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《超热焙烧煤矸石制砖余热发电的可行性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、超热焙烧煤矸石制砖余热发电的可行性研究崔宝剑(西安墙体材料研究设计院,陕西西安710061)中图分类号:TU522.1+3文献标识码:A文章编号:1001-6945(2005)05-0048-03随着我国人口的不断增加和经济的快速发展,资源相对不足的矛盾日益突出,“电荒”、“煤荒”、“水荒”、“缺油”都昭示了中国的能源紧缺问题已显十分严重,寻找新的资源或可再生资源以及合理利用现有的宝贵资源、大力开展节能措施将是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。为此,早在1996年国务院就制定并出台了一系列开展资源综合利用的政策,倡导要
2、坚持资源开发与节约并举,并把节约放在首位,一切生产、建设、流通、消费等各个领域,都必须节约和合理利用现有的各种资源,千方百计减少资源的占用和消耗。开展资源综合利用以及开展有效的节能措施,是我国的一项长期的重大技术经济政策,也是我国国民经济和社会发展中一项长远的战略方针,对于节约资源、改善环境状况、提高经济效益,实现资源的优化配置和可持续发展具有重要的意义。近几年,在国家政策的大力扶持下,烧结煤矸石砖行业得到一定发展,目前全国煤矸石砖生产企业有近千家,年生产矸石砖60亿块,占粘土砖产量的0.8%,利用煤矸石1600万t,年节约土
3、地近万亩,节煤60万t标煤。此外,全国利用掺煤矸石生产粘土烧结砖的(平均掺矸量15%～35%左右)厂家较多,每年生产矸石内燃烧结砖500亿块,年利用煤矸石量1800万t。全煤矸石烧结砖一般煤矸石发热量1300～2500kJ/kg,而发热量大于2500kJ/kg煤矸石制砖,属于超热焙烧。由于焙烧过程中大量多余热量无法排出利用而造成产品过烧、倒窑等事故而无法正常生产,约60%～80%热量白白浪费。目前我国累计煤矸石山达1500多座(其中一半以上发热量大于2500kJ/kg,目前无法利用),约40亿吨,占地20多万亩,而且每年以约2
4、亿吨的速度递增,每年形成新增占地约6000亩。我国有237座煤矸石山曾发生过自燃,目前仍有134座矸石山在不同程度地燃烧。煤矸石自燃不仅白白浪费了宝贵的资源,燃烧过程中排放的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及烟尘等,还严重污染大气环境,危害矿区人民的身体健康。煤矸石经雨水淋溶形成的酸性水渗透到地下,会污染地下水。因此,综合利用煤矸石,可以减轻矿区的大气污染和地下水的污染。煤矸石是我国排放量最大的工业固体废弃物之一,解决煤矸石的处理和利用问题是煤矿开采和环保的重要课题。超热焙烧煤矸石制砖余热发电技术,有效解决超热焙烧煤矸石制砖超热利
5、用的技术难题。使烧结煤矸石砖生产真正做到“零排放,零污染,零能耗”。1我国超热焙烧煤矸石制砖目前状况1.1超热焙烧生产线通常采用的措施掺加粘土、页岩、粉煤灰及过火矸调整原料发热量满足烧结砖发热量要求。通常1300～2500kJ/kg。△生石灰带烧,采用CaCO3Cao+CO2↑-Q原理吸收多余热量,以及CO2高温气体膨胀造成窑炉断面空腔缺氧,以抑制燃烧。采用稀码快烧,减少单位容积码坯量,降低单位体积的热强度。窑炉采用窑室、空腔间接、直接换热,加强余热利用,大部分余热放空。1.2存在问题掺加料造成建厂一次投资加大,生产成本提高。
6、由于大部分添加料(除过火矸),离煤矸石场、煤矸石山都有一定距离,提高了原材料运输费用。该部分费用约占整个制砖成本的5%～10%,有些甚至超过20%。同时由于配套添加料部分工艺设备,约增加一次投资3%～5%。采用生石灰代烧以减少窑炉断面的热强度,此方法很难掌握,同时大幅度降低窑炉产量,排出CO2气体对环境造成负面影响。稀码快烧仅对发热量在一定范围内适用,对于发热量大于2500kJ/kg煤矸石适用难度较大。采用窑室、空腔间接、直接换热,预热段煤气容易自燃,影响窑炉使用寿命。除干燥坯体使用部分热量以外,有40%～60%热量放空排出。
7、2超热焙烧煤矸石制砖余热发电项目概况全煤矸石制砖生产线由于其特有的工艺特点,靠自身热量烧制,其水分蒸发热、化学反应热仅占总热量的30%左右,送往干燥室热量占总热量30%～35%,而40%左右热量散失。超热焙烧煤矸石砖其发热量是正常配料的1.5倍以上,其煅烧过程中放出大量的热量,随着排风机而排出窑外,除作为砖坯的干燥外没有利用,而干燥用风仅为125℃即可满足要求,温度过高还会造成砖坯开裂,为了保证干燥砖坯的稳定,还要混入一定的冷风来降低烟气温度。目前利用制砖生产过程中的余热还没有更好的办法,如何利用余热成为制砖生产工业的一大课题
8、。受水泥窑余热发电技术的启发,西安墙体材料设计研究院与TCDRI结合各自的优势,利用TCDRI多年余热发电的成果及西安墙材院在制砖工艺的设计、运行方面的经验,利用砖窑废气余热通过增设高效余热锅炉及与其配套的低参数凝汽式汽轮发电机组进行发电,项目实施后可大量回收制砖生产废气余热
