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烧结砖生产中的污染以及控制的方法

烧结砖生产中的污染以及控制的方法

发布日期:2017-11-27 作者: 点击:

随着国家对环境保护要求的不断严格,烧结砖生产企业做好环境保护,控制环境污染已成为企业发展的必然选择,从建厂设计到生产运行每个环节都需要有着严谨的规划要求。主要体现在以下几个方面:

一、对专业设计要求

(1)对工厂总平面布置的要求

对于产生粉尘的生产车间(工段),如破碎、筛分等,应力争布置在主导风向的下风侧,并与厂区有一定的防护距离(相距100~300m)。厂房最好南北向布置,以利于自然通风,避免西晒。

(2)对建筑处理的要求

 对于产生粉尘的生产车间(工段),其墙壁、地板、楼板(或天棚)必须平整。天花板尽量做成平的。墙壁与地面、墙壁与墙壁、墙壁与天花板相交处,一般为圆弧形。所有窗子的窗框应装在内墙的同一平面上,以使其没有窗台。地面要平整,以利于清扫。

在胶带机通廊与厂方连接的地方,应尽量装设隔断墙或减少通道口的面积,以减少空气流动。

管道、溜槽等在楼板上穿过的孔洞四周空隙应封闭,以免粉尘落到下层室内,应尽量不设或少设栅式地板、平台或楼梯,以防止粉尘通过栅格而落到下层工作面上。

(3)对车间工艺布置的要求

车间工艺布置应考虑卫生条件要求和气象条件,并预留布置通风除尘及其他有关改善劳动条件的设施。对于易扬尘的物料,在输送过程中应尽量采用慢速、减少其转运点、缩短运输距离、降低进出料落差。此外,工艺布置时,应便于采取隔离、密闭等技术措施,防止粉尘扩散。

二、密闭尘源的方法

密闭尘源的方法,一般有以下三种:

(1)局部密闭。宜用于集中并连续扬尘且瞬时增压不大的尘源。

(2)整体密闭。宜用于全面扬尘或机械振动力大的设备。

(3)大容积密闭小室。宜用于大面积散尘和检修频繁的设备。

密闭罩可根据生产操作情况,留有必要的检查门、操作孔或观察孔,便于操作和检修。检车门和操作孔的面积应尽可能缩小,以防止漏风和散尘,观察孔最好镶有机玻璃,内装照明设施。经常受物料撞击和磨损的密闭罩,必须采用坚固的材料制作,通常应考虑用轻质材料制作,以便于检修密闭罩时的拆卸及清理。

三、散尘设备抽风量

将散尘设备或地点密封起来,从中抽出一定量的空气造成罩内负压,使罩外的空气经罩上部严密处流入罩内,防止粉尘逸出,这就是从密闭罩上抽风的目的。正确确定除尘抽风量是保证除尘效果、节约投资以及降低运装费的关键。

除尘抽风量应根据密闭罩空气量平衡条件来确定,即密闭罩排出的风景应与进入罩内的风量相等。

综合分析影响除尘抽风量的各种因素,它与单位时间通过的物料量、物料粒度、物料卸料高度、溜管和溜槽断面及角度、密闭罩严密程度、设备运转速度以及设备下部是否设置缓冲料斗等有关。

贵阳烧结砖

四、烟气的产生以及如何排放

随着烧结砖企业的发展,烧结砖厂的工艺、设备及技术水平,得到了很大的提升。对于烧结砖烟气的处理,企业已具备逐步采取措施,进行处理的能力,从而提升企业形象,减少因烟气污染带来与厂区周边的环境纠纷。

1、燃烧时烟气的产生

烧结砖工艺中,常将燃料作为内燃料,掺配到页岩中,也可采用具有一定发热量工业废渣,作为内燃料,掺配到制砖原料中。

生产普通烧结砖时,每块产品重量为2.3~2.5千克。每吨产品435~400块,则1万块烧结普通砖的实物煤耗达到623~678kg。生产空心砖时,根据GB13545-2003《烧结空心砖和空心砌块》标准,产品强度等级指标要求,密度等级范围为每立方米产品质量分别≤1100千克和≤800千克。

燃料增加,燃烧所需空气量增加,空气过剩系数提高,烟气生成量大幅度提高,烧结砖烟气的治理难度提高。因此,烧结砖生产中,产品须是空心砖或空心砌块。从而减少烧结砖尾气的生成数量,除有利于尾气处理设备的选型外,同时能提高脱硫效率,降低脱硫设备的运行费用。以日产20万块烧结普通砖生产线为例,成型水分为17%、湿坯重3.4kg、干燥残余水分7%、烟气温度为130度时、每小时所需烟气的体积为13.353万m³,全天烟气总量约为320万m³。随着烟气温度的降低,干燥工段后烟气是总量有所减少。

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烟气要如何治理

1、烧结砖烟气的特征

烧结砖工艺中,有一次码烧和二次码烧的区别,隧道窑焙烧过程中,焙烧高温烟气或余热烟气由锅炉引风机抽取,送到干燥室,用于砖坯的干燥。

宽断面长隧道窑一次码烧工艺中,锅炉引风机在出车端抽取烟气,是隧道窑冷却段的余热烟气,SO2含量较低,此时,干燥后的烟气可不经过脱硫处理。而由进车端抽取的烟气为高温带烟气,这部分烟气,SO2含量较高,需要脱硫处理。

中断面隧道窑一次码烧工艺,隧道窑所有烟气由锅炉引风机抽取,通过相同断面的干燥窑后,烟气温度降低,湿度提高,烟气流速很低。这部分烟气,SO2含量较高,需要脱硫处理。

二次码烧工艺,隧道窑所有烟气由锅炉引风机抽取,送入多条隧道式干燥室,通过干燥室后,烟气温度降低,湿度提高,烟气流速很低。这部分烟气,SO2含量较高,需要脱硫处理。

烧结砖燃煤烟气SO2的治理,分别在燃烧前、燃烧中及燃烧后三个阶段。

2、燃烧前阶段

燃烧前阶段,应尽量采用工业废渣作为燃料,如粉煤灰、锅炉渣,其中SO2含量低,燃烧后,烟气中SO2的危害也较小。其次,应严格选择硫含量低于1%的原煤作为燃料。

3、燃烧中阶段

燃烧中阶段,炉内掺钙的脱硫方式,因外投煤的燃烧条件限制,钙质脱硫剂与原煤中的SO2不能充分接触,脱硫效率较低,应用较少。其次,烧结砖工艺中,燃料作为内燃掺配料,与制砖原料混合,成型及干燥后,码入隧道窑中焙烧,燃料燃烧中,硫与原料中的金属化合物,形成部分不融于水的硫酸钙及可溶性硫酸盐。由于烧结砖内可溶性硫酸盐引起泛霜、同时石灰引起烧结砖的石灰爆裂。

4、燃烧后阶段

燃烧后阶段主要依靠烟气治理,目前烟气脱硫治理的理论及工艺模式有多种。烧结砖企业应用的脱硫设备,需要重视烧结砖厂干燥后烟气温度低、压力低、含硫低、湿度高的特点,同时重视脱硫装置系统阻力增加后,对干燥窑干燥效果的影响。否则,配套脱硫装置后,对烧结砖干燥及烧成的正常运行,均有一定负面影响。

(1)脱硫方法与脱硫剂

烧结砖企业可根据《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》中对脱硫设备的技术性能,结合企业的实际条件,选择脱硫方法与脱硫剂。脱硫剂包括生石灰、消石灰、石灰石粉、氧化镁、氢氧化镁、氢氧化钠,以及电石渣等碱性废渣。

石灰石法中,脱硫剂石灰石粉的细度需保证250目90%过筛率。虽然石灰石材料费用低,但需要建设球磨系统,运行费用高、占地面积较大。脱硫剂及脱硫装置运行费,对脱硫成本影响较大。

(2)液气比与系统阻力

脱硫装置主要技术指标中,液气比指标,指脱硫浆液流量与吸收塔内通过的烟气流量的比值。液气比太低,脱硫剂料浆对烟气中SO2的吸收效果低,使得出脱硫塔烟气中SO2浓度升高,脱硫效率降低。液气比高时,使得出脱硫塔烟气中含水量增加,后续设备的腐蚀程度提高,重要的是一体化脱硫塔中除雾器的影响,为保证净化烟气通过烟囱后,避免出现烟囱雨,脱硫塔中除雾器起到关键作用。烟气水分提高后,除雾器的工作负荷增加,脱硫塔内系统阻力提高,不仅影响脱硫系统安全稳定运行,同时对干燥室及烧成隧道窑的运行产生影响。

(3)防腐蚀材料

温度低,湿度高是烧结砖烟气的主要特征,因而,干燥室与脱硫装置的系统中,烟气对金属构件的腐蚀,是需要重视的。脱硫塔管道、筒体等构件内表面,必须采用玻璃钢、聚丙烯等防腐材料。脱硫装置的排风机,长期输送潮湿烟气,容易腐蚀,因此,风机壳体必须采用树脂涂层,风机叶轮需采用不锈钢材料。

贵阳烧结砖

烧结砖生产,属于一般工业生产。生产过程中,会产生扬尘,当采用外投煤时,会产生燃煤烟气。当前烧结砖生产工艺现状条件,针对扬尘,技术方案普遍设置布袋收尘器进行收尘。针对烟气,则采用脱硫塔进行烟气处理。而专家认为,目前现有的布袋收尘器、旋风收尘器、静电收尘器,脱硫塔等设备特性,对毫米级的粉尘,其收尘效率较高,但是,对于微米级的PM2.5颗粒,收尘效率很低,无法实现对微米级颗粒物的治理。因此,当前烧结砖生产工艺设计需要围绕减少污染物排放开展工作。在规模化生产条件下,实现砖瓦工业污染物达标排放的要求。

1、烧结产品空心化是污染物减量的基础
以烧结普通砖为列,一般条件下,如生产1万块普通砖,将消耗原料约20~22m³,重量达到36吨。如生产空心砌块,产品孔洞率较高,采用标准中空心砌块密度等级为800kg/m³时,同样生产折标砖数量为1万块普通砖,消耗原料重量仅为14吨。烧结空心砌块与普通砖原料消耗相比,每万砖减少原料消耗约为22吨。
姑且不论原料资源本身的价值,仅由烧结砖生产工艺环节分析,这部分原料运输、堆放、转运、给料、破碎筛分、成型、干燥、焙烧、装卸等等环节,产生的运输费用、扬尘、金属磨损与修复、电能消耗、燃料增加、烟气量提高、人力资源消耗等等方面,均直接或间接地加大了污染物的排放,此部分污染物,将加重霾污染的危害。特别是燃料数量增加后,烟气量大幅度提高,烟气中直径小于等于2.5微米(PM2.5)灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等灰霾,在不利气象条件下,是形成重度污染的直接因素。这就是河北省关停取缔实心黏土砖瓦窑2780家,减少霾产生源头措施的重要原因之一。
“为了打败雾霾,必须有牺牲,意味要取缔人口密集地区的不能控制烟尘的企业”。
2、燃料的选择
根据PM2.5颗粒构成分析,燃煤烟气其主要来源。烧结砖生产工艺中,大部分企业多采用含有残余发热量的工业废弃物作为燃料。同时,根据焙烧情况的变化,还需要少量的外投煤,调节窑内砖垛断面温度以及高温带长度变化。外投煤一般为5~10mm颗粒,加入窑内后,类似散煤燃烧,存在不完全燃烧的情况,此部分燃煤烟气,并不能像发电厂那样经过严格的烟气脱硫脱硝处理。因此燃料品质应引起高度关注。
含有残余发热量的粉煤灰、锅炉渣、煤矸石,作为内燃掺配料,掺配数量提高时,也作为原料使用。已被燃烧过的粉煤灰和锅炉渣,有害杂质含量较少,当用于烧结砖时,污染物达标排放比较容易实现。而煤矸石的使用,因成分复杂,硫成分相对较高,特别是全煤矸石制砖工艺,污染物排放数量较大,治理难度较高。因此,如条件许可,应放弃煤矸石作为内燃掺配料或原料在工艺中的应用。
工艺中,应采用硫分低0.4%、灰分低于16%的煤作为外投煤使用。有条件的企业,应将燃料改为天然气,减少烟气中有害颗粒物。
3、低空气过剩系数焙烧
烧结砖干燥环节中,部分企业采用低温大风量的干燥方式,使得隧道窑烧成控制中过剩空气系数往往偏高高,大量烟气经过脱硫塔时处理难度较大,不易达到污染物达标排放要求。针对干燥而言,降低成型水分、增加静停、预干燥、采用太阳能等措施,改善湿坯干燥工艺,避免采用大风量干燥的方式,从而为烧成环节减轻燃烧负荷。
当干燥所需风量降低后,隧道窑烧成,可采用低空气过剩系数焙烧的方式,完全排除外投煤类似散煤燃烧的状况,避免不完全燃烧带来的有害颗粒物。
4、生产时间的选择
具有规模化生产条件的烧结砖企业,应当有计划的安排年生产任务,避免在PM2.5颗粒季平均浓度较高期间组织生产。


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