項目主要技術創新點
①將雙出風口旋風分離器專利技術首創應用到旋風預熱器,降低阻力損失;
②創新地將當前技術在回轉窯內焚燒生活垃圾的試驗研究移置到在窯外預分解爐焚燒生活垃圾,可適用于規格大型化,垃圾量可調整,回轉窯煅燒質量穩定,并消納污染,利用廢料熱源,實現循環經濟;
③首創用耐熱鋼棒串連高保溫性能的窯體內襯,形成整體形保溫層,提高窯體剛度,減少變形,避免紅窯掉磚;
④在窯燒成帶外圍,研發環形熱交換器專利技術, 回收利用窯體幅射熱,減少燒成帶熱散失,節省燒成帶外圍冷卻風機電耗;
⑤創新地提出用計算機智能控制系統對大型回轉窯煅燒五大組成:旋風預熱器、預分解爐、煤粉燃燒器、回轉窯、冷卻機全面優化集成。
1.鵬飛已有節能技術在產業化過程中的再優化投入
①本項目的五級旋風預熱器的每個旋風筒采用雙出口分離器后,壓力損失降低15%~20%。經研究認為還有潛力,實際處理時,內部導流筒的導流口開度不方便調整。下出風口與導流筒的安裝難度較大。解決方案:尋找最佳的導流筒參數,下出風口與上出風口直徑比例設計優化,尋找上下出風口匯集點兩支路壓力損失相等的設計。
②本項目高剛度窯體內襯,將耐火磚塊用耐熱細棒串接,并用耐火澆注料固化,提高窯體剛度,避免紅窯掉磚。這種技術在砌筑工藝上擬解決下述問題:鋼棒連接的最佳長度;鋼棒與耐火磚孔的最佳間隙量;鋼棒對串接耐火磚的軸向預緊力實施;交接處軸的剛度問題。解決方案:冷態模型研究,熱態溫度場及剛度測試。研發帶預緊測力顯示器的工裝。
③我們在日產2500噸的預分解爐作過焚燒垃圾的試驗,垃圾摻入量是熟料重量的12~15%,原因是垃圾灰燼的量控制在熟料產量的2.5~3%。但理論研究認為可以加到熟料產量的4.42%的垃圾灰燼,即濕基垃圾可出來量為20%。解決方案:建設實驗系統,逐漸加大垃圾摻加量進行試驗,并對垃圾進料與密封裝置的結構及每次加料量及加料頻率作優化設計,求得最佳值值。
④煅燒節能是系統工程,不僅靠設計上科學先進,制造上精益求精,而且要靠工藝上環環緊扣,進行優化集成。解決方案:建立全線流程性參數檢測控制系統,及時調整偏差,保證系統穩定運行;研發風料煤在不同工況下的匹配組合,特別是煅燒帶工藝參數,最大程度減少CO含量,提高燃燒效率,擬研發智能移動的往復式煤粉燃燒器,增加燃燒器火焰中殘碳與空氣的接觸幾率。
2. 本項目節能環保煅燒的匹配工藝設計投入
焚燒垃圾需在工藝上進行一系列完善。主要包括:垃圾前期的預處理;垃圾在預分解爐的快速煅燒工藝;垃圾異味處理;垃圾焚燒過程避免二惡英產生的可靠性研究及策略;垃圾進入水泥熟料后成份及質量控制及對策。解決方案:垃圾焚燒工藝優化設計,垃圾分揀流水線設計;垃圾粉碎并螺旋擠壓;預分解爐的輔助燃燒裝置的在線調節與溫度檢測;熟料礦物成份的在線檢測與控制裝置的研發;二惡英產生溫度區的時間控制;二惡英在線檢測儀器研發;煙氣中CO含量在線檢測;煙氣中有害氣體的檢測和控制。
3. 低溫廢氣預熱發電試驗臺研發
大型水泥回轉窯的低溫廢氣除從旋風預熱器排出并經電收塵后的窯尾廢氣,還有冷卻機出來的用于烘干濕物料、預分解爐煅燒多余的熱空氣,需要解決的工藝計算問題是:如何提高熱交換效率,形成較高的蒸汽壓力;如何解決廢氣中的殘塵,在熱交換間的堵塞;熱交換及其結構形式的優化,尋求低于100度汽化的流體,減少熱損失;做功蒸汽液化后的循環利用。解決方案:建設余熱發電的工藝實驗室,優化冷卻機熱交換參數,急冷熟料采取多項措施減少熟料帶出的熱量,提高廢氣回收的熱量。