論對瀝青熱拌機熱能的回收利用

韓慧慧

（四川川交路橋有限責任公司， 四川 廣漢 618300）

工業鍋爐（燃燒器）在燃燒運作的時候，燃燒器后邊會排放大量的尾氣（含濕混合氣體)和濃煙，有的尾氣（蒸汽）的溫度高達 250℃-350℃，大多數工廠并不注重對濃煙的循環使用，而是直接任其排放到空氣中，不僅造成浪費，還對大氣造成污染。提高天然氣燃燒的熱效率，主要依靠降低鍋爐排煙的溫度，即回收煙氣的顯熱和潛熱，充分挖掘現有燃燒方式的余熱，將原先廢棄不用的低品位尾氣熱量利用起來。

特別是當前高等級公路的瀝青砼生產過程中，用于加熱原材料的烘干筒的熱效平均使用率不足一半，其余大部份的余熱未充分利用，大部分熱能以水蒸氣形式排掉（水蒸氣的比熱容比普通氣體大的多）；烘干筒后邊排放大量的尾氣（含濕混合氣體)和濃煙的溫度都還有80℃-120℃，這些高溫的尾氣（含濕混合氣體)和濃煙都是除塵后直接排放到空氣中，這樣不僅對拌合場周邊造成局部的環境污染，而且還會對附近的老百姓帶來一些不良的影響，甚至發生矛盾。如果能通過設置余熱回收裝置，將瀝青砼生產過程中拌合樓烘干筒排放的大量尾氣（含濕混合氣體)和濃煙，進行有效回收利用，可以使拌和站的燃燒后熱能利用效率提高 20—40%，同時也減少尾氣和濃煙對環境的污染。排煙溫度越高，燃氣烘干熱效率越低。從排煙溫度從 120～C降低到 40℃時，煙氣中的顯熱（ 顯熱：當排煙溫度從 120℃下洚到40℃，下降了80℃，則可以節能4%。排煙溫度每下降20℃，提高鍋爐使用效率 1%《實用節能手冊》P166。）損失逐漸降低，因此燃氣熱效應有緩慢的上升。但是當煙氣溫度低于煙氣露點，也即是煙氣中大量水蒸氣達到飽和開始析出液態水的溫度點，大約在40-60℃（計算難度大，經驗公式可計算露點溫度）左右，由于冷凝熱的釋放，燃氣的潛熱（潛熱（汽化潛熱，J/kg ）：1立方米天然氣燃燒后所產生的水蒸汽所舍的熱量為1.6×539=862kcal（1立方米天然氣燃燒后產生的水蒸氣重量為1.06kg，1公斤燃料油燃燒后產生的水蒸氣還要多些；1公斤水蒸氣轉變為100℃的水能釋放539kcal汽化熱）1立方米天然氣燃燒后產生的低位發熱值為8500kcal，全部水蒸汽冷凝成液態水后釋放的熱量是862Kca；而烘干筒主要功能是把瀝青砼碎石烘干和加熱到150--180度，燃燒釋放的熱能有大部份是水汽化吸收掉了，尾氣內含水蒸氣數量中蒸發比例遠大于燃燒所得。如果全部回收水蒸汽冷凝后釋放的熱能，理想狀態下（回收熱能被預加熱材料全吸收）能提瀝青砼拌和站加熱（水洗碎石）效率50%。）利用效率有較大幅度的提升。此外，過量系數空氣對燃氣燃燒效率也有較大的影響。采用一定比例的過量系數空氣是為了保證燃料的充分燃燒和保證除塵器兩端負壓的穩定，但是過量系數空氣的增大會導致煙氣量的增大，進而使得煙氣露點溫度的降低（不利于大量水蒸氣的液化）以及同樣溫度下排煙顯熱損失的加大，這對于燃氣熱能利用都是有負面的作用。

目前在瀝青砼生產過程中，常規升溫拌料時間都很短，一般情況下都只烤干原材料表面的水份，原材料內部的含水量還是很重，未烤干的石料內含水，對瀝青砼路面后期的穩定性有的影響。如果能把除塵器后邊80℃-120℃高溫的尾氣（含濕混合氣體)濃煙引到冷料倉或瀝青罐，利用廢氣熱能對原材料進行預加熱，烘干脫水或預熱瀝青罐，減小原材料表面水和內含水量，提高石料的初始溫度，減小升溫的溫差，能達到有效節約能量的目的。總而言之，提瀝青砼拌合站燃料燃燒的熱能利用的關鍵是降低排煙溫度并使之低于煙氣露點，同時，在保證燃料充分燃燒的前提下盡可能控制鼓如的過量空氣也非常重要，但瀝青拌合機烘干筒內鼓如的空氣量要保證布袋除塵器兩端的負壓值；所以不能在控制進氣量想太多辦法。那主要辦法就應在排煙溫度上想辦法；烘烤石料要保證溫度，原工序是熱氣從石料幕簾通過后，煙塵及內含的大量水蒸氣熱能就沒在利用，除塵器進氣溫度需控制在80--140攝氏度區間，（溫度太低會冷凝出水霧，打濕布袋，降低除塵能力；溫度太高會有引燃布袋，燒毀拌和機的風險），所以在除塵段前部，可以在煙道加水套換熱，為滿足除塵器進氣溫度，水套換熱應采用可控調節進出水量方法。在除塵器后部直接抽取尾氣（水蒸氣），使氣體通過對瀝青砼原材料加熱的加熱床

圖中標記：（1為加熱床底基床，2為底基床上設置的U型槽，3為加熱床后端設置的排氣通道和隔料墻，4為排氣通道端頭設置的排氣管，5為加熱床前端設置的隔料墻，6為主引風管，7為主引風管前端設置的引風機，8為加熱床后端設置的排氣通道和隔料墻底部設置的排水溝，9為傳熱鋼板），最好使其降溫降壓到露點以下，使水蒸汽凝結，從底部流出，不但可以放出大量的熱，還能清除部分煙塵中的污染物。在西綿高速路面項目的實際使用中，經初步測量：加熱床進氣溫度高于70攝氏度，而排氣溫度為30多度；使用的氣體內所含的水蒸氣絕大部分以冷凝為液態。

綜上所訴，決定瀝青砼拌和站燃燒設備熱效率的因素有：燃料種類(氫含量)、排煙尾氣溫度、原材料的溫度、材料的含水量、過量空氣系數以及預加熱材料對熱能的利用率和熱量的散失情況。將拌合站排煙溫度降到水蒸氣露點溫度以下，不僅可以回收利用尾氣顯熱，還可利用燃料燃燒烘干時產生的大量水蒸氣凝結時放出的大量潛熱，同時水蒸氣凝結時對尾氣中的COx、NOx和SOx等有害氣體有吸收作用，因此，可提高能源利用率，減少燃料消耗并減少排煙對環境的污染。