水煤漿在高檔拋光磚制粉生產中的應用

摘要本文對水煤漿作為燃料，在陶瓷廠噴霧塔制粉中對粉料造成污染的過程及機理作了闡述和分析，并從熱風爐的除塵系統、水煤漿的工藝控制和調試手段三個方面介紹了相應的解決方法，使利用水煤漿生產的粉料能夠用于生產滲花磚、微粉磚面料和超白磚等系列高檔產品成為現實，大大地降低了企業的生產成本，取得了良好的經濟效益。

關鍵詞水煤漿，熱風爐，除塵系統

1前 言

隨著資源的不斷短缺，能源的價格在飛速上漲，為了提高市場的競爭力，陶瓷行業對生產成本的控制越來越嚴格。水煤漿作為一種價廉的燃料，其在熱風爐中燃燒后產生的熱煙氣和配風空氣形成的混合熱氣體作為噴霧塔的熱源一直被生產低檔磚的噴霧塔所使用，近年來被陶瓷生產廠家用作拋光磚制粉的燃料而越來越受到重視。在利用過程中盡管燃料成本得到大大降低，但由于水煤漿燃燒后帶入了雜質，對粉料造成了污染，使產品的白度明顯下降，降低了產品的品質；再加上水煤漿熱風爐的操作困難，造成粉料質量的不穩定，影響了產品的優等品率，這就大大制約了水煤漿在高檔拋光磚制粉生產中的應用。

因此，目前生產高檔拋光磚系列產品的企業，僅僅將其用作微粉拋光磚底料的制粉生產工序，而無法將其用于微粉拋光磚面料、滲花磚坯料和超白磚坯料等高檔系列產品的制粉生產中。

2粉料污染的過程和機理

水煤漿在水煤漿熱風爐中燃燒產生的熱煙氣，在噴霧塔抽風機強大的抽力作用下，將未完全燃燒的煤灰、微小的鐵質和不能燃燒的高溫微顆粒帶進了噴霧塔中，在與泥漿進行熱交換的過程中又混進了粉料，造成了粉料的污染。

這些粉料在壓制成形后經窯爐高溫燒成，雜質中的鐵呈現多種價態的混合物（Fe2+、Fe3+等），形成紅色、黃色、淺黃色、褐色和黑色等顏色，經拋光機拋光后，在20倍放大鏡下觀察，會看到大大小小的針孔，以及顏色各異的色點，降低了產品的白度；嚴重時，由于鐵質溫度低，使產品拋光后產生熔洞，從而大大影響了產品品質。由于這些雜質的粒徑尺寸在75μm以下的達80%以上，而工藝要求進噴霧塔的溫度又必須保證在650℃以上，所以給除去這些雜質帶來了極大的困難。如何將這些雜質在進行噴霧造粒熱交換之前除去（高溫除塵），成為水煤漿熱風爐制造商和陶瓷生產廠家亟待解決的難題。

3解決方式

筆者憑著多年對水煤漿在噴霧塔制粉中的生產經驗，再結合理論從水煤漿熱風爐的除塵系統、水煤漿的性能和熱風爐的調試手段三個方面來加以闡述，以達到生產高檔拋光磚的目的。

3.1 水煤漿熱風爐的除塵系統

除塵系統采用三級除塵設計，即：熱風爐上部錐體為一級除塵；重力沉降室為二級除塵；旋風除塵器為三級除塵（結構見下圖）。

（1） 一級除塵采用熱風爐的上部錐體設計和助燃風相結合的旋風除塵原理，能除去d≥100μm的煙塵。改進后的熱風爐將以前的單層金屬爐殼內襯保溫材料改為雙層金屬夾層熱風爐，雙層金屬夾層達100mm厚的空氣層，既降低了爐內壁的溫度，又可充分利用夾層預熱助燃風。爐內壁設置旋風射流助燃風管，這些旋風射流助燃風管在助燃風機的作用下形成比較強的旋流，既延長了水煤漿在爐內的停留時間，保證了燃料的充分燃燒，又讓旋流風產生的離心力將煙氣中的大顆粒煙塵甩向爐內壁，起到除塵作用。

熱風爐的上部采用錐形設計，便于煙塵粒降落，使爐內能實現最大化的除塵效果。

（2） 二級除塵采用重力沉降法，能除去d≥50μm的煙塵。二級除塵的原理是利用混合氣體中煙塵自身的重量來脫離混合氣體而落入集灰斗。

經過改進后的沉降室與傳統的沉降室不同，室內沒有設置隔板，而是將進風管直接伸入沉降室內，這樣既降低了沉降室的阻力，又減輕了噴霧塔抽風機的負荷。混合熱空氣引入沉降室后，由于截面積突然增大，降低了熱空氣的流速，再加上進風管直接伸入沉降室內將熱空氣的流動方向改變了180度，增加了熱空氣在沉降室的停留時間，更加有效地增加了降塵效果。

（3） 三級除塵裝置采用旋風除塵器，能除去d≥5～15μm的煙塵。旋風除塵器是一種利用旋轉氣流所產生的離心力將塵粒從含塵氣流中分離出來的除塵裝置。

從重力沉降室出來的熱空氣由于截面積的突然縮小，導致速度劇增，絕大部分熱空氣沿導向槽自圓筒體呈螺旋狀由上往下向圓錐體底部運動，形成下降的外旋含塵氣流，在強烈旋轉過程中所產生的離心力將密度遠遠大于熱空氣中的煙塵粒甩向器壁，煙塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動量和自身的重力沿內壁下落進入集灰斗。旋轉下降的氣流在到達圓錐體底部后，再沿除塵器的軸心部位轉而向上，形成上升的內旋氣流，并由除塵器的中心排風管排出。

自進風口流入的另一小部分氣流，則向旋風除塵器頂蓋處流動，然后沿排氣管外側向下流動，當到達排氣管下端時，即反轉向上隨上升的中心氣流一起從排氣管排出，分散在其中的塵粒也被夾帶走。

3.2 水煤漿的工藝要求

（1） 水煤漿的工藝性能：水分46～48%，細度4.5～6.0%（過200目篩），流速50～70s，過30目振動篩。

（2） 煤質的質量：灰分≤12%，灰熔點≥1250℃，酸堿度pH為7±1。

（3） 對于灰熔點低的燃煤，可以采用增加高溫原料和添加劑進行球磨的方法來提高灰熔點以防止結渣。

3.3 水煤漿熱風爐的調試

（1） 調節助燃風的配風量，以保證水煤漿完全燃燒所需要的氧氣，當爐膛內的爐溫達到950～1150℃時，爐膛內應看到理想、均勻的透明火焰。

（2） 調節水煤漿的霧化風壓和煤漿壓力，保證水煤漿霧化效果良好。

（3） 噴霧塔的抽煙口不能看到有黑煙冒出，應該輕白無塵。

（4） 調試完成后，盡量不要調節水煤漿的燒嘴，減少調試過程因燃燒狀況的改變而造成雜質過多地進入粉料中的可能。

（5） 隨時檢查各級除塵效果。

4綜合分析

通過上述手段，對高溫煙氣進行強力的凈化除塵，最大限度地降低了熱煙氣中的煙塵含量，清除的煙塵切割粒徑在200目以下的達到80%以上。

（1） 通過對超白磚生產的比較，由水煤漿制成的超白粉料與煤氣制成的超白粉料對比燒成，產品白度沒有明顯變化。

（2） 對比由改進后水煤漿制成的常規粉料與改進前水煤漿制成的常規粉料進行燒成拋光生產，在20倍放大鏡下觀察：色點和毛細孔不僅減少了70%以上，而且色點大小和毛細孔孔徑也縮小了很多，有力地保證了高檔產品的粉料品質。

（3） 因水煤漿原因帶入的雜質影響產品的優等品率小于1%，大大地提高了經濟效益，增強了企業的競爭力。

5結論

通過水煤漿熱風爐除塵系統的改進，對水煤漿的性能進行科學化的控制和調試。本試驗證明：利用水煤漿生產的粉料可用于生產滲花磚、微粉磚面料和超白磚等系列高檔產品，可以大大地降低企業的生產成本，獲得良好的經濟效益。相信水煤漿制粉會成為陶瓷行業高檔產品中一個新的發展方向。