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过滤(脱水),过滤得到的滤液(母液)进入沉降池中进行重力沉降回收其中的碳酸钙,加收的碳酸钙返回熟浆池,沉降时排出的清液与增浓时排出的清液一起返回喷淋除尘器筛板除尘塔以净化窑气。从离心机出来的滤饼(湿料,含水量≤35%)经打散机打散后,用皮带输送机送入转筒干燥器中进行干燥,除去大部分水。
3.5 后续加工
从干燥器出来的干料(含水量≤0.4%)经除铁器除铁后,送入高速离心粉碎机中进行粉碎,从粉碎机出来的粉料(99.995%过125μm筛,99.7%过45μm筛,即为产品碳酸钙)进入旋风收尘器,绝大部分较粗的产品碳酸钙旋风收尘器的底部出来后即包装入库,少部分较细的产品碳酸钙从旋风收尘器的顶部出来后,进入布袋集尘器收集起来后也作为产品(而且是高质量产品)包装入库。
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第四章 工艺计算
4.1 计算基准: 生产能力:10000吨/年 工作时间:300天/年 安全系数:1.15
日生产能力:33.33吨/天,考虑安全系数后:38.33吨/天,即1.6吨/小时 生产方法:普通燃煤式立窑 间歇式鼓泡碳化塔生产工艺 各工段收率: 1.
石灰石煅烧工序:考虑石灰石过烧和生烧等因素,取石灰石转化率为95%,
石灰石中GaCO3含量97%,煅烧及输送过程损失3%,该过程总收率:95%×97%×97%=89.39%。 2.
石灰消化及精制:收率为93%,损耗在消化机和旋液分离器中,消化机中
石灰乳随同大块渣石一起排除,旋液也分离器中石灰乳则随一定粒度的僵石灰或尚未化好的粒子由旋液分离器底部排除。 3. 4.
碳化工序:通常CO2过量,石灰乳可视为完全反应,取99.9%
后处理工序:离心脱水,随滤过液带去约1%~2%的碳酸钙,但这部分可
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返回消化机中,回收使用,考虑该部分收率为99.9%。 回转窑干燥收率为99.9%。 筛分、包装等操作收率为99.8%。 碳酸钙总收率:
89.31%×98%×99%×99%×99%×99%=84.08%
消耗石灰石量:
38.33÷84.08%=45.59吨/天,即1.90吨/小时
4.2 石灰石煅烧物料衡算
按38.33t/d计,即16kmol/h(100%)GaCO3 石灰窑进料:
1. 石灰石:16÷0.8263=19.36kmol/h=1936kg/h 其中: GaCO3 0.970 1877.92kg/h MgCO3 0.012 23.23kg/h H2O 0.005 9.68kg/h FE、Mn、Al等杂质 0.013 25.17kg/h 2. 焦炭:按石灰石投料量的8%计算
则焦炭量为1936×0.08=154.88kg/h
其中: 含碳 0.800 123.9kg/h 水分 0.030 4.65kg/h 灰分子 0.120 18.59kg/h 挥发分子 0.045 6.97kg/h
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硫酸 0.005 0.77kg/h
3. 空气量确定:空气过剩系统取?=1.10,按此系数所得到的窑气一般为还原性气体。这种气体对净化系统的腐蚀情况可以得到很大的缓和。
算得总需氧量为391.56kg/h,相应氮气量为1436.34kg/h,则总空气量为1827.9kg/h
4. 产出生石灰:CaO量根据反应方程式CaCO3→CaO+CO2 则CaO量为:19.36×0.97×0.95×56=999.05kg/h 未反应的碳酸钙量:19.36×0.97×0.05×100=93.9kg/h MgO量根据反应方程式MgCO3→MgO+CO2 MgO量为:23.23÷84×40=11.06kg/h
杂质(包括石灰石中的杂质和焦炭的灰分):25.17+18.59=43.76kg/h 生石灰出料量:G=999.05+93.9+11.06+43.76=1147.77kg/h 5. 产生窑气生成CO2量:根据CaCO3→CaO+CO2 MgCO3→MgO+CO2
CO2+C→2CO
计算结果:
由CaCO3分解得CO2量:1936÷100×0.97×0.95×44=784.97kg/h 由MgCO3分解得CO2量:23.23÷84×40=11.06kg/h
根据经验CO含量约为窑气量的1.7%左右,据此计算,得CO量为39kg/h。则消耗CO2量:39÷(2×28)×44=30.64kg/h 消耗C量: 39÷(2×28)×12=8.36kg/h 可得CO2量:(123.9-8.36)÷12×44=423.65kg/h
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生成CO2共计:∑CO2=784.97+11.06+423.65-30.64+21.30=1210.34kg/h 换算成体积V=1210.34/1.977=612.21Nm3/h 生成SO2量:0.77÷32×64=1.54kg/h 换算成体积V=1.54/2.927=0.53Nm3/h 不反应的氮气量:1436.34kg/h
换算成体积V=1436.34/1.251=1148.15Nm3/h 剩余氧气量:391.56-330.4-0.77-24.79=35.6kg/h 换算成体积V=35.6/1.429=24.91Nm3/h 水蒸气量:9.68+4.65+10.48=24.81kg/h 换算成体积V=24.81/0.804=30.86Nm3/h CO量:39kg/h
换算成体积V=39/1.25=31.2Nm3/h 窑气组成列于表4-1。
表4-1窑气组成
组成 CO2 N2 O2 CO SO2 H2O ∑ W(kg/h) 1210.34 1436.34 35.6 39 1.54 24.81 2747.63 %(wt) 44.05 52.28 1.30 1.42 0.05 0.90 100.00 - 33 -
V(Nm3/h) 612.21 1148.15 24.91 31.2 0.53 30.86 1847.86 %(V) 33.12 62.13 1.35 1.69 0.03 1.67 100.00