1 前言
近幾年來，我國經濟發展速度很快，人們對能源利用環境保護改善生存條件，提出了更高的要求。其中固體廢棄物的綜合利用越來越受到人們的重視。建材工業是固體廢渣利用重要領域，它的利用不但解決企業的可持續發展問題，在一定程度上也補充我國資源匱乏，這對構建循環經濟社會發展具有重要意義。
常見濕渣種類很多，主要有火力發電廠的濕排粉煤灰與脫硫石膏、化工廠的電石渣、磷石膏、鈦石膏煉鋁廠的赤泥以及污水處理廠的污泥等。這些濕排的廢渣都有一個共同特點：含水量波動很大，顆粒細，容重輕，這對運輸、儲存、計量帶來不便，利用比較困難。為此，必須在使用前，對這些濕渣進行預加工處理（除直接利用外）——烘干。
2 濕渣用傳統回轉烘干機干燥難點。
2.1 輸送及喂料、計量困難。
濕渣水分波動很大，基本呈“泥漿"或“牙膏"狀態，不容易送入烘干機內。在輸送過程中無法儲存及計量、喂料，進入烘干機后，極易出現堆料和粘堵現象。
2.2 水分蒸發慢，能耗高、產量低。
濕渣從20—80%含水量，在烘干機內蒸發終水分應達到2—5%的控制要求，一般采用回轉烘干機工藝是很難做到的。
2.3 收塵設備容易堵塞，生產困難，運轉率低。
由于濕渣水分需由烘干機內蒸發，產生水蒸氣后，再經收塵器風機排入大氣。由于被蒸發水氣中含塵濃度很高，固體顆粒很細、很輕，這對收塵器的選擇及對生產技術操作參數提出了更高的要求。
要解決上述難點，就必須從工藝設計、設備選型來實現。
3 濕渣干燥過程的工藝設計及設備選型的理論基礎。
3.1 理論依據
濕渣的干燥過程是通過加熱、蒸發、水分被汽化，擴散到四周煙氣中，從而得到干燥。要達到快速干燥，首先要解決濕渣在高濕含量廢氣環境下蒸發速度問題，而干燥速度與加熱氣體溫度高低和濕渣水分大小有關（圖1）
熱氣流溫度與物料含濕量蒸發關系圖 （圖1）
從圖1可知，干燥速度及效率高低，取決于熱氣流溫度和濕料水分的大小。
3.1.1 提高干燥速度及效率的途徑。
3.1.1.1 熱源供給要有較高溫度和足夠熱量保證。
3.1.1.2 濕渣與熱煙氣接觸時間適宜，才能達到水分蒸發量的要求。
3.1.1.3 濕渣與熱煙氣接觸面積要大，混合均勻，才能達到水分蒸發快的要求。
從以上的分析，要保證干燥指標（產、質量）的實現，就應該做到：在生產中科學設計工藝；合理選型烘干系統的設備；制訂經濟適用的操作參數和技術指標。
3.2 生產工藝（以磷石膏干燥為例）
磷石膏烘干生產工藝由三部分組成。即：供熱、烘干、干渣收集與廢氣處理。生產流程的各部分是有機地結合，并發揮*效果。其工藝流程如下：
3.2.1 錘式烘干工藝特點。
3.2.1.1 工藝新穎、生產簡單、投資省，特別是土建費用很低。
3.2.1.2 工藝設備選型科學、合理、經濟。
3.2.1.3 機械化、自動化程度高，且操作方便，維修、運行費用少。
3.2.1.4 生產全過程注重環保和節能。
3.3 熱量的供給（熱風爐）
烘干系統中熱風爐是為烘干機提供穩定熱源的主要設備。爐子的選擇不但影響烘干效率，也影響能耗。
熱風爐有多種爐型：層燃式手燒爐、機械鏈條爐、噴燃式煤粉爐和高溫節煤沸騰爐，其中高溫節煤沸騰爐是由普通沸騰爐改進而來，爐子性能得到更大發揮，具有很多的優點，得到廣泛應用。生產中選用GXDF-3.0沸騰爐。
3.3.1 高溫節煤沸騰爐的優點。
3.3.1.1 煤種適應面廣。不僅適用于熱值＞6000cal/kg的煤。無煙煤也可全部燃燒。熱值＜3000cal/kg劣質煤或煤矸石、爐渣、焦碳碎粒等均可燃燒。
3.3.1.2 沸騰層傳熱效率高。沸騰段容積熱力強度高于噴煤粉爐4-5倍、鏈條爐的6-8倍。
3.3.1.3 燃燒溫度高。煤粒在爐中呈沸騰狀態，正常燃燒溫度為800-1000℃。
生產操作參數（平均值） 表2 |
技術操作參數 | 單 位 | 數 據 |
正常燃燒溫度 | ℃ | 900-1000 |
風箱靜壓力 | kpa | 68.6 |
燃燒后灰渣含碳量 | % | 2-4 |
燃燒低位熱值 | Kcal/kg | <3200 |
燃料粒度 | mm | 平均3.6 |
爐膛風速 | m/s | 0.9-1.0 |
3.3.1.4 自動化程度高。容易掌握被烘干濕渣出料水分，操作系統采用熱工儀表和微機連鎖監控。溫度、煤耗、煙氣粉塵濃度、NOX 和SOX含量等主要參數以及風機的風量、風壓、廢氣濕度均通過監控、記錄、顯示、為生產提供操作依據。
3.3.2 生產操作技術參數（見表2）
從表2看出：生產控制技術參數經濟、合理、科學。
3.3.2.1 風箱靜壓在68.6kpa左右。說明鼓入高壓空氣 過剩系數高，形成富氧煅燒，燃燒條件好。
3.3.2.2 爐膛風速為0.9-1.0m/s，該風速控制適宜。在持續高溫狀態下，具有一定負壓氛圍，通風條件好。
3.3.2.3 在煤低熱值情況下，爐的正常燃燒溫度可達900-1000℃，灰渣含碳量為2-4%，燃盡率好，節煤。
實踐證明：高溫節煤沸騰爐比普通沸騰爐煤的燃盡率高50%，降低煤耗60%-80%，增產80%-100%，提高壽命一倍以上。
3.4 濕渣的烘干設備。
*的烘干設備要求有較高熱效率，也要有良好的烘干環境和生產輔助設備，錘式烘干機就具備這樣條件，適合濕渣的烘干，本工藝選用HFD-50。750×700m/m錘式烘干機（見圖2）
HFD-50錘式烘干機結構圖（圖2）
3.4.1 設備特點
3.4.1.1 設備自重輕，干燥性能滿足高濕輕質物料要求，使用維護方便、運行可靠。
3.4.1.2 具有很高的單位容積蒸發強度,這就決定了它外型尺寸小，其蒸發強度高達250-300Kg/m.h。此值數倍于回轉烘干機（20-25 Kg/m3.h）
3.4.1.3 機體有較低的流體阻力，實測阻力損失只有2.94-4.9kpa，因此因流體阻力消耗功率甚微。
3.4.2 結構性能
機器由電機直接傳動，它由機體及轉子2部分組成:機體內部設有兩處前后擋料板，當濕料入進機體內，被受到960r/min高速旋轉的板錘打擊向上與熱氣體充分混合，并隨著熱氣體流動，這時受到前后擋料板阻隔，使氣體折向流動,濕料又被板錘反向打擊。這樣就得到較長時間熱交換，維持很高的蒸發速度。出料水分的大小，由前后擋料板上下調節控制。
3.4.3 HMD-50錘式烘干機技術規范與生產操作技術參數
技術規范與技術參數對比數據 表3
技術參數 | 單位 | 設備技術規范數據 | 生產操作指標 |
入機煙氣溫度 | ℃ | <1200 | 800-900 |
生產能力 | T/H | 50 | 50-60 |
zui大進料粒度 | mm | <100 | 粉狀 |
出料粒度 | mm | <1-1.5 | 粉狀 |
轉子線速度 | m/s | 37.0 | 37.0 |
電機型號.功率 | Kw | JO3250-4 55KW | 55.0 |
重量 | T | 8.635 | 8.635 |
外形尺寸 | 長×寬×高mm | 1950×1260×2905 | / |
入機濕渣水分 | % | <30 | 20-30 |
標準單位煤耗 | Kg/t | ∕ | 13-16 |
單位電耗 | Kwh/t | ∕ | 1-1.2 |
從表3看出：
3.4.3.1 設備自身的優勢凸出。
——自重輕，結構簡單、價格低。
——轉子轉速快，電機與機體直聯，操作維修方便，運行費用少。
3.4.3.2 生產操作技術參數*。
——產量高、功率小、電耗、煤耗低、加工成本低。
——設備外形不大，廠房面積小，工藝簡單、土建投資很少。
——進、出的水分及煙氣溫度差都比較大，說明傳熱速度快，熱效率高。
3.5 干料的收集與廢氣處理
濕渣干燥后，干粉在風速及負壓相對較大的狀態下，隨風抽入收塵器，因此，收塵器的負荷相當大，100%干料需在收塵器內產生。合理選擇收塵方案及技術參數是保證收塵效果得關鍵。為此，工藝中采用二級除塵。
3.5.1 一級除塵采用∮5500旋風收塵器，雖然收塵效率只有50-60%，但對于高溫廢氣中粉塵顆粒細、濃度高，濕含量大采用這種收塵器比較適宜。旋風除塵器具有耐溫（≤350℃）保溫性能、低阻力處理風量大等優點。特別是錐體底部帶有反射屏，防止氣流將已分離粉塵重新揚起。排風管道要向下方（底灰方向）延長。這樣可使風速加快，強化旋渦分離效果。
3.5.2 二級除塵采用PPW96-2×8箱式脈沖袋式收塵器，對于高溫、高濕、高濃度的煙氣，采用上述過濾收塵方法是zui簡單的。
箱式脈沖收塵器清灰是用空氣多點噴吹和反吹方法，在各室之間依次輪流清灰，清灰時間次數、壓力均由微機程控。分室靜態清灰方式，*解決了清灰不*和二次揚塵現象。
機內濾袋是采用類玻纖濾料，它憎水、耐折、耐溫等優點，其織物光潔、平整、均勻、極易清灰等特點，成為過濾高濃度、高溫度、高濕度粉塵理想濾料。
3.5.3 收塵系統生產操作技術參數 表4
一級收塵 ∮5500旋風收塵器 | 廢氣溫度 | ℃ | 380-320 |
廢氣含塵濃度 | Mg/NM3 | 250-300 |
廢氣水分 | % | 16-25 |
露點溫度 | ℃ | 50-60 |
二級收塵 PPW96-2×8箱式脈沖收塵器 | 處理風量 | M3/H | 95000-107500 |
過濾風速 | m/min | 1.0-1.2 |
過濾面積 | ㎡ | 1440 |
收塵器室數 | 個 | 16 |
濾袋條數 | 條 | 1536 |
收塵器阻力 | Pa | 1500-1700 |
出口含塵濃度 | m g/ NM3 | <50 |
操作壓力 | kPa | -6—+2.5 |
從表4可知，生產操作技術參數科學，能很好的解決系統防結露問題。需要說明的是：上述的二級除塵，雖然能夠有抗結露能力，但只能適應廢氣含濕量<30%。熱氣流溫度需達900-1100℃。為避免產生結露，烘干機廢氣溫度高于露點溫度20℃-30℃。廢氣排放溫度應控制在100℃以上。收塵器處理風量較正常狀態增加20-25%，過濾風速控制在0.8-1.2m/min，高溫沸騰爐要能夠保持供熱溫度相對穩定。
4．結束語
4.1隨著我國經濟的發展，廢渣的產生有其必然性，而工業廢渣數量龐大、種類繁多、成分復雜，特別是高濕質輕的廢渣就更難處理。 若這些高濕渣轉化加工利用，綜合治理與環境保護密不可分。對其進行必要的烘干能更廣泛地成為有用資源，我們必須樹立科學發展觀，用廢渣開發循環經濟來推動節能與環保指標落實。
4.2 由于高濕廢渣存在烘干與收塵的難點，這對推廣和應用帶來阻滯，但通過事實證明：只要認真分析其生產工況條件，科學設計生產工藝；合理適宜地選擇供熱烘干與收塵設備；確定經濟適用操作工藝參數，抓好“溫度、清灰、保溫、漏風"四個關鍵環節，解決烘干利用與粉塵污染是能做到的。
目前，高濕輕質廢渣經烘干處理后，可直接作為原材料使用，具有社會效益，環保效益和經濟效益，有良好的發展前途。
