论对沥青热拌机热能的回收利用

韩慧慧

（四川川交路桥有限责任公司， 四川 广汉 618300）

工业锅炉（燃烧器）在燃烧运作的时候，燃烧器后边会排放大量的尾气（含湿混合气体)和浓烟，有的尾气（蒸汽）的温度高达 250℃-350℃，大多数工厂并不注重对浓烟的循环使用，而是直接任其排放到空气中，不仅造成浪费，还对大气造成污染。提高天然气燃烧的热效率，主要依靠降低锅炉排烟的温度，即回收烟气的显热和潜热，充分挖掘现有燃烧方式的余热，将原先废弃不用的低品位尾气热量利用起来。

特别是当前高等级公路的沥青砼生产过程中，用于加热原材料的烘干筒的热效平均使用率不足一半，其余大部份的余热未充分利用，大部分热能以水蒸气形式排掉（水蒸气的比热容比普通气体大的多）；烘干筒后边排放大量的尾气（含湿混合气体)和浓烟的温度都还有80℃-120℃，这些高温的尾气（含湿混合气体)和浓烟都是除尘后直接排放到空气中，这样不仅对拌合场周边造成局部的环境污染，而且还会对附近的老百姓带来一些不良的影响，甚至发生矛盾。如果能通过设置余热回收装置，将沥青砼生产过程中拌合楼烘干筒排放的大量尾气（含湿混合气体)和浓烟，进行有效回收利用，可以使拌和站的燃烧后热能利用效率提高 20—40%，同时也减少尾气和浓烟对环境的污染。排烟温度越高，燃气烘干热效率越低。从排烟温度从 120～C降低到 40℃时，烟气中的显热（ 显热：当排烟温度从 120℃下洚到40℃，下降了80℃，则可以节能4%。排烟温度每下降20℃，提高锅炉使用效率 1%《实用节能手册》P166。）损失逐渐降低，因此燃气热效应有缓慢的上升。但是当烟气温度低于烟气露点，也即是烟气中大量水蒸气达到饱和开始析出液态水的温度点，大约在40-60℃（计算难度大，经验公式可计算露点温度）左右，由于冷凝热的释放，燃气的潜热（潜热（汽化潜热，J/kg ）：1立方米天然气燃烧后所产生的水蒸汽所舍的热量为1.6×539=862kcal（1立方米天然气燃烧后产生的水蒸气重量为1.06kg，1公斤燃料油燃烧后产生的水蒸气还要多些；1公斤水蒸气转变为100℃的水能释放539kcal汽化热）1立方米天然气燃烧后产生的低位发热值为8500kcal，全部水蒸汽冷凝成液态水后释放的热量是862Kca；而烘干筒主要功能是把沥青砼碎石烘干和加热到150--180度，燃烧释放的热能有大部份是水汽化吸收掉了，尾气内含水蒸气数量中蒸发比例远大于燃烧所得。如果全部回收水蒸汽冷凝后释放的热能，理想状态下（回收热能被预加热材料全吸收）能提沥青砼拌和站加热（水洗碎石）效率50%。）利用效率有较大幅度的提升。此外，过量系数空气对燃气燃烧效率也有较大的影响。采用一定比例的过量系数空气是为了保证燃料的充分燃烧和保证除尘器两端负压的稳定，但是过量系数空气的增大会导致烟气量的增大，进而使得烟气露点温度的降低（不利于大量水蒸气的液化）以及同样温度下排烟显热损失的加大，这对于燃气热能利用都是有负面的作用。

目前在沥青砼生产过程中，常规升温拌料时间都很短，一般情况下都只烤干原材料表面的水份，原材料内部的含水量还是很重，未烤干的石料内含水，对沥青砼路面后期的稳定性有的影响。如果能把除尘器后边80℃-120℃高温的尾气（含湿混合气体)浓烟引到冷料仓或沥青罐，利用废气热能对原材料进行预加热，烘干脱水或预热沥青罐，减小原材料表面水和内含水量，提高石料的初始温度，减小升温的温差，能达到有效节约能量的目的。总而言之，提沥青砼拌合站燃料燃烧的热能利用的关键是降低排烟温度并使之低于烟气露点，同时，在保证燃料充分燃烧的前提下尽可能控制鼓如的过量空气也非常重要，但沥青拌合机烘干筒内鼓如的空气量要保证布袋除尘器两端的负压值；所以不能在控制进气量想太多办法。那主要办法就应在排烟温度上想办法；烘烤石料要保证温度，原工序是热气从石料幕帘通过后，烟尘及内含的大量水蒸气热能就没在利用，除尘器进气温度需控制在80--140摄氏度区间，（温度太低会冷凝出水雾，打湿布袋，降低除尘能力；温度太高会有引燃布袋，烧毁拌和机的风险），所以在除尘段前部，可以在烟道加水套换热，为满足除尘器进气温度，水套换热应采用可控调节进出水量方法。在除尘器后部直接抽取尾气（水蒸气），使气体通过对沥青砼原材料加热的加热床

图中标记：（1为加热床底基床，2为底基床上设置的U型槽，3为加热床后端设置的排气通道和隔料墙，4为排气通道端头设置的排气管，5为加热床前端设置的隔料墙，6为主引风管，7为主引风管前端设置的引风机，8为加热床后端设置的排气通道和隔料墙底部设置的排水沟，9为传热钢板），最好使其降温降压到露点以下，使水蒸汽凝结，从底部流出，不但可以放出大量的热，还能清除部分烟尘中的污染物。在西绵高速路面项目的实际使用中，经初步测量：加热床进气温度高于70摄氏度，而排气温度为30多度；使用的气体内所含的水蒸气绝大部分以冷凝为液态。

综上所诉，决定沥青砼拌和站燃烧设备热效率的因素有：燃料种类(氢含量)、排烟尾气温度、原材料的温度、材料的含水量、过量空气系数以及预加热材料对热能的利用率和热量的散失情况。将拌合站排烟温度降到水蒸气露点温度以下，不仅可以回收利用尾气显热，还可利用燃料燃烧烘干时产生的大量水蒸气凝结时放出的大量潜热，同时水蒸气凝结时对尾气中的COx、NOx和SOx等有害气体有吸收作用，因此，可提高能源利用率，减少燃料消耗并减少排烟对环境的污染。