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鈦白粉生產中煅燒轉窯余熱回收技術

　　轉窯是鈦白粉生產中能耗大戶，其能耗占鈦白粉生產總能耗的20%左右，也是熱能利用率不高的化工操作單元之一。八十年代化工部組織化工部涂料研究所、第三設計院及部分鈦白粉廠，在鎮江對1臺φ1600的轉窯(熱源為輕柴油、內襯15 cm耐火磚、偏鈦酸采用葉濾機脫水、產品為銳鈦型)在現場進行了近一星期的測試，得出噸產品能耗為1423.6千焦(340×104大卡)，其中偏鈦酸水分蒸發占能耗的30.84%、窯體散熱占39.53%、煙氣帶走熱量占22.44%(煙氣溫度大約250℃)、成品帶走熱量占6.94%，前三項占總能耗的92.81%。最近山東院對年產4萬噸的φ3600×55000轉窯(采用天然氣加熱、隔膜壓濾機脫水、煙氣溫度大約380℃，產品仍為銳鈦型)按上述80年代的測試結果，重新換算，得出結果為：噸產品能耗為1034.4千焦，偏鈦酸水分蒸發占20.1%，窯體散熱占24.97%，煙氣帶走熱量占39.58%，成品帶走熱量占7.85%。熱能利用率有明顯的提高，但前三項仍占84.65%，而煙氣的熱量和成品帶走的熱量高于80年代φ1600的小窯，這主要是現在的操作工藝尾溫高(380~400℃)，產量大所致。

　　尾氣(煙氣)余熱的利用

　　近年來尾氣余熱利用在行業內很普遍，使用得最多的是煙氣經高溫電除塵后，再用于廢酸濃縮的預濃縮，熱能利用率比較好。還有幾家企業通過引進國外技術，煙氣經高溫電除塵后，部分返回窯頭做二次熱風使用，可降低天然氣的消耗，剩余的煙氣再供給廢酸預濃縮，上述兩種方法的煙氣余熱利用率都能做到50%以上。還有的企業直接將煙道氣進余熱鍋爐，產生0.8 MPa蒸汽供系統內使用，但直接利用煙道氣較難操作，最好通過導熱油熱交換后再用于余熱鍋爐，操作比較穩定。最簡單花錢最少的辦法是將二次水洗水，用作電除霧高丘里冷卻水，在降低煙氣溫度的同時廢水被加熱后用于一洗，當然這種方法的熱利用率也比較低。

　　減少窯體散熱的措施

　　德國Ti-Cons公司曾介紹，在1臺φ3200×55000的轉窯中，內襯一層152 mm保溫磚和一層152 mm的耐火磚，可減少轉窯殼體表面熱損失約126×104 kJ(30.1×104 kcal)，相當于減少熱損失25%。目前國內有條件的企業都把原來的單層耐火磚設計改為雙層磚(一層耐火磚、一層保溫磚)，根據窯體尺寸大小不同，有的采用150 mm耐火磚+150 mm保溫磚或150 mm耐火磚+50 mm保溫磚，都有明顯的減少窯體散熱的效果。
八十年代上海、南京等地的鈦白粉廠曾借鑒鋼鐵廠煉鋼爐隔熱保溫的措施，在窯與耐火磚之間內襯一層硅酸鋁纖維保溫氈，其隔熱效果十分明顯，人站在窯頭下幾乎感覺不到太多的輻射熱，甚至可以用手觸摸殼體，后因保溫氈太松軟，轉窯長期運轉后發生耐火磚移位而棄用。如果能解決保溫氈和磚的固定問題，這種方法能大大減少窯體的熱損失。

　　產品帶走熱量的回收

　　煅燒后的二氧化鈦溫度高達800余度，其帶走的熱量占煅燒總能耗的7%~8%，也不可小覷，以前國內鈦白企業的冷卻窯大多采用水冷，由于冷卻筒內部設計不合理，熱交換效果不好，大多數工廠水也未回收。九十年代引進東歐技術后，冷卻窯幾乎全部改為風冷，冷空氣與灼熱的物料熱交換后可升至90℃左右，返回轉窯做一次風使用。但從熱力學的角度來看，余熱回收不徹底，以天然氣做燃料為例大約只回收了熱能的38%，以煤氣為燃料也只回收了54%，建議今后改為風冷+水冷同時進行，加熱后的冷卻水可供水洗使用。