关于窑炉脱硫与窑炉安全的看法

关于窑炉脱硫与窑炉安全的看法

冉岷

重庆国际复合材料股份有限公司重庆市400082

摘要：随着经济和科技的快速发展，现在环保压力越来越大，这对于我们砖瓦企业来说，窑炉烟气的脱硫和除尘是企业生产中的重中之重。砖瓦企业生产中，窑炉的安全也是一个重要的问题，窑炉的安全决定着企业生产的产品质量与产量，以及企业的经济利益。

关键词：窑炉安全；烟气脱硫；控制

引言

当前，工业窑炉对于空气有着较为严重的污染，也是环境保护治理较难的主要因素。对于工业窑炉环境污染问题进行解决的主要方法就是对燃料进行改变或对煤的燃烧方式进行创新，并以此为基础对环境污染问题进行解决。

1工业窑炉技术现状及发展趋势

我国的工业窑炉生产技术相较于国外发达国家而言还有较大的差距，存在综合热能消耗较高、产品质量较低等问题，这主要是由于燃烧系统的优化节能控制技术缺乏所导致的，目前我国使用的窑炉燃烧系统大多是国外产品，显示出与国内窑炉烧制的产品不相匹配、节能减排效果较低的现象和问题，并且在计算机和仪表双重控制的条件下，也增大了工业窑炉节能减排的成本，并难以实现协同控制，对工业窑炉温度控制的精度较低，实时性和可靠性较差。随着分布式控制技术和网络控制技术的普及性运用，工业窑炉制造工业也逐渐引入优化的控制技术，以实现对工业窑炉生产过程的远程监控。

2窑炉设计、施工对窑炉安全的影响

2.1窑炉的基础、窑体、梁板设计

要根据当地水文地质条件来设计窑炉的基础和板梁。

2.2通风系统的设计

窑下的通风系统设计要合理，窑下温度不能过热，可以多设几个冷风口，通过窑下平衡风机吹入冷风，对窑下进行冷却，来达到降低窑下温度的目的。

2.3窑下与窑车之间的密封

必须保证窑车高标准施工制作，窑车之间的密封保持良好，窑车与窑下的密封保持良好，不准有漏风跑火现象出现，窑下温度不超过120℃，确保窑车轴承的润滑脂不融化，使窑车安全地运行。同时，也要防止窑下温度过高导致混凝土膨胀强度下降，以保证轨道梁和板带的使用寿命。

2.4窑墙与窑下轨道安装的影响

窑墙在施工时应严格按照施工标准施工，灰缝不得超过2mm，垂直小于3mm，表面平整度平均2m，误差不超过5mm，严格勾缝。垂直膨胀缝灰缝不得超过2mm，水平表面平整度2m不超过3mm，垂直表面平整度2m不超过5mm，垂直误差小于5mm等。窑下轨道安装轨道高低误差小于1mm，轨道之间膨胀缝必须符合标准，否则会造成轨道膨胀过大，导致窑内轨道翻背，窑车掉道倒垛，会刮窑墙和曲封砖，严重时会刮掉曲封砖，甚至会刮倒窑墙造成停产。

3砖焙烧中形成的雾状硫酸对窑炉安全的影响

3.1雾状硫酸对黏土质高温耐火吊顶板的破坏机理

耐火材料主要成分都是具有很高晶格能的高熔点或分解温度很高的单质或化合物，要求它在耐火材料生产或服役过程中能形成稳定的具有优良性能的矿物。具体到粘土质耐火吊顶板，其主要成分是氧化物，如二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化镁等。焙烧窑低温区（0~6车位）窑墙设计为普通机制红砖砌筑，红砖中的主要氧化物是二氧化硅、三氧化二铁等。如果在焙烧过程中产生的雾状硫酸不能及时排出除窑外，它就逐渐附着在窑体的窑墙和窑顶板，日积月累地侵蚀烧结黏土砖和黏土质高温耐火砖，使窑体遭到破坏。侵蚀过程就是雾状硫酸在300℃~450℃的温度环境下，被吸附在焙烧的预热区域的墙体和顶板上，开始与内部的三氧化二铝、三氧化二铁进行化学反应，生成硫酸铝晶体和硫酸铁晶体，改变了原有的化合物，也就是破坏了原有的稳定组织，即AL2O3+3H2SO4=AL2（SO4）3+3H2O；Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O。

3.2焙烧窑内从硫化物或硫酸盐生成二氧化硫及硫酸的机理

窑内各区域段的温度、风速和风压（窑尾供气量的大、小即处于富氧状态还是缺氧状态）都会影响二氧化硫和硫酸的产生。在焙烧升温过程中，窑内砖坯的温度从100℃开始，一直升到1100℃~1200℃，先后都有二氧化硫（SO2）气体在窑内不同部位且不同程度地产生。以FeS2为例说明二氧化硫的产生。许多研究表明，二氧化硫的快速析出有适宜的两个温度区域，即400℃~500℃和800℃~850℃。在缺氧情况下的化学反应及分解产物。焙烧窑炉预热带的温度大都处于90℃~700℃，通常在4~7车位，其处于缺氧阶段，一旦坯体内的自由水干燥不彻底或者说进入焙烧的坯体含水率高于3%，湿坯体的自由水将再次蒸发出来，出来的水分在这个区域形成水蒸气。而二硫化铁在缺氧状态下：2FeS2=2FeS+2S。在水蒸气的作用下：3FeS2+2H2O=3FeS+2H2S+SO2；SO2+H2O=H2SO3。亚硫酸是有腐蚀性的物质。在有氧情况下的化学反应及分解产物。在不缺氧、温度在600℃左右的情况下，2FeS2+3O2=2FeS+2SO3；4FeS+9O2=2Fe2O3+4SO3，综合为4FeS2+15O2=2Fe2O3+8SO3。由此可以看出黄铁矿在焙烧窑内温度接近600℃适宜的情况下发生化学反应生成三氧化硫。三氧化硫高于44.8℃时沸腾且气化，气化的三氧化硫遇到水蒸气时则合成为硫酸，此时呈硫酸酸雾形式存在于焙烧窑内，即SO3+H2O=H2SO4。

4应采取的措施

4.1日常检查

需检查的部位分别是：①检查窑墙，一旦发现裂缝应尽快修补，外窑墙可喷入水泥砂浆，喷补时应先用压缩空气吹去缝中尘土，此时应从上往下吹，才能吹净，喷入砂浆时应从下往上喷，才能喷实，填满黏结牢固；②窑车的进车的顶车机的定位是否变化，出车牵引机的拖轮（转轮）是否与轨道摩擦力过大而偏离窑炉中心线运行；③窑车的平板台面是否平整、超宽；④窑车的行走部分：包括车轮、轴承、轴等，其中车轮必须完整无缺，一旦发生轮缘有裂纹应立即更换，以免在窑内跳道，窑车进退两难；⑤车轮应转动灵活，没有轴向窜动，否则窑车会左右摇摆，刮坏窑墙；⑥轴承采用耐高温的油脂润滑（如二硫化钼等），尤其是轴承的加油孔与轴之间应灵活而不许有灰尘侵入，否则，最好的轴承和油脂也没有用；⑦砂封板：在焙烧窑室内窑车的砂封板分别插在窑室两侧砂槽内，以隔断窑室车底部的空气，必须平整完好，坏一块换一块，不允许变形而剐蹭窑墙。

4.2脱硫脱硝的处理

窑炉的脱硫脱硝处理。在利用内燃烧结砖瓦制品时，无论是煤或煤矸石都含有硫化物。烧结过程中，煤或煤矸石中的硫化物与氧气发生反应生成二氧化硫或三氧化硫气体（还有坯体焙烧过程中氟化氢、氮氧化物、一氧化碳）通过排烟风机、送热风机、排潮风机将烟气排放到大气当中，遇到空气中的水分易生成亚硫酸或硫酸造成严重的大气污染，严重的会形成酸雨严重威胁农作物的生长，对人体的健康造成影响，所以窑炉必须做脱硫脱硝处理。在坯体燃烧过程中，排烟风机是预热带排出烟气的主要设备，窑炉预热带、焙烧带产生的大部分烟气由排烟风机送到脱硫塔进行脱硫处理。然而，由于原料掺配不合理，耗炭时间过短或耗炭少就会导致坯体内的内燃在焙烧带未能完全燃烧，内燃中剩余的有害气体会随着送热风机送到干燥窑，再通过排潮风机排放到大气中，不但污染大气也会腐蚀排潮和送热风道。送到干燥窑的热气中含有的二氧化硫等有害气体与坯体中的氧化钙反应生成硫酸钙等物质，附在坯体表面形成泛霜与泛白。综合来看，排烟与排潮都需要做脱硫处理。

结语

在日常的生产管理中，原料的掺兑比例热值必须控制合理，进车速度、风机频率与风闸调整要合理，原料选择时选择全硫量低的煤矸石与煤，通过这一系列生产工艺的改进来减少污染气体的排放，再采取其他脱硫措施确保监测气体排放达标。

参考文献：

[1]姬广庆.隧道窑烟热分离处理和利用、促进排放达标[J].砖瓦，2017（5）：56-59.