态模型研究,热态温度场及刚度测试。研发带预紧测力显示器的工装。
③我们在日产2500吨的预分解炉作过焚烧垃圾的试验,垃圾掺入量是熟料重量的12~15%,原因是垃圾灰烬的量控制在熟料产量的2.5~3%。但理论研究认为可以加到熟料产量的4.42%的垃圾灰烬,即湿基垃圾可出来量为20%。解决方案:建设实验系统,逐渐加大垃圾掺加量进行试验,并对垃圾进料与密封装置的结构及每次加料量及加料频率作优化设计,求得最佳值值。
④煅烧节能是系统工程,不仅靠设计上科学先进,制造上精益求精,而且要靠工艺上环环紧扣,进行优化集成。解决方案:建立全线流程性参数检测控制系统,及时调整偏差,保证系统稳定运行;研发风料煤在不同工况下的匹配组合,特别是煅烧带工艺参数,最大程度减少CO含量,提高燃烧效率,拟研发智能移动的往复式煤粉燃烧器,增加燃烧器火焰中残碳与空气的接触几率。
2. 本项目节能环保煅烧的匹配工艺设计投入
焚烧垃圾需在工艺上进行一系列完善。主要包括:垃圾前期的预处理;垃圾在预分解炉的快速煅烧工艺;垃圾异味处理;垃圾焚烧过程避免二恶英产生的可靠性研究及策略;垃圾进入水泥熟料后成份及质量控制及对策。解决方案:垃圾焚烧工艺优化设计,垃圾分拣流水线设计;垃圾粉碎并螺旋挤压;预分解炉的辅助燃烧装置的在线调节与温度检测;熟料矿物成份的在线检测与控制装置的研发;二恶英产生温度区的时间控制;二恶英在线检测仪器研发;烟气中CO含量在线检测;烟气中有害气体的检测和控制。
3. 低温废气预热发电试验台研发
大型水泥回转窑的低温废气除从旋风预热器排出并经电收尘后的窑尾废气,还有冷却机出来的用于烘干湿物料、预分解炉煅烧多余的热空气,需要解决的工艺计算问题是:如何提高热交换效率,形成较高的蒸汽压力;如何解决废气中的残尘,在热交换间的堵塞;热交换及其结构形式的优化,寻求低于100度汽化的流体,减少热损失;做功蒸汽液化后的循环利用。解决方案:建设余热发电的工艺实验室,优化冷却机热交换参数,急冷熟料采取多项措施减少熟料带出的热量,提高废气回收的热量。