解密新型混烧石灰竖窑高生产率和高效节能的有效措施.pdf
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1、-石块与 40mm 的石块相比,前者需要 4 倍于后者的煅烧时间。实践证明混烧石灰竖炉选用 40-80mm 粒度的石灰石,气烧竖窑选用 30-60mm 的石灰石,回转窑选用10-30mm 粒度的石灰石效果最为理想,原则上大于 150mm 的石料不利于节能石灰竖窑的生产。为了降低竖窑在生产石灰中石料的成本,提高石料的利用率,目前唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司设计采用的“多窑分料入窑,单窑分级入料”的供配料方式,即有效解决了石料粒径煅烧时的选料原则,也有效的解决了石料利用率低的问题。所以要想生产出优质产品必须以合格的原、燃料(成分和粒度)作基础。没有合格且稳定的原、燃料,就无法生产出合格的产品
2、。原料的清洗筛分:石灰石矿源本身成分就杂,泥土杂质多,所以原料的清洗与筛分工作也很重要,石灰石本身所含有害物 SiO2、AI2O3、Fe2O3、Na2O、K2O、S、P 等,在开采过程中常带有泥土等杂质,尤其在雨季更为突出,这些杂质进入窑内后从 900时开始与烧成的石灰 CaO 发生反应,促进 CaO 颗粒间的融合,其结果导致颗粒间收缩,晶粒粗大化,反应生成物阻塞了生石灰表面的细孔,使石灰反应能力下降。同时由于渣化作用堵塞了释放脱除 CO2 通道的细孔而生成夹心石灰,随着煅烧温度的增加逐渐形成熔融状态,使石灰互相粘接,最终结瘤成块,窑内结瘤严重时可以造成煅烧紊乱,严重影响着成品石灰的质量,直接
3、导致企业效益下降。解决的方法一般采取石灰石入窑前进行水洗、多道筛分或水洗加筛分组合等,经过上述清洗筛分程序后石料在煅烧过程中很少有结瘤现象。所以“精料入窑”方针是煅烧优质石灰的首要选用原则。(2)、燃料的选料原则:混烧石灰窑生产中燃料的粒度要求范围要与石灰石的粒度相匹配,一般是石料直径的二分之一左右为好,如果燃料颗粒过大时在燃烧带燃烧不尽就继续在冷却带燃烧,这就是造成冷却带下移、出灰下红火的主要原因。如果燃料粒度较小或粉煤太多就会造成窑内透气性差、通风不良、鼓风压力增高,部分面状燃料被气流吹跑不能参加燃烧,即污染了环境也增加了用量,无形中增加了燃料成本,部分小颗粒状燃料在被气流吹动上升的过程之
4、中在预热热带开始燃烧,这是造成顶温高、热损大、石灰生烧增加的主要原因,所以燃料的粒度根据情况尽量控制好,必要时可以增加燃料筛分装置。另外选择燃料时,煤炭的灰分要求尽量降低,煤炭的灰分主要成分是 SiO2 和 AI2O3,他们占 80%左右,采购燃煤是可要求灰分的熔点要1280,不然灰分可以在高温下熔融生成比较粘稠玻璃液相而将石灰粘成瘤块,影响石灰正常生产。在选择燃料时应该尽量选择同一品种,最好是固定一个矿点批量采购,如果采用多家品种燃料应该根据化验后的热值和水分等分批堆放、分批使用,且不可混合堆放使用,燃料混用是石灰质量就无法稳定的原因之一。2、石灰竖窑装备高效化的提升:提高设备工艺技术性能和
5、自动化控制水平,是优化、改进传统石灰生产工艺的前提,可以根据石灰产品的不同要求及煅烧工艺的要求对石灰窑装备进行高效化、自动化和智能化设计与选择或改造。(1)、窑体截面及高径比的选择-目前很多传统的机械化竖窑截面大,窑径比小,一般 H有效:D内径为 56,易造成布料、出灰不均,根据调查显示节能型混烧窑窑径比在 6.3-6.8 的窑型热能利用率最高,提高了窑径比就等于减小了燃烧截面面积,有利于均匀布料和窑内气流的均匀分布,缩短在烧成带的停留时间,减少石灰生烧,预防过烧。(2)、混配设备工艺性能的确定 目前,国内混烧石灰窑原料与燃料的混配一般都采用简单的电磁振动给料机给料,磅秤称量后通过溜槽直接进入
6、料车,称量误差和落下误差可达1-3%或以上,因为石料与煤炭在进入料车前没有进行预混合,物料在料车内严重偏析,有的配加燃料还在采用人力手工方式进行,极易造成配料误差和混合精度,目前国内先进的混烧石灰窑混配系统的称量装置采用具有全自动控制能力的自动称量装置,精度为 3,在称量时,由变频控制的振动给料机分二次给料,先以较快的速度供料至 90%,再以较慢的速度供料至 100%,石灰石误差在 3Kg 以内,焦炭误差在 0.2Kg 内,并且,上次的称量误差,下次能够自动补偿,在混合物料过程中的传动装置亦采用变频调速控制,先把石灰石、焦炭放在其中间料斗内,然后在规定的时间内通过皮带混匀(石灰石在下,焦碳在上
7、的层式预混合)通过流槽,进入单斗料车,二者必须保证在同一时间内完成(即做到头头相重,尾尾相重),二者流量大小具有调节手段,整个称量、混匀过程都由可编程控制器(PLC)自动控制,且现场有监视装置进行监视,控制系统采用全自动和半自动冗余方式控制,可与计算机相连进行动态画面显示、报警、打印等功能。混配好的物料经料车进入窑顶收料斗料仓再次混合,窑顶收料斗料仓下部安装振动给料机进行二次匀料给料,给料机布下的物料经旋转布料器的仓壁及喉管效应再次进行匀料布料,到达炉内的物料经旋转布料器专用撒料器的环形布料后形成了均匀的物料混合。(3)、窑内布料设备的选择:混烧石灰窑窑内布料的技术有了很大提高,一般有固定式的
8、布料装置及旋转式的布料器,布料器的应用有效缓解了物料在窑内的分布均匀及平整程度的控制,但是,目前应用比较多的布料器还停留在老式的塔形固定布料器、钟式固定布料器和第一代冲击式旋转布料器,固定式布料器很难达到理想布料结构,而且不能控制因偏烧、偏料引起的料面倾斜、局部过烧、局部偏烧等现象,其布料及节能效果较差,该类设备基本已经淘汰。第一代冲击式旋转布料器因下部在窑内的布料装置采用简单的斜型料管结构,布料采用冲击原理进行点式布料而且下料布料速度太快(每批料从布料器下降到窑内仅 1-5 秒钟),物料在窑内还达不到“布料”的效果,只是把每批料在窑内不规则的分成了几“堆”,往往容易造成给料不均匀、混料效果差
9、,容易造成物料偏析现象。目前采用唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司等单位设计制造的第三代旋转布料器可以有效解决因偏烧、偏料引起的料面倾斜、局部过烧、局部偏烧等现象,该设备窑内布料装置设计有机械手装置,布料装置的 及 角度可以根据物料布料的半径需求进行调节和应用,具有布料料面薄、布料均匀,可任意定点及连续布料,该装置 2010 年度被“北方炉窑协会”评为“科技创新贡献奖”特等奖。(4)、布风装置及出灰结构的新技术应用:-石灰的煅烧是一种激烈的氧化反应,是燃料中的可燃成分与空气的氧气进行氧化反应,合理供风、加大供氧是节能石灰窑重要措施,节能窑所以节能供风供氧非常重要,而且有利于提高石灰活性度,传统
10、的土窑采用的“闷烧”方式及传统竖窑采取的“层烧”方式是不可能生产出高活性、高产能的石灰的。传统机械化石灰窑鼓风系统由高压离心风机和圆柱形或三级简易塔形风帽组成,因无布风专用风道气流在窑内的分布趋向于四周炉壁,中间单位面积流量小,加剧了窑壁效应,易发生粘瘤,而且布风风压及风量不均,唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司通过窑内气流分布研究和优化设计,通过罗茨风机供风系统利用计算机概率供风原理模拟实验创新研制“均压概率风帽”装置,实现定量送风,使窑体统一截面上气流分布趋于一致,有效解决了窑壁效应及料柱抽芯问题,同时石灰生过烧率也可以降低 3-5 个百分点。出灰系统传统方式一般为振动出灰机、钟式出灰机、
11、螺椎出灰机、插板出灰机、刮板式出灰机等,这些装置因漏风严重、维修困难、需要停风出灰等原因,市场上已经逐步淘汰,尤其停风机出灰方式是造成窑内气流紊乱、煅烧带位置不可控的主要原因,新型节能竖窑卸灰装置应用了单级或多级圆盘出灰机装置,通过调节出灰流量及旋转方向来保证物料在窑内均匀流动下沉和窑内气流的合理分布,该设备机动灵活,出灰准确,可多点或单点排料调整下料料面,而且大大减少空间飘尘,清灰方便,出灰效率高、成品灰不破碎、炉内料位下降平整,而且设备投资只是螺锥出灰机的五分之一。在石灰竖窑生产中,为了保证产量及质量,只有做到不停风连续生产,窑底出灰装置配套选用金泉公司专利技术弹性全密封出灰机及段式出灰机
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