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环保石灰窑炉新技术概要
 来源:临沂生泰环保石灰窑炉    发布时间:2013/4/14 20:49:57    访问量:

钢铁冶金耐火材料等石灰窑新技术概要 

  一、现在发展新技术石灰窑的意义 

  钢铁工业,电石工业,氧化铝工业,耐火材料等工业都是石 灰消耗大户,近两年这几个行业都是高速发展的行业。每年的产量基本都是以20%以上的速度增长。可它们需要的主要材料(辅助材料)石灰确没有相应增长,所 以造成了石灰的紧张,从而剌激了社会土石灰窑的大量上马,土烧窑的遍地开花又造成了对环境的严重污染,在这种情况下,国家和地方政府相继出台了一糸列整治 土烧窑的政策和法规,但很难实现预期效果,原因是有需求的剌激。因此要想沏底治理土烧窑的污染,必须推行现代新技术石灰窑来解决需求的问题。所谓现代新技 术石灰窑就是具有环保、节能功能和机械化 、自动化程度较高的现代化石灰窑。它因采用了现代技术,所以它能充分利用廉价能源,特别能利用原来对环境有污染 的气体作主要能源,变废为宝。这样不但对环境能达到保护,而且它生产的石灰,不但质量好而且成本低。对利用这一新技术的企业,经济效益会有明显增加。这就 是推广新技术石灰窑的现实意义。 

  二、新技术石灰窑种类 

  按燃料分有混烧窑,即烧固体燃料,焦炭、焦粉、煤等。和 气烧窑。气烧窑包括烧高炉煤气,焦炉煤气,电石尾气,发生炉煤气,天然气等。按窑形分,有竖窑、回转窑、套筒窑、西德维马斯特窑、麦尔兹窑(瑞士)、弗卡 斯窑(意大利)等。同时又有正压操作窑和负压操作窑之分。林州现代科技中心研制设计了300立方以下的混烧窑和140立方以下的气烧窑,特别是高炉煤气和 焦炉煤气燃烧的XD型节能环保石灰窑。攻克了焦炉煤气热值高,火焰短的燃烧难题,可以使剩余焦炉煤气得到充分利用。由原来的焦炉煤气“点天灯”,污染环境 变为了为企业创造效益的宝贵能源。对中小钢铁企业、焦化企业、电石企业、和耐火材料工业都是非常好的节能、环保、增效的有效途径。 

  三、烧石灰的基本原理和热工工艺 

  石灰石主要成分是碳酸钙,而石灰成分主要是氧化钙。烧制石灰的基本原理就是借助高温,把石灰石中碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳的生石灰。它的反应式为 

CaCO3 CaO+CO2——42.5KcaI 

  它的工艺过程为,石灰石和燃料装入石灰窑(若气体燃料经 管道和燃烧器送入)预热后到850℃开始分解,到1200度完成煅烧,再经冷却后,卸出窑外。即完成生石灰产品的生产。不同的窑形有不同的预热、煅烧、冷 却和卸灰方式。但有几点工艺原则是相同的即:原料质量高,石灰质量好;燃料热值高,数量消耗少;石灰石粒度和煅烧时间成正比;生石灰活性度和煅烧时间,煅 烧温度成反比。 

  四、石灰窑的基本结构和主要附属设备 

  石灰窑主要由窑体、上料装置、布料装置、燃烧装置、卸灰装置、电器、仪表控制装置、除尘装置等组成。不同形式的石灰窑,它的结构形式和煅烧形式有所区别,工艺流程基本相同,但设备价值有很大区别。当然使用效果肯定也是有差别的。 

  五、石灰石的质量和数量消耗 

  工业用石灰对石灰石的质量要求主要有两个方面:一是要求 含碳酸钙成分含量高,一般要求要在97%以上。二是它的结构晶粒要小,因为晶粒小的石灰石晶间不严实,且在含有有机物的情况下,有机物燃烧形成的多孔状, 二氧化碳容易分离,故便于煅烧。三是杂质少,特别有害成分少如二氧化硅,氧化镁、氧化铝、氧化铁、硫和磷等。这些成分在石灰石中若有百分之一,到煅烧成的 生石灰中,就是百分之十八。烧一吨石灰按理论计算需1.78吨石灰石,但煅烧时“生”“过”烧的高低和石灰石质量好坏也有一定区别 。 

  六、生石灰的质量标准:石灰质量的一般标准是:氧化钙含 量,生、过烧率、活性度、有害成分含量等,但更重的是不同的行业,不同的用途又有不同的标准。如电石行业它特别强调活性度即软烧灰,炼铁行业它又强调的是 强度,所以要硬烧灰,炼钢则又要软烧灰。因此它的指标也是不一样的。一般标准生石灰,氧化钙含量要达到 97%以上,生过烧率小于 10%,活性钙要 300mi以上。 

  七、节能环保石灰窑的燃料与燃烧 

  烧石灰的燃料很广泛,固体燃料、气体燃料、液体燃料都可 以,但新技术石灰窑的燃烧原则是,那种燃料最经济,那种燃料更有利于环保、那些燃料更能节约能源是新技术石灰窑的关键。现在使用普遍的主要是焦炭和煤气。 就新技术来说最理想的还是煤气,包括高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、电石尾气(煤气)发生炉煤气等是石灰窑的最好燃料。因为这些气体燃料都属于废物利用, 循环经济性质。特别像焦炉煤气现在大部分放散,资源十分丰富,其次是高炉煤气,再就是电石尾气,这些煤气若利用起来,一来可大量节约能源,二来环境可得到 保护,更重要的是企业可以收到很好的经济效益。这些气烧石灰窑,若大量发展起来,土烧窑污染环境的问题自然而然就解决了。现在为什么如此好的项目为什么发 展缓慢,主要是气烧石灰窑技术在我国发展起来时间还比较短,任何事务都有一个发展认识的过程.特别是焦炉煤气,由于热值高、火焰短、石灰窑使用容易过烧和 生烧。致使有的企业不敢大胆使用。其实这不是太难解决的问题,林州现代科技中心,现在已经研究制造出了外混式长火焰烧咀,和石灰窑自循环稀释高热值煤气的 工艺技术。完全可以解决焦炉煤气的烧石灰问题。烧石灰用燃料的多少,是和它炉型与燃料的热值有关。煅烧石灰所需的热量是由燃料的燃烧而得,燃料的主要成 分,碳的燃烧过程的分子式为C+O2=CO2气体燃料则是根据它的热值来计算的。按实际经验生产一公斤石灰 约需960kcal热量。但由于各厂的生产设备和工艺条件各不同也有区别。一般来说,烧一吨灰用高炉煤气需1600m3左右,烧焦炉煤气需300m3左 右。电石尾气需360m3左右,天然气需120m3左右,发生炉煤气需900m3左右。 

  八、石灰窑的布料器、燃烧器和其它附属设备 

  石灰窑主要附属设备有上料机构,布料器,供风装置、燃烧 装置,卸灰装置等,相对而言,混烧石灰窑布料很关键,因为它在把燃料和石灰石同时装入窑内时,必须通过布料实现炉料在窑内的合理分布,消除炉壁效应,均衡 炉内阻力,力求整个炉截面“上火”均匀一致。所以布料器形式和使用效果对石灰窑的生产效率有很大影响。现在有各种各样布料器,包括旋转布料器、海螺形布料 器、固定布料等等,其中林州现代科技中心研制的三段钟式布料器利用“漏斗喉管效应”和“倒W堆集角效应”原理和可调式档料板相结合的方式,结构简单,对解 决了原燃料的均匀混合和大小粒度的合理分布问题效果很好。而且具有耐高温,耐磨损和方便检修等多种优点。特别适用于中小型石灰窑配置.而气烧窑它的主要附 属设备是燃烧器,因为它的气体燃料是通过燃烧器把可燃气体和所需氧气(空气)按一定的比例在燃烧器内混合后送入炉内燃烧的,而且不同的燃气所需的空气量也 不同,不同的炉型,不同的加热方式,它需要的火焰类型也不相同。如预混式、半混式、外混式及氧化焰、中性焰、还原焰等等。所以说气烧窑的燃烧器一定程度上 决定着石灰窑的煅烧效果。当然其它附属设备也很重要,如风帽,看相似很简单,但要保证它所供窑内风量在整个窑断面上的分布才有好的效果。  

  九、石灰窑供风和风机选择 

  无论混烧窑还是气烧窑都是需要一定合理供风的,因为任何 燃料燃烧都必须具备三个条件,即燃料、空气(氧气)、和明火,缺少任何一项条件都是不会燃烧的。风的用量是根据燃料的可燃成分的需氧量来计算,若供风不是 燃料就不会充分燃料,供过量风过剩空气则变成烟气大量热量,从面造成燃料的增加和浪费。它的风量一般按下式计算:(计算公式略)它的压力要根据不同窑型, 不同原料粒度形成的不同阻力来计算。一般来说立窑阻力可按40——70 H2O/ 有效高度(m)公式来计算。但原燃料粒度不同也有差异。因此选用风机既 要以理论计算的基础又要以具体炉型和实际经验为依据来选定风机。才能有好的使用效果。 

  十、石灰窑的除尘与环保

  石灰在煅烧时排放的烟尘中含有大量的有害气体和10微米 以下的粉尘,粉尘中又包含SO2; F2O3; AIO3等。这些有害气体和粉尘对人体的危害很大,如果人们长期吸入会引起支气管和肺部等呼吸性疾病,幼 儿更为严重,而且飘浮在空中的粉尘中还含有致癌物质,若24小时呼吸平均浓度超过150mg/m3的有害粉尘对人体会造成致命危害。新技术石灰窑,它的主 要优点是除能耗低、产量高、质量好外,最大的好处是便于除尘。因为它整个煅烧过程是相当于在一个密封容器中进行,它的烟气可从窑顶烟气管道排出,通过除尘 净化,然后达到无害、无污染的达标排放。

  十一、自动化控制自动化控制是新技术石灰窑的重要特点,它的上料,配料、供风、供气、卸灰都是通过电脑自动化控制完成。但也要考虑国情,厂情和价值成本,也不是自动化程度越高越好.应以最终效果为原则。



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