淺論隧道窯煙氣含氧量控制措施

淺論隧道窯煙氣含氧量控制措施

袁東海

由于環保要求，各地磚廠陸續安裝了在線監測系統，這是政府有效監控的強制措施，也是為即将實施的2018年環保稅征收工作實施打下基礎。在線監控傳輸的信息是磚廠煙氣污染物排放的實際數據，這些數據對磚廠來說還有一層更深的含義，能否生存和能否承受（稅費）——達标排放是生存的底線，但達标排放不表明不繳納環保稅，排多少就繳納多少，這是關鍵。對磚廠來講，隧道窯雖然安裝了煙氣治理設備（俗稱：脫硫塔），監控系統顯示大多數檢測數字達标，但折算後又出現了超标，很是不解，其中對煙氣含氧量超出18%很是頭疼，因為這是折算的基礎數據。如何控制煙氣含氧量，在此談談自己的看法：

燒磚人要充分認識煙氣基準含氧量。這個數據很重要，因為修改後的《磚瓦工業大氣污染物排放标準》中4.7“人工幹燥及焙燒窯煙氣基準含氧量為18%，實測大氣污染物排放濃度應換算為基準含氧量條件下的排放濃度，并以此作為判定排放是否達标的依據。”例如：實際測量排放濃度達标，但由于實測煙氣含氧量為19%，換算煙氣基準含氧量18%後極有可能就是超标。之所以制定煙氣基準含氧量，是由于每家磚廠，每條隧道窯的工況、操作都不一樣，煙氣排放數據更是複雜，但無論怎樣，為統一換算，必須制定一個統一的标準，這就是煙氣基準含氧量為18%來由。這樣解釋還不通俗，就說說大家都明白的話：這個數字不是針對磚瓦行業設置的，在鍋爐、電廠等行業早就有了，其主要目的為防止稀釋煙氣污染物的含量。如果煙氣污染物超标了，最簡單的降低污染物的辦法就是加大清潔空氣量，讓煙氣稀釋，這樣，污染物不就降下來了，但是有了煙氣基準含氧量，這個辦法就行不通了。所以，樸素的講就是為了防止有意稀釋煙氣而設置的。如果說該數字是防止“有意”稀釋煙氣中的污染物而設，這對其他行業來講有可能，控制起來也比較簡單，就是把“有意”去掉即可，但隧道窯卻是實實在在的“無意”，想去掉這個“無意”造成的煙氣含氧量過高難度就很大了。

降低隧道窯煙氣含氧量的難點——難點主要為隧道窯燒結技術和隧道窯的工藝特性和其他窯爐不一樣，其表現為幾點：

一是内燃制磚工藝特性：内燃法是将燃料（煤或煤矸石）摻配到磚坯中，磚坯中的煤炭燃燒不同于鍋爐中煤炭的直接燃燒，由于有磚坯結構的阻礙，其燃燒需要氧氣更多、時間更長的過程，否則會出現煤炭不能充分燃燒而出現的燃料浪費和産品黑心、壓花等質量缺陷。而外燃法，例如陶瓷行業利用煤氣燒結，其燃氣比（燃料與空氣比例）在火嘴即可調整到最佳比例，可以說是接近理想狀态，隻是為滿足煙氣排放和火行速度，增加了抽煙風機，但功率很小，所以其煙氣含氧量是比較低的。

隧道窯操作時經常講到的的“大風”，幹燥窯是“低溫大風”，焙燒窯是“前拉後推”，前拉是窯頭的排煙風機，後推是窯尾冷卻風機。隧道窯的幹燥和燒結原理是造成隧道窯大風的根源，大風操作導緻燃燒後煙氣中空氣過剩系數過高。從燃料燃燒方面講，煤、煤矸石燃燒需要一定的氧氣（空氣），磚瓦人講的燃燒氣氛表述的就是這一道理。燃燒一般為還原氣氛和氧化氣氛，最理想的是一比一的比例，也就是中性氣氛，但這是理想數據，實際中難以操作實現，因為隧道窯空氣除滿足燒結的需要外，還要考慮火行速度以及幹燥窯幹燥磚坯的風量，這就造成實際空氣量往往大于理論需要的量的緣故。這一點往往與正壓、負壓、零壓點概念相混淆，認為負壓就是缺氧，可以減少煙氣含氧量，這是錯誤的理解，從升溫到燒結前這一段為負壓，如果沒有氧氣，内燃磚坯是燃燒不起來的，所以窯内壓力和煙氣含氧量不是一個感念。

二是幹燥磚坯的工藝特性：隧道窯燒結制品雖然需要一定的空氣量，但不需要過大的風量。隧道式幹燥室（窯）則不一樣，他的工作原理是低溫大風，這個大風的作用是滿足三分之二為正壓和将潮氣帶走兩個作用，經過幹燥後排放的潮氣（煙氣）濕度大、溫度低，在加上大風這個因素，會造成煙氣治理設備效率下降。如果煙氣治理設備安置在幹燥窯排潮口，檢測肯定難以達标，所以，磚廠最大的環保問題就是幹燥工藝這個無法躲避的現實。

三是隧道窯運轉工藝特性：隧道窯燒磚是磚走火不走，磚要運動就要有運動的空間，磚垛與窯頂、窯牆的頂間隙和側間隙是客觀存在的，這些間隙也是造成煙氣含氧量過高的因素之一。

四是隧道窯的理論技術、設計、建設質量和操作。關于磚廠環保話題是磚瓦行業急需補上的一課，從理論資料來看，也就是這兩年才開始介入，磚瓦人對行業的環保認識基本處于空白，不懂得環保，更不知道怎樣環保，也沒有成熟的經驗可以借鑒。除此之外還存在一個問題，就是環保設備和磚瓦行業的工藝脫節嚴重，出現環保設備廠家不了解磚廠，磚廠不懂得環保的現狀。這種現狀不但表現在理論、技術層面上，還與磚瓦設計有很大關系，隧道窯設計還沒有将環保問題納入到整體工藝設計範疇，煙氣污染物的治理也隻是表現在是否增加脫硫設備上，也就是後期治理，再加上泛濫的山寨窯爐，更是雪上加霜。面對斷面不一、長短不齊、燃料複雜、工藝随意的隧道窯這一特性，煙氣治理設備如何配套的确是環保設備廠家和磚廠頭痛的大問題。

最後談談隧道窯操作問題，在沒有成熟的理論、技術支持的情況下，隧道窯操作人員面臨的不僅是如何燒好磚的難題，更是要短時間内學會清潔燒磚技術這個新課題。之所以說難度很大，主要原因是磚瓦行業長期存在的“理論豐滿，技術骨感”現象，一些理論隻能出現在紙上，現實中難以操作實現，出現了脫節。在沒有成熟的技術和方案可以借鑒的情況下，突然增加的環保這一課無疑更是考驗磚瓦人的理論、技術和經驗的關鍵一環。如何在目前狀況下降低煙氣含氧量，這看似很簡單的問題，想做到可不是簡單的事。

筆者認為磚廠降低煙氣含氧量的方法有三種措施：

一、杜絕錯誤風：錯誤風也就是無組織風，他是通過窯爐砌體、窯頂、窯車、窯門及配套設施和通風管道（砌體）漏氣造成的。

1、窯牆：窯牆漏氣主要為設計精度、施工質量和維修不及時三方面因素。例如加砂口、管道設計不合理，導緻漏風；觀火孔漏氣；窯牆沒有伸縮縫導緻砌體開裂等；

2、窯頂：投煤孔，窯頂吊頂闆與窯牆間隙、頂闆間隙密封棉脫硫；吊頂闆脫落等；

3、窯底：窯車就是隧道窯的底闆，這個底闆如果密封不好，整個隧道窯也就難以保證密封效果，這也是隧道窯的難點。窯車側闆接頭、兩窯車之間的凹凸槽密封、裙闆變形都會造成漏氣。窯車不同于窯體，他體笨量大，處于運動狀态，且高低溫循環，再加上卸車人為的損傷，變形受損嚴重，維修難度大；

4、窯門：窯門設計簡化無密封；窯門鋼結構與窯牆間隙、窯門底部密封不嚴導緻漏氣；窯門操作不規範等；

5、輔助設施：砂封槽設計不合理，砂封缺砂，用砂過細或過粗；

6、通風管道裂紋（砌體類）、鏽蝕（金屬類）漏風；配風口、風閘漏氣等。

窯爐漏風在以前看都是很小的問題，隻要不影響隧道窯運行，隻要能燒出磚，都不會引起重視。但在線監測運轉後，一個小小的漏氣點都會造成煙氣的含氧量大增，面臨的問題就嚴重了。檢查漏氣工作看似很簡單，但要做好，需要付出的的代價和精力是巨大的，例如窯車的漏氣整改就是一個大問題，一是窯車數量多，二是涉及鋼結構、保溫隔熱砌築、窯車間搭配等，所以要引起大家重視。

二、減少無用風。這裡講的無用風主要為客觀存在和人為因素導緻的隧道窯頂間隙、側間隙和縱向風道。頂間隙、側間隙是隧道窯工藝客觀存在的，窯車、磚垛是運動的，運動就必須有一定的空間，但是這個空間（間隙）導緻的風沒有産生多大的作用就溜走了，所以這個間隙被稱為“邪惡點”。關于隧道窯間隙的話題大家談論的很多了，都有了充分的認識，在保證運轉正常的情況下壓縮間隙尺寸，可以獲得理想的效果。而所謂的縱向風道卻是一個莫名其妙的名稱，不知何時，隧道窯燒磚出現了縱向風道的理論，從理論到數據，從碼坯圖到圖片演示，看似有理有據，實際上是錯誤的。在沒有煙氣含氧量數據的要求時，這個錯誤主要表現為産品黑心、壓花，或者是磚垛内外過火欠火，在幹燥窯表現的是磚垛内部幹燥不好或者倒垛，雖然問題很多，但還能燒出磚，大家就習以為常了。但現在環保關乎到磚廠存亡的時候，煙氣含氧量這個問題困擾着磚廠，而縱向風道這個錯誤更是突顯出來。但在怎樣消滅縱向風道這個産生無用風的錯誤時，很多生産線都無能為力，這個錯誤理論引導不但直接影響了到了磚廠，更為嚴重的是誤導了碼坯機的設計。因為很多碼坯機不支持，無法壓縮所謂的縱向風道，也就是設備不支持。我以前有一個誤區，認為碼坯出現問題是碼坯機生産廠家單方面的問題，實際上很多是磚廠受錯誤理論影響誤緻的，例如在訂購碼坯機時，設備生産廠家會讓磚廠提供碼坯圖，就是這張看似很套路的流程，卻決定了磚廠的“七分碼”，當不了解隧道窯的設計，沒有燒磚經驗時，錯誤的碼坯理論引導的就是錯誤的碼坯方法。關于隧道窯縱向風道理論的對與錯，簡單的幾句話論述一下：既然側間隙和頂間隙是“邪惡點”,為消除這個邪惡采取的是壓縮的方法，這時候反而将這個邪惡點運用到磚垛内，人為設置了縱向風道，導緻大量的風從該處溜走，導緻磚垛内無風，導緻煙含氧量居高不下，由此看來這個縱向風道堪稱是”邪惡點之父“，應該引起行業警覺。

三、綜合考慮和合理用風。合理用風牽涉到磚廠生産工藝的各個方面，不要理解為是隧道窯風機、頻率、風量、風壓、風閘的問題，除上面講到的碼坯因素外，與原料的熱值、顆粒級配、破碎、成型水分等有一定的關聯，可以說是一個綜合性的問題。單就隧道窯來講，目前，常用的窯爐監控系統有溫度和壓力檢測，但燃燒所需要的空氣（氧氣）量是否合理，還沒有設備儀器監控，也沒有數據和經驗可循，這就需要現場操作人員要盡快掌握用風量的調節技能。當煙氣含氧量過大，也就是大風抽取煙氣，煙氣的溫度表現為較高，高溫煙氣不僅代表熱量浪費，也預示着煙氣檢測數據超标；煙氣溫度低，則預示窯内缺氧，燃料不能充分燃燒，這是煙氣溫度判斷法；還有就是觀察窯内火情，當窯内風量大時，觀察高溫燃燒段燃燒氛圍的空氣清晰度，風量大時觀察的效果較為清晰，甚至能透過燃燒區看過去，這稱之謂清火；風量小時觀察為則渾濁，這就是清火、渾火的判斷法；另外就是從投煤孔投木材觀察的方法：從投煤孔投入木材，立即封閉投煤孔，一分鐘左右打開投煤孔快速觀察，從木材是否燃燒，燃燒強度判斷該車位氧氣是否充分；還有窯尾貼紙法等等。利用燒磚人自己總結的“土”辦法，在目前煙氣含氧量控制方面都可以利用。

煙氣含氧量與用風有關，杜絕錯誤風、減少無用風，在此基礎上通過生産工藝整體配合做到合理用風，多方面努力，為的就是煙氣含氧量這個數字，但要把它控制在合理的範圍内，從以上幾方面分析來看，是磚廠的一個綜合性難題。