０　引言

　　立窯廢氣粉塵對環(huán)境的污染已引起多方關注。人們在立窯除塵方面也進行了長期不懈的努力，采用了諸如沉降室、電除塵器、袋式除塵器、管式除塵器、水霧式除塵等除塵方式，其結果喜憂參半，不盡如人意。本文介紹立窯除塵的新方法是將立窯廢氣引入經(jīng)改進的熟料庫,其不僅可以實現(xiàn)立窯廢氣排放達標,而且還可以提高熟料的質量。此項技術已獲國家專利(專利號：ZL992200164)。

　　此技術的基本構想是利用熟料庫上部的無料空間作沉降室使用，這樣無須另建沉降室；出立窯廢氣進入熟料庫后，由于庫內塊狀、多孔、表面粗糙的熟料對細小粉塵顆粒的吸附作用，較傳統(tǒng)沉降室而言其除塵效率大大提高，若幾個熟料庫連通使用則可進一步提高其除塵效率；另外，煙氣中的水分可以改善立窯熟料的安定性，以及具有一定活性的窯灰，能直接落入熟料庫內與熟料一并使用。

　　此技術經(jīng)過了熱態(tài)模擬試驗、半工業(yè)試驗及工業(yè)試驗，其結果符合研究設計者的初衷。以下為工業(yè)試驗情況總結及相關數(shù)據(jù)分析。

１　工藝流程及配套技改

　 熟料庫兼作沉降室的立窯除塵工藝流程見圖１。

　　如圖１，正常使用時立窯的廢煙氣經(jīng)管道由熟料庫3的頂部進入庫內，再經(jīng)兩庫連通管4進入熟料庫5內，凈化后的廢氣由熟料庫5頂部的排氣孔及管道進入風機再排入大氣。蝶閥2在熟料庫檢修時開啟。出窯熟料經(jīng)提升機、膠帶輸送機及喂料鎖風閥進入熟料庫3、5內。

采用此項技術需對一般熟料庫做如下改進：

　(１)熟料庫頂。在熟料庫頂處另設立窯煙氣的進氣孔和排氣孔，且與進料口布置在同一中心線上，見圖2所示。

　(２)熟料庫庫壁。磚混結構的熟料庫，其連通管以上部分的庫壁應粉刷水泥沙漿層，以防止漏風和氣流沖刷。在鋼筋混凝土的圈梁上固定渦流裝置(見圖1中的10)。

　(３)連通管。為防止兩熟料庫的連通管堵塞，可將其作成如圖3所示的形狀。

　　立窯系統(tǒng)采用該項技術生產(chǎn)時應注意以下幾點：

　(１)開停機順序。開機時應先開啟熟料庫頂排風機，再關閉立窯煙囪上蝶閥，停機的順序則相反。

　(２)立窯的窯罩門應注意隨手關閉，注意系統(tǒng)各處的密封堵漏，盡可能減少漏風。

　(３)采用暗火或淺暗火煅燒操作方法。

　(４)熟料庫內的料位應保持有一定的高度范圍。庫內熟料多了，除塵效果較好，但應以不堵塞連通管為限。熟料庫卸料時，為避免庫內料位過低，可采用邊卸料邊進料 ，或兩庫進料、卸料交替進行的方法，使庫內料位變化不大。

　(５)注意各風、料管道的清理，并盡量避免水平管道。

２　效果與分析

２．１　除塵效果

　　正常生產(chǎn)狀態(tài)下，對除塵系統(tǒng)的進風口及出風口的含塵濃度進行了測定，其結果見表１。

　　從測定結果可知，在熟料庫呈空庫狀態(tài)時，其除塵效率為83%，此值與一般優(yōu)化的沉降室除塵效果相一致，但當熟料庫呈填料狀態(tài)時，其除塵效率卻能提高9%，使立窯在暗火或淺暗火煅燒操作時，實現(xiàn)煙氣粉塵達標排放。其主要原因在于熟料庫內的塊狀、多孔、表面粗糙的熟料對煙氣中粉塵的細小顆粒吸附作用所致，而這些細小的粉塵顆粒即使在優(yōu)化的沉降室中也無法沉集。

２．２　窯灰

　　河南省修武縣水泥廠φ2.5ｍ×10ｍ機立窯的窯灰，其色淺、結粒細小、疏松易碎、無光澤化學成分見表2。

　　該立窯窯灰在反光鏡下的顯微結構呈明顯的疏松狀，與回轉窯的欠燒熟料相似，且其空隙大小不一、形態(tài)各異，中間相極少；其Ａ礦、Ｂ礦亦極少，且晶形不明顯，為無定形，顆粒大小不一，粒徑偏小。

　　根據(jù)上述立窯窯灰的化學成分、顯微結構可知，它同回轉窯窯灰一樣是一種欠燒熟料，也可作水泥的混合材料使用。試驗結果見表3。

　　從表3可知，加入適量立窯窯灰，立窯水泥強度有一定提高。

２．３　立窯廢煙氣對熟料質量的影響

　(１)立窯廢煙氣對熟料安定性的影響。在試驗中，選用f-CaO含量高、安定性不合格的熟料，考察立窯廢煙氣對其影響。試驗結果見表４。

　　表４試驗結果表明，立窯廢煙氣對熟料的安定性有較明顯的改善作用，其原因在于，煙氣中的水分(8%～20%)對熟料中的f-CaO有消解作用。

　(２)立窯煙氣對熟料強度的影響。表5列出了在煙氣不同作用時間下的熟料試樣(熟料∶石膏＝95∶5)各齡期強度。表5試驗結果表明，經(jīng)立窯廢煙氣作用過的熟料，其早期強度均有提高。3d強度值平均提高8%，28d強度均略有提高。我們認為，這是由于煙氣中CO2(18%～20%)在有水汽條件下的碳化作用，及少量窯灰(＜3%摻入)的微粉填充作用，以及ｆ－CaO的迅速消解，和煙氣中的硫酸鹽如鉀、鈉硫酸鹽等促進熟料礦物水化等共同作用造成的。

　(３)立窯煙氣溫度對庫內熟料的影響。立窯在暗火或淺暗火煅燒操作狀況下，入庫煙氣溫度實測平均值為89℃，入庫熟料溫度為106℃。這樣的溫度遠低于熟料礦物的形成溫度及晶型轉變的最低溫度(如β－C2S 500℃ γ－C2S），因此，廢氣溫度對熟料質量無影響。另外，由于庫內熟料的溫度比入庫煙氣的溫度要高，所以，即使在寒冷的冬季，煙氣在庫內也不至于結露（立窯煙氣的露點一般范圍在40℃～55℃），故不至于對正常生產(chǎn)造成影響。

２．４　除塵機理

　　利用熟料庫兼作立窯煙氣除塵的使用機理，可從以下幾個主要方面進行分析。

?。ǎ保煔庵械姆蹓m顆粒沉降，主要取決于粉塵顆粒的大小、運動速度及其在沉降室內的行走時間。當煙氣從煙囪、管道進入截面積大了幾倍的熟料庫后，流速驟降，它所攜帶的大顆粒粉塵就沉降在庫內。

?。ǎ玻煔庠谑炝蠋靸鹊倪\動因“邊壁效應”及庫內渦流裝置的作用而形成渦流，降低了粉塵顆粒的速度及所受懸浮力，同時延長了其庫內的運行時間，從而使一般尺寸的粉塵顆粒沉降下來。

　（３）熟料庫內堆存的塊狀熟料，其表面多孔、粗糙，在煙氣經(jīng)過時吸附其中細微粉塵顆粒。

?。ǎ矗┤魩讉€熟料庫連通使用，使煙氣依次經(jīng)過每個熟料庫，反復經(jīng)過上述三個除塵過程，其除塵效率將得以提高。

３　結論與建議

　（１）該項專利技術的除塵效果在窯尾廢氣含塵濃度本身較低時可望達到國家規(guī)定的立窯煙氣粉塵濃度排放標準；

?。煟ǎ玻┝⒏G廢煙氣經(jīng)過熟料庫后，熟料的安定性得到改善，早期強度提高。

?。ǎ常┫到y(tǒng)所用蝶閥、喂料鎖風閥等非標準件，應盡可能選用專業(yè)生產(chǎn)廠家的正規(guī)產(chǎn)品。 ?。ǎ矗┝⒏G煅燒宜采用暗火或淺暗火操作，明火操作會使出窯煙氣含塵濃度升高導致排放濃度升高。