活性石灰生产手册(2)

2019-04-14 15:46

的石灰煅烧炉的形式不同,燃料的种类不同,所要求的煅烧度不同,上述的判别的标准也不同。

(4)石灰石的结晶组织

石灰石的结晶组织,主要反应在CaO结晶颗粒的大小上,结晶粗大的石灰石因结构致密,石灰石分解时CO2逸出时的通道很小,石灰石难分解。在高温状态分解时,会产生粉化,同时石灰的活性度也低。因此在石灰煅烧时,一般应选用结晶颗粒细的石灰石。但因煅烧方式的不同,对不同种窑形,某些结晶颗粒粗的石灰石也是可以采用的。 (5)石灰石的颗粒

在石灰石煅烧过程中,原料石灰石粒度的影响也是非常大的,由于CO2的分解是由石灰石表面向内部慢慢进行的,所以大颗粒的石灰石比小粒径的煅烧要困难,需要的时间也长。石灰石的分解时间与粒度不是线性关系,在一定温度下,煅烧时间与石灰石的粒径的平方成正比的。

第三节 燃料

1、燃料的种类

依其状态,燃料可分为: ⑴ 固体燃料:如煤、焦炭等 ⑵ 液体燃料:如重油。煤油、柴油

⑶ 气体然:如液化石油气、发生炉煤气、天然气,高炉焦炉转炉煤气。 2、石灰生产对于燃料有如下要求:

⑴ 燃料的发热量对于窑的产量、热耗具有很重要的意义,在煅烧情况下,高 热值的燃料能够强化煅烧、增加产量、降低热耗。

⑵ 燃烧中的挥发份的分解温度比燃点低,在煅烧中,燃料往往还没进入煅烧 区,挥发份就在高温缺氧的予热区逸出并被废气带走,所以,竖窑要求燃料中的 挥发份尽可能低。

⑶ 燃料中的灰分,对于竖窑来讲是全部掺入石灰中。这样,灰分的波动变化 不但影响发热量的变化,而且还影响石灰的化学成分。

⑷ 燃料的粒度,要尽可能在要求范围内与石灰石数量相匹配,若粒度过大或 过小,甚至粉末过多,都将直接影响正常生产。

⑸ 燃料中的水份过多,将影响到配料的准确性,并将使得燃料消耗量增加。 3、焦炭理化性能 ⑴ 固定碳和灰份

固定碳的高低主要影响来自灰分,其它成份含量少而且稳定,固定炭简易计算为 C固=100—(灰分+挥发份+S)% ⑵S、P

焦炭中的S多以硫化物、硫酸盐、有机硫三种形式存在。竖炉煅烧过程中,焦炭燃烧产

生的SO2会与CaO结合,以亚硫酸盐或硫酸盐形式附着于石灰表面。石灰中的硫主要来自焦炭。

焦炭中的磷一般含量很少。 ⑶ 挥发份

主要是C、H、O及少量的S、N,其含量的高低表明了焦炭的生熟程度,不一般为0.7~1.2%,含量多,则生焦多,强度差。 ⑷ 水份

焦炭附着水在燃烧过程中挥发要消耗部分热量,同时因为水分的不稳定也会影响实际入炉的固定炭的不稳定,生产实践中要求水分尽可能稳定。 ⑸ 粒度

在以焦炭为燃料的石灰生产中,焦炭的粒径决定烧成带的高度,煅烧带的长度与风速无关,与焦炭的粒径成正比,与焦炭的混合比成反比,粒度要求整齐一致,理由是:①是为石灰石与焦炭不分离;②是以燃料的燃烧时间和石灰石的分解时间相平衡。

第四节 200m3焦炭竖窑对原、燃料的质量要求

1、原料的质量要求

1)石灰石化学成份,CaO要求大于53%

2)粒度要求:所用石灰石粒度要在40~80mm,范围,其中>80mm及<40mm的量各不超过5%,>80mm的粒度不超过90mm,<40mm的粒度不得小于30mm 2、燃料质量要求

1)化学成份:C固>85%,灰分14%,S 2)发热值:低位发热值6700×4.1868kJ/kg焦

3)粒度:在25~40mm以内,其中>40mm及<25mm的量各不超过5%;>40mm的粒度不超过50mm,<25mm的粒度不小于15mm。

第二章 竖炉操作

第一节 窑型简介

1.麦尔兹窑

产地:奥地利。麦尔兹窑也称并流蓄热式双膛竖窑。在煅烧过程中,两个窑膛交替工作,第一个循环中,燃烧空气和燃料从膛Ⅰ的顶部进入,热烟气向下流动,在联通道处与上升冷却气汇合,再经过联通道穿过膛Ⅱ,排出窑外。第二循环中,燃烧空气和燃料从膛Ⅱ的顶部进入,热烟气向下流动,在联通道处与上升冷却气汇合,再经过联通道穿过膛

Ⅰ,排出窑外。如此往复循环,每次换向时间间隔6~12分钟,因采用了利用废气热的再生预方式,废气温度一在100℃左右。燃料热利用率在80%以上。目前是世界上竖窑煅烧石灰设备中,热利用率最高的。双D窑是仿麦尔兹窑设计的,工作原理相同。 2.套筒窑

产地:西德。套筒式竖窑由内筒和外筒组成。在内筒和外筒之间填充石灰石,是煅烧室。物料在窑内呈圆环形,石灰石通过的宽度变小,减少了物料大小分布不均而造成的温度分布不均的因素。下部冷却石灰的热空气从内筒通过,经除尘后作为助燃空气。燃料采用流体。 3.回转窑

用回转窑生产石灰,以美国为最多,约占其石灰产量的80%。主要设备是预热器、回转器、冷却器。石灰80%的分解过程是在回转器中进行的,20%在预热器中进行。因物料在回转器内不停滚动并向前移动,窑内不存在温度分布不均现象。因此所煅烧出石灰在所有窑型中质量是最好的。缺点是投资大,热耗较高,粉灰率大。 4.弗卡斯

弗卡斯在国内称横梁式竖窑。其核心技术是在大断面竖窑内部布置可以引入燃烧嘴,目的是为了解决大断面竖窑中心部位生烧问题。窑内采用了三向压力系统。在窑顶设置了两根抽气梁,其下方均匀布置吸气孔,使窑上部形成负压。在窑的下部(位于冷却带)增加两根抽气梁,一是使上、下抽气梁之间窑内均呈负压状态,使周边烧嘴和燃烧梁的烧嘴火焰更易向物料喷射;二是灰温过高时,可以加大抽气梁的风量,有利于降低灰温。与普通竖窑相比,同样的高度,无论是助燃空气,还是冷却气体,从进入窑内到排出,所通过物料的厚度是普通竖窑的三分之一(弗卡斯下抽气梁与燃烧梁之间存在无气流通过的煅烧带)。从而减少了窑内因大小物料分布不均而造成的气流分布不均现象,因此弗卡斯所煅烧出的石灰,各项指标均高于普通竖窑。

第二节 工艺及技术参数

1.原料和燃料

石灰石粒度40~80mm,大于80mm或小于40mm的量分别在5%以内。但最小值不得小于30mm,最大值不得大于90mm,CaO大于等于54%。

焦炭粒度25~40mm,大于40mm或小于25mm的量分别在5%以内。但最小值不得小于15mm,最大值不得大于50mm,灰分小于14%,水分小于8%,发热值大于6700kcal/kg,C固大于85%。 2.设计生产能力 ⑴日产量 160 t/d ⑵利用系数 0.8t/m3·d ⑶废气温度 小于180℃ ⑷煅烧温度 1050℃

⑸排灰温度 45℃ 3.技术参数

⑴有效容积 200m3 ⑵有效内径 3.6m ⑶有效高度 19.8m ⑷生石灰CaO >90% ⑸生过烧率 <11% ⑹活性度 >300ml

⑺热耗 960kcal/kg石灰 4.有效高度

指从布料器能撒开物料的有效距离的水平面开始,到炉内风帽处的这段高度。 5.利用系数

利作系数是指竖炉在有效容积内,每立方米每昼夜生产出石灰的吨数。是平价竖炉性能优劣的一个重要参数,单位:t灰/m3·d

第三节 产量的设定

1.投石量的设定

根据每天的产量确定投石量,在很大程度上是根据炉况的变化而确定的。日投石量(t/d)=每天产量/0.575 2.上料周期

如果每斗青石重量为1t,则上料周期=86400/日投石量,单位:秒

第四节 焦比及风量的确定

1.焦比的设定及调整

焦比的设定必须依据石灰石的分解热、竖炉的热效率、煅烧环境、外部环境和焦炭的质量而确定。热效率是指石灰石的分解热与投入炉内单位焦炭总发热量的总和的比值。其大小与诸多因素有关,受炉壁携带热、焦炭不完全燃烧的热损失、未燃炭素的热损失、废气携带热等大小的限制。竖炉的热效率为65~85%。 2.燃烧空气的计算 ⑴理论空气量的计算

假定计算中的气体均为标准状态,焦炭完全燃烧则有: C + O2 = CO2 12 32 44 1 χ

1mol的炭完全燃烧需1mol的O2 ,1mol的氧气为22.4升,氧气在空气中所占的体积为

21%,1mol的氧气重量为32克,那么1kg炭完全燃烧需空气量为:1000/12Ⅹ22.4/21=8.889m3 ⑵空气过剩系数

实际生产中,为保证燃料完全燃烧,仅用理论空气量是不够的,这是由于燃料的可燃分与空气中的氧气瞬间完全接触是困难的,必须给予一定的过剩空气量。一般来说,若过剩量增加,热损失增大。所以除特殊情况外,必须竭力做到尽可能减少过剩量而达到完全燃烧。 ⑶实际空气量

设实际空气量为Ln,则Ln=nLo(n为空气过剩系数,Lo为理论空气量)。则实际风量Q=每小时投焦量※(1—水份)※C固%※8.889※空气过剩系数。由于炉内温度 由单位时间投入炉内的燃料量及供风量决定的,空气过剩系数越大,燃烧温度越低,热损越严重。在风量调整时,供风量不得超过实际计算空气量的15%。 3.风量、焦比的调整

空气量一旦确定,不要随意更改。生产量调整时,风量相应变动,炉况恶化时,风量也要根据情况设定,焦比调整后,风量相应调整。但要注意,在焦比调整后的第一批料将要到煅烧带时,再开始改变风量,以免引起烧成带移动。焦比受季节、天气的影响,冬季气温低,焦比要稍高,必须根据水分变化而适当调整焦比。一般而言,点火开炉转入正常生产后,炉况调整处于微调状态,焦比不宜过分变动,调整幅度也不宜过大。

第五节 竖炉的煅烧

1.燃料、原料的混配

燃料、原料的混匀对生产起着决定性的作用。一般要求在皮带上石灰石、焦炭不同步误差不大于1米。只有做到混配均匀,物料在料面上均匀分布,才能不致出现燃料过于集中,热量分布不均,使操作混乱。 2.料面的管理

料面的稳定对于保持生产的稳定,具有很重要的意义。如果料面不稳定,或形状异常,则烧成带也不稳定,最终影响产量和质量。 有关料面波动的算:

混合料比重 1500kg/m3 竖炉的断面积 3.6π=10.178m3 每斗料的厚度 1080/1.5/10.178=70.7mm

料面过高或过低,对生产都会产生不利的影响。正常料面应呈“驼峰”状,且同一圆周上不同点高度差不大于300mm。 3.排灰的管理

每次排灰量与排时间,要与煅烧带工业生产成速度相适应,保证煅烧带稳定。每次排灰速度过小,排灰时间过第,三段阀动作时间就过长,供风泄漏率将加大,不利于煅烧带


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