篦冷機余熱作礦渣烘干熱源的設計與改造

□□ 孔慶亮 (山西中條山新型建材有限公司，山西 臨汾 043400)

引言

山西中條山新型建材有限公司現有一條2 500 t·d-1新型干法水泥熟料生產線，配套一臺3.0 MW汽輪發電機組。該企業水泥粉磨生產線采用烘干后的礦渣與熟料、石膏和混合材共粉磨來生產水泥，所用的水泥磨為一臺Φ3.8 m×13 m閉路管磨機。

按照《重污染天氣重點行業應急減排措施制定技術指南(水泥行業)》中B級企業環保要求，采用獨立熱源的烘干機排放濃度限值：顆粒物<10 mg·m-3，SO2<50 mg·m-3，NOx<150 mg·m-3。中條山新型建材有限公司礦渣烘干機熱風爐以煤矸石作為燃料，屬于獨立熱源，無在線監測系統，對烘干機排出的廢氣進行現場實測，測得烘干機顆粒物排放濃度為9 mg·m-3(標況)，SO2為20～30 mg·m-3(標況)；NOx為250 mg·m-3(標況)。其中，NOx排放濃度超出規范要求，因而對烘干機熱風爐進行改造，以降低NOx排放量，從而達到環保要求。

1 工藝設計

1.1 設計內容

該項目是對烘干機熱風爐獨立熱源進行改造，工藝設計內容包括計算礦渣烘干耗熱量、煙氣量、煙氣含熱量、煙道直徑、煙道阻力，以此為依據進行煙道尺寸設計和高溫風機的選型。

1.2 工程設計依據

主要依據為GB 50019—2015《工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范》、GB 4915—2013《水泥工業大氣污染物排放標準》及生態環境部《關于印發<重污染天氣重點行業應急減排措施制定技術指南(2020年修訂版)>的函》(環辦大氣函〔2020〕340號)文件。

1.3 方案設計

窯頭煙氣余熱利用工藝流程：篦冷機→煙道→沉降室→煙道→回轉窯窯頭余熱鍋爐→電袋復合收塵器→風機→排氣筒。

借鑒水泥行業有關經驗，綜合考慮各種因素，設計擬從沉降室至回轉窯窯頭余熱鍋爐段煙道上取部分熱風，利用該熱風余熱對水泥磨礦渣進行烘干。工藝參數計算如下。

1.3.1礦渣烘干耗熱量的計算

運行參數：水泥磨正常運行時，礦渣用量為25 t·h-1，需要烘干機每班工作3.3 h，礦渣平均烘干量為70 t·h-1。入爐前礦渣含水率為11%，溫度為5 ℃；烘干后礦渣含水率為1.5%，溫度為38 ℃。礦渣烘干過程所需熱量Q總包括三部分：物料耗熱量、水分耗熱量、水分蒸發耗熱量，考慮到熱損失，Q總=1.15×(物料耗熱量+水分耗熱量+水分蒸發耗熱量)?！?br>