噴霧干燥塔的節(jié)能措施及其實際應(yīng)用研究

陳曉松

摘 要：首先，文章對合理控制干燥介質(zhì)進(jìn)行了說明，提出應(yīng)當(dāng)適當(dāng)上調(diào)進(jìn)風(fēng)溫度、適當(dāng)下調(diào)排風(fēng)溫度以及提高出塔熱風(fēng)的利用效率；接下來，又對噴霧干燥塔自身因素進(jìn)行分析，包括選擇適宜的規(guī)格、整體密閉型控制、熱風(fēng)爐的控制以及線形燃燒器的使用四個方面；最后，又對泥漿的質(zhì)量控制進(jìn)行闡述，包括調(diào)節(jié)泥漿的流動性和提高陶瓷泥漿溫度兩個方面。

關(guān)鍵詞：噴霧干燥塔；陶瓷生產(chǎn)；節(jié)能措施

前言

近幾年來，我國陶瓷制造業(yè)取得了較快的發(fā)展，從產(chǎn)量上看，目前我國的日用陶瓷制品，以及衛(wèi)生陶瓷制品已穩(wěn)居世界首位，其中日用陶瓷品和建筑陶瓷磚更是占據(jù)世界總產(chǎn)量的一半以上。在陶瓷產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時，也應(yīng)認(rèn)識到我國能源消耗嚴(yán)重的現(xiàn)狀，油耗量及電耗量數(shù)額巨大。在陶瓷生產(chǎn)流程當(dāng)中，噴霧干燥制粉是造成高耗能的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一。因此，為了提高能源利用效率，減少不必要的浪費(fèi)，就必須針對噴霧干燥制粉環(huán)節(jié)，采取切實可行的節(jié)能措施，從而合理控制生產(chǎn)成本，保證企業(yè)的競爭優(yōu)勢，使我國的陶瓷生產(chǎn)行業(yè)走上健康的發(fā)展道路。

1 合理控制干燥介質(zhì)

1.1 適當(dāng)上調(diào)進(jìn)風(fēng)溫度

假定出塔溫度恒定，當(dāng)熱風(fēng)進(jìn)塔溫度（即進(jìn)風(fēng)溫度）較高時，會帶進(jìn)更多的熱量，由于此時單位質(zhì)量的熱風(fēng)溫度增加，因而泥漿霧滴將接收到更多熱量，同時也會蒸發(fā)掉更多水分，即單位熱風(fēng)的效率提高。在技術(shù)、設(shè)備等外部條件不變的前提下，如果熱風(fēng)風(fēng)量減少，即當(dāng)熱風(fēng)離塔時，散失的熱量減少，這時對于噴霧干燥制粉而言，所需的熱量消耗有所降低，因而能夠更加充分地利用熱風(fēng)所產(chǎn)生的熱量，熱效率得到提高。但同時也應(yīng)注意進(jìn)風(fēng)溫度的上調(diào)幅度，溫度不可過高，一般不超過600℃，如果溫度過高，塔頂分風(fēng)器會被燒壞[1]。

1.2 適當(dāng)下調(diào)排風(fēng)溫度

假定進(jìn)塔溫度恒定，當(dāng)熱風(fēng)出塔溫度（即排風(fēng)溫度）較低時，會拉大進(jìn)出塔的溫差，此時熱風(fēng)釋放的熱量增加，因而泥漿熱能提高，進(jìn)而提高干燥效率，使熱風(fēng)得到更充分的利用。但同時也應(yīng)注意出塔溫度的下調(diào)幅度，溫度不可過低，如果溫度低于75℃，粉料濕度過大，會影響正常干燥。

1.3 提高出塔熱風(fēng)的利用效率

噴霧干燥制粉程序完畢之后，如果將出塔熱風(fēng)當(dāng)做廢料處理，直接排入大氣，就會造成巨大的熱量損失，損失程度可達(dá)整個環(huán)節(jié)能耗的10%～20%。因此為實現(xiàn)節(jié)能的目的，降低生產(chǎn)成本，應(yīng)做好出塔熱風(fēng)的循環(huán)利用，將剩余的熱量有效利用起來，例如將其用于預(yù)熱干燥工序就不失為一種理想的選擇。從利用方式上看，則不僅可以實現(xiàn)直接循環(huán)利用，也可以通過熱交換器，將熱量收集儲存，或進(jìn)行熱量轉(zhuǎn)換，以便今后的再利用。

2 噴霧干燥塔自身因素分析

2.1 選擇適宜的規(guī)格

從目前陶瓷行業(yè)的整體來看，大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)選用了12000型噴霧干燥塔，少部分陶瓷生產(chǎn)企業(yè)也選用14000型或16000型，但市場上最大型號為28000型，由SACMI研制，噴嘴可達(dá)96個。型號越大，說明生產(chǎn)能力越強(qiáng)，同時意味著每生產(chǎn)一噸制粉，消耗的能源更少，陶瓷生產(chǎn)企業(yè)在選擇規(guī)格時，應(yīng)根據(jù)自身的生產(chǎn)情況和需求，做出合理的選擇。

2.2 整體密閉型控制

目前這一系統(tǒng)使用負(fù)壓操作，如果有漏風(fēng)現(xiàn)象，必然會增加能耗。因此必須做好整體密閉工作，密閉范圍包括設(shè)備各元件及連接法蘭處，熱風(fēng)爐，熱風(fēng)管道，排風(fēng)管道的熱點(diǎn)插孔，塔體負(fù)壓測量孔，以及塔體下錐翻板下料器出料口，旋風(fēng)除塵下料口等，這些部位必須保證嚴(yán)格密封，不能漏風(fēng)[2]。

2.3 熱風(fēng)爐的控制

在噴霧塔干燥工序當(dāng)中，熱風(fēng)爐作為其熱風(fēng)的源頭，燃料消耗程度越低，用于干燥的成本就越低，因而熱風(fēng)爐的能耗控制程度對整體節(jié)能效果的好壞意義重大。熱風(fēng)爐效率的高低，主要是由燃油霧化噴嘴決定的，如果燃油霧化均勻，同時燃燒充分，此時可達(dá)到最高的熱效率。為實現(xiàn)這一高效率，就必須處于適宜的霧化空氣壓力下，同時控制其流量，進(jìn)而嚴(yán)格控制燃油壓力及流量[3]。另外，霧化噴嘴的霧化角，噴射高度，以及噴槍角度都應(yīng)保持在適宜的范圍之內(nèi)。一般而言，霧化噴嘴的角度控制在90°～120°之間，記做α；噴射高度控制在4～4.5m之間，記做H；噴槍角度控制在110°～120°之間，記做β，這樣噴霧料與熱風(fēng)之間的熱交換會更加充分，提高熱效率。

2.4 線形燃燒器的使用

由于線形燃燒器體積較小，因而可在風(fēng)道內(nèi)安裝，這樣在與干燥介質(zhì)相接觸時，可快速使溫度升高。使用線形燃燒器，不僅可有效降低能源消耗，還可達(dá)到環(huán)保的效果，首先，燃耗機(jī)制合理，燃燒區(qū)始終有剩余空氣，保證完全燃燒，減少氮氧化物的排放，無需使用換熱器，可直接接觸空氣，因而生成的熱量能夠有效傳遞，維持更高的熱效率；其次，使用方便，設(shè)置了燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥，可用來調(diào)節(jié)熱風(fēng)溫度。

3 泥漿的質(zhì)量控制

3.1 調(diào)節(jié)泥漿的流動性

為保證干燥質(zhì)量，就應(yīng)降低陶瓷泥漿的濕度，減少其中的水分，這樣可通過消耗更少的熱量來達(dá)到干燥的目的。但如果含水率過低，泥漿的流動性就會大幅度下降，導(dǎo)致霧化效果不理想。為解決這一難題，最常見的做法是在泥漿中混入適當(dāng)?shù)南♂尦煞?，如減水劑，或加入一定的電解質(zhì)，如水玻璃、純堿、腐殖酸等。這樣就可在降低含水率的同時，保證泥漿應(yīng)有的良好流動性。大量的生產(chǎn)實踐表明，使用復(fù)合減水劑進(jìn)行干燥，可使水分大約減少3.5%，球磨時間大幅縮短，減少電能消耗，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本。

3.2 提高陶瓷泥漿溫度

通過提高泥漿溫度，可使泥漿粘度下降，改善泥漿霧化效果，防止泥漿結(jié)晶，從而避免霧化噴嘴堵塞的問題。因此，將出塔熱風(fēng)加以回收，并用來預(yù)熱泥漿，可實現(xiàn)高效的循環(huán)利用模式。

4 結(jié)束語

文章通過對噴霧干燥塔的節(jié)能措施及其實際應(yīng)用進(jìn)行分析和探究，指出了提高陶瓷工業(yè)能源利用率的必要性，并說明噴霧干燥塔環(huán)節(jié)是實現(xiàn)陶瓷生產(chǎn)節(jié)能的關(guān)鍵。文章對合理控制干燥介質(zhì)進(jìn)行了較為詳盡的論述，同時又針對噴霧干燥塔自身因素展開了分析，對泥漿的質(zhì)量控制加以說明。但同時應(yīng)認(rèn)識到，陶瓷生產(chǎn)的節(jié)能問題還應(yīng)結(jié)合實際生產(chǎn)來予以解決，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]李融武，楊大偉，趙學(xué)鋒，等.磁州窯觀臺窯址不同時期綠釉器原料來源的PIXE分析[J].北京師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，2（1）：134-135.

[2]李全.噴霧干燥塔粉料濕含量控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計與調(diào)試[J].五邑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，21（1）：198-199.

[3]阮奇，李玲，葉長焱木，等.計算噴霧干燥塔直徑和高度的解析法[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2014，23（2）：122-123.