叢 偉

(營口理工學院)

摘 要：豎爐是重燒氧化鎂的主要生產裝置，通過對某新型重燒鎂豎爐進行熱工測試與分析，掌握了豎爐的能源利用狀況，并對測試中產生的問題進行了分析。

關鍵詞：重燒氧；化鎂；豎爐；測試

鎂質耐火材料是高溫工業的重要基礎材料和支撐材料，遼寧鎂質耐火材料占全國總量的40％ 以上。依托于鎂資源優勢，遼寧鎂質材料行業不斷發展壯大，已發展成為遼寧省獨具特色的優勢資源性行業。 

菱鎂礦在1800℃ 煅燒時，二氧化碳完全放出，氧化鎂形成方鎂石致密塊體，稱為重燒鎂(又稱燒結鎂砂)。這種重燒鎂具有很高的耐火度，其主要成分為氧化鎂，豎爐是重燒氧化鎂的主要生產裝置。 

遼南地區某機械化新型鎂砂豎爐，采用獨特的啞鈴形結構，改變了傳統的豎爐型式，取得良好的保溫及經濟效果。對其進行熱工測試可以定量分析豎爐熱量利用現狀，確定熱效率及經濟技術指標，完善熱工性能的評價，為進一步提高豎爐的熱工操作、 生產及能源利用提供依據和參考。 

由于重燒鎂豎爐尚無熱平衡測試標準，故測試參考 «中華人民共和國國家標準» GB9934 －88 «石灰機械化立窯熱平衡測定與計算方法»。 

1 豎爐工藝過程及主要技術參數

該大型啞鈴形重燒氧化鎂豎爐屬于逆流式操作設備， 由上向下分為預熱帶、 煅燒帶和冷卻帶，菱鎂礦塊狀料與無煙煤按比例配合后，通過布料器從爐頂布入到爐內，在預熱帶被上升的熱煙氣加熱，菱鎂礦經歷干燥、 預熱和分解過程，同時無煙煤被干燥、 干餾；在煅燒帶無煙煤燃燒產生熱量將菱鎂礦燒結成重燒氧化鎂，在冷卻帶重燒氧化鎂被上升空氣冷卻后經出料機連續排出，空氣由底部和中部鼓入爐內，在冷卻帶與重燒氧化鎂進行熱交換后， 繼續向上運動，在煅燒帶作為助燃空氣參與無煙煤燃燒，燃燒產物上升進入預熱帶與新入爐物料進行熱交換，降溫后進到爐頂空帶，經除塵后由煙囪排入大氣，主要參數如表1。 

2 測試項目及數據

主要測試項目及測試位置見表2，測試原料及燃料在現場取樣，在實驗室進行分析獲得數據，分析結果如表3 ~5 所示，環境參數及煙氣的檢測，采用相應的測量儀器按標準規定在現場進行在線測試，測試結果見表6、 表7。

3 測試結果與分析

3.1測試結果

物料平衡和能量平衡分別見表8和表9，物料平衡計算誤差為1.21%，能量平衡計算誤差為0.82%，均小于 ± 5％ ，符合標準計算要求。測試中的系統漏風量較小，約為0.1‰，可忽略不計， 由表9計算可知，該新型重燒鎂豎爐 η ＝44熱效率在國內同類爐型中比較高。

3.2測試分析

(1) 系統漏風、 散熱等及其能耗分析由于保溫及封閉較好， 系統的漏風量小，可以忽略不計。外表面散熱較少，僅占全部熱損失的5.28%。經過計算，單位產品能耗值為241.75kgce/t，遠低于當年省產業能效指導目錄中的先進值的要求，系統能源利用較好，豎爐系統粉塵、 飛灰較少，因而物理不完全損失熱忽略不計。

(2) 化學不完全燃燒熱

化學不完全燃燒熱損失過大，正常情況下煙氣中CO含量應低于1％ ，而實際測試中達到2％ ，爐中生成過量的CO不能完全用 “空氣不足” 來解釋，熱量沒有完全用于碳酸鹽的分解，燃料層中的氣體溫度升高，使得 CO₂與 C還原反應增強，且加大風量只能增加單位時間內燃料的燃燒量，應適當地減少燃料配比控制原料礦石的塊度，使爐料及氣流上升速度更均勻，從而有效地降低 CO的含量。此外，預熱帶的控制高度的準確選取是充分利用這部分化學熱的關鍵。 

(3) 現場儀表

現場配有較為先進的煙氣成分采集監測裝置，但傳輸距離較遠，對數據的準確性及時效性有一定程度的影響，建立更為完善的自動化生產監測系統有助于測試及生產工藝調整的開展，測試中煙氣采樣點距實際煙氣出口較遠，未采集到NO_x含量的準確數值。參考煙氣取樣點附近的在線監測儀表，瞬時值超過2000mg / m³， 國家對廢氣排放標準愈來愈嚴格，2015 年1月1日起，標準要求 NO_x 小于 150 mg / m³，高溫豎爐廢氣中NO_x遠高于該標準。 因此，脫氮是豎窯改進的一件迫在眉睫的事情，應增設脫氮設施，保證廢氣中NO_x含量符合國家標準。 

4 結語

通過對某新型重燒鎂豎爐進行熱工測試與分析，掌握了豎爐的能源利用狀況，并對測試中產生的問題進行了必要地分析。這種新型重燒鎂豎爐較好利用了豎爐自身的余熱，所以有較高的熱效率，但在實際生產操作中仍有不足之處，需進一步改進。