一、并流蓄热式竖窑
现在海突矬于煅烧细粒石灰的竖窑重要窑型为瑞士麦尔兹窑炉公司策画制作的并流蓄热式双膛竖窑,该窑用于煅烧20~40mm小粒度石灰石,也许充足行使现在我国石灰石矿很多丢弃的细粒石灰石,为我国石灰石矿的资本归纳行使开发了新道路。
1并流蓄热式双膛竖窑的重要特色
(1)石灰煅烧平匀,活性度好。在供应及格石灰石和燃料的前提下,活性石灰的活性度抵达mL,残剩CO2气体含量低,通常不超越2.5%,且不孕育过烧石灰。
(2)热效率高。用于石灰石分解耗热量占总耗热量的百分比在各种窑形中为最高,通常可达83%以上,单元产品耗热量低,通常在~kJ/kg之间摇动。
(3)比拟反转窑,占大地积小,基建投资低。
(4)排出的烟气温度低,通常为70~℃,易于净化除尘管教,有益于束缚处境玷污题目。
(5)也许煅烧20~40mm小粒度石灰石,可充足行使我国现有废除的石灰石资本。
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并流蓄热式双膛竖窑的工艺进程
并流蓄热式双膛竖窑有两个窑身,窑身的上部有换向系统,用于瓜代轮换行使两个窑身,在窑身煅烧带的下部设有互邻接通的通道。煤粉喷枪装配在预热带,并埋设在石灰石中。
临盆职掌时,每隔12min变幻1次窑身机能,即每个窑身每隔1个周期加热1次。采取单斗提拔机向竖窑加料,每变幻1次窑身,单斗提拔机向两个窑身离别插足1斗石灰石。单斗提拔机前设有带电子秤的称量料斗,以便精准称量每斗石灰石。采取罗茨鼓风机瓜代从两个窑身上部送入煤粉,颠末喷枪将煤粉平匀地散布在整个窑的断面上。采取罗茨鼓风机将焚烧用的空气从竖窑顶部送入窑内,经预热带加入煅烧带与煤粉搀和,使煤粉在煅烧带内焚烧,火焰与物料并流使物料得以煅烧。在煅烧带将石灰石煅烧后孕育的废气,颠末两个窑身的延续通道加入另一个窑身,与装入的石灰石料流相悖向高贵动,预热了另一个窑身内的石灰石。
煅烧完的石灰由窑身下部的卸料装配卸出,加入下部的卸料料斗。由于竖窑窑内压力很高,这些料斗均采取液压职掌的闸板密封。在每个换向周期中,密封闸板按时翻开,石灰便会落入下部受料斗中,尔后颠末振荡给料机给入耐热皮带运送机上,再运往制品石灰筛举办筛分蕴藏。
竖窑上的大部份设立均采取液压职掌,这些设立囊括:反转加料器、窑顶阻塞闸板、回旋料钟、废气换向闸板、称量料斗闸板、出料装配、出料料斗密封闸板、煤粉管道和空气管道的液压阀门、石灰石料位请教器等。
二、套筒式竖窑
套筒式竖窑别名环形窑,本原于德国肯巴赫·威尔曼司特勒公司(BECKENBACHWARMESTELLEGMBH),天下上已有余座套筒式竖窑投入行使。欧洲和日本用这类窑型较为广泛。近几年来,我国也慢慢引入这类窑型,前后有5座套筒式竖窑在梅钢、马钢、本钢等大型钢铁企业运用。实习讲明,套筒式竖窑设立容易,职掌和修理便利,做事处境较好,产品格量良好,是一种很有进展前程的新式窑型。
1套筒式竖窑的基础组织
套筒式竖窑重要由窑体、上料装配、出料装配、焚烧室、换热器、喷发器以及风机系统等孕育。
窑体
窑体由内、外筒构成。外筒由通俗钢板围成并衬以耐火材料。内筒分上、下两个自力部份,上部为上内筒,下部为下内筒。高低内筒由双层组织孕育圆柱形钢板箱,钢板箱内可直接通入空气并也许对内筒举办延续冷却防范其高温变形。箱体表里双侧砌有耐火砖。内筒与外筒齐心安顿,孕育一个环形空间,石灰石就在该环形地域内煅烧。
焚烧室
套筒式竖窑可行使多种燃料,如自然气、焦炉煤气、搀和煤气、煤粉、重油等。不管采取哪类燃料,其焚烧进程都是颠末烧嘴在焚烧室内举办的。焚烧室通常设置在窑体中部并分上、下两层,每层焚烧室的数量视竖窑巨细而异(通常为3~7个);统一层平匀安顿,上、下两层错开安顿。每个焚烧室与内筒之间均由耐火砖砌筑而成的拱桥邻接,焚烧孕育的高温烟气颠末拱桥下的空间加入石灰石料层。
上料、出料系统
套筒窑的上料装配由称量料斗、闸门、单斗提拔机、密封闸板、回旋布料器、料钟及料位探测装配等构成。
石灰石经预热、煅烧和冷却后,在冷却带底部由抽屉式出料机直接卸入窑下部灰仓,尔后经仓下振荡给料机排出。
风机系统
套筒窑风机系统重要由排烟机、引射风机、内筒冷却风机构成。排烟机用以抽出窑内废气,使窑维持负压;引射风机向焚烧器供应喷发空气,使窑内孕育轮回气体;内筒冷却风机向内筒供应冷却空气。同时,冷却空气冷却内筒后得到预热并做为焚烧器的二次空气。
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套筒窑的煅烧道理及工艺特色
逆流煅烧和并流煅烧有机联合
石灰石在套筒窑内煅烧进程中的一个显著特色是逆流煅烧和并流煅烧同时举办。套筒窑外壳上散布的两层焚烧室将窑体分红两个逆流职掌的煅烧带和一个并流职掌的煅烧带。
逆流煅烧
上焚烧室为不统统焚烧,助燃空气供应不够,惟有50%左右。在废气引风机的效用下,不统统焚烧烟气加入上部料层与来自下方含多余空气的气流邂逅,使不统统焚烧产品得到统统焚烧。这个地域(从上焚烧室到上部内套筒下口平面)即为上部煅烧带。在此地域内其气流方位与物料起伏方位相悖,煅烧进程称为逆流煅烧。
在上、下焚烧室之间的地域为中部煅烧带,中部煅烧带亦为逆流煅烧。
并流煅烧
下部焚烧室为统统焚烧,空气多余系数为2.0左右。下焚烧室焚烧孕育的高温烟气(温度1℃)分红两股:一股经中部煅烧带、上部煅烧带流向窑顶与来自上焚烧室的不统统焚烧气体邂逅;另一股气流鄙人焚烧室喷发器的效用下往下走,孕育并流煅烧带(下焚烧室平面到下内筒轮回气体进口平面之间的地域)。
并流煅烧是套筒窑整个煅烧工艺的关键。石灰终究在这个地域内烧成,高温烟气经料层煅烧石灰,尔后从下内筒底部均布的4个轮回气体进口处加入下内筒;石灰冷却空气从底部吸入窑内,被高温石灰预热后与高温烟气一同从下内筒进口处加入下内筒内。两股气流搀和后称为轮回气体(个中含有多余空气也许做为焚烧二次空气),温度通常为~℃。轮回气体经下内筒进口→下内筒顶部→喷发器→下焚烧室料层→下内筒进口,如斯轮回往来。
在并流煅烧区,跟着物料向卑劣动,石灰石表面慢慢孕育了CaO外壳,其吸热性也变差,但赶巧此时较贫化的燃料和空气产生来往焚烧,热量供应较柔和,是以不会使CaO外壳过烧,又能使生芯赓续分解。
气流散布平匀
针对保守竖窑气流散布不平衡题目,套筒式竖窑对窑体内部组织举办了如下几方面的非常管教。
a.设置上、下两个中央内筒,使窑的装料空腔呈环形,增加料层厚度,以利于火焰或高温气体穿透整个料层。
b.设置上、下两层错开均布的多个焚烧室,且每个焚烧室与内筒之间由耐火砖砌筑而成的拱桥邻接,以便焚烧孕育的高温烟气平匀地散布在窑的整个断面上。
c.鄙人内筒的上、下部,沿圆周开有多少个孔(均布)做为轮回气体的出入口。开孔数量与焚烧室相对应,使窑内下部煅烧带气体被平匀地引入下内筒。
颠末以上非常策画,窑内压力、气流及温度在环形截面及整个石灰石料层中得到了平衡散布,保证了石灰石焙烧的平匀性,消除了热沟孕育的原料不安定以及耐火衬易损环景象。
回收余热,消沉能耗
套筒回收余热重要有如下三个道路:
a.下内筒做为轮回气体的通道。下焚烧室孕育一部份高温富氧气体向卑劣动将石灰石冷却空气加热到~℃,颠末下内筒引出窑外,在喷发介质效用下从新回到下焚烧室做为助燃空气行使。
b.上内筒将窑顶30%的废气引出窑外颠末空气换热器将热量传达给引射用空气,从而回收余热,升高引射空气温度。
c.冷却下内筒的空气本身预热到℃左右后,也被搜集到环管内,尔后分派到各焚烧室做为助燃空气再次行使。
颠末以上三个道路,使窑内气体有余热量得到公道行使,从而抵达节能的宗旨。关联质料讲明,套筒式竖窑能耗仅次于迈尔滋窑,为~kJ/kg。
全程负压职掌
套筒窑的非常组织大大消沉了窑内气流阻力损失,易完竣全程负压职掌,有益于窑内工况调动,同时增加窑体密封件的负荷,改观做事处境,使职掌更平安。
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材料适应性更强
保守石灰竖窑由于本身结媾和煅烧工艺的限定性,入窑材料粒度束缚在70~mm领域内,超越准则(小于70mm或大于mm)则会影响窑内透气性和石灰煅烧原料。而套筒窑由于采取环形空间煅烧石灰石,极大地改观了窑内物料透气性,为石灰石供给了良好的煅烧前提,从而扩宽了材料粒度领域和粒径比。套筒窑的材料领域为15~mm,粒径比能抵达1∶3的水准。
燃料选摘请求领域较宽
筒窑的适应性强,也许采取烟煤、褐煤、重油、自然气、焦炉煤气、转炉煤气及搀和煤气等燃料。采取搀和煤气请求发烧值大于kJ/Nm。且对煤气压力请求不高,大于15kPa为老例压力。
职掌容易,轻易调动
套筒窑重要颠末节制轮回气体温度来调动煅烧状态,调动方法重要有如下两种:
a.出料调动方法
轮回气体温度对排料速率变动对照敏锐。变换排料速率,会影响石灰石在窑内的逗留时光。即使轮回气体温度高,讲明石灰煅烧水准高,石灰中残剩CO2含量很少,这时排料速率应放慢,使上部未烧透的矿石加入并流区煅烧;反之亦然。
b.供热调动方法
变换热量传输,即颠末变换下焚烧室的燃料量也许得到所请求的轮回气体温度,从而节制石灰的煅烧水准。
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套筒窑关联工艺设置
在活性石灰煅烧工艺中,为保证活性石灰产品格量,除窑型抉择相当要害外,还必需有相般配的外围技能前提。譬喻,材料、燃料抉择、工艺参数确实定,以及灵验探测和监控机谋等,这些都对活性石灰原料孕育要害的影响。
石灰石净化
石灰石中的杂质会不同水准地影响石灰原料。在朔方,由于气象干枯,石灰石表面较洁白,含泥量很少,通常不采取水洗工艺,仅对石灰石举办筛分以剔除小粒及表面杂质。而在南边,石灰石含泥量较大,单靠筛分管教很难撤除石灰石表面污泥,是以,应试虑水洗工艺。
石灰石品格
若石灰石中SiO2、Fe2O3、Al2O3等杂质含量过量,会使石灰中游离的CaO含量大大消沉,从而消沉石灰的活性。这些杂质在高温下与CaO反映生成玻璃质体,使石灰表面“瓷化”,致使石灰消化坚苦。是以,抉择品格良好的石灰石是临盆优良活性石灰前提前提之一。采取套筒窑临盆相符YB/TO42-93中特级冶金石灰理化指方位材料,应餍足ZBD2-90准则中甲第通俗石灰石品格请求。
石灰石块度
在统一煅烧前提下,即使石灰石块度差异太大,会孕育欠烧或过烧景象,使石灰活性度消沉。于是,通常请求石灰石块度摇动领域愈小愈好。套筒窑临盆优良活性石灰时,材料粒径比(最小块度与最大块度之比)抉择在1∶2较符合(最大不超越1∶3)。为矜重节制大于上限块度和小于下限块度石灰石的含量不超越5%,在水洗今后设置一台振荡筛对石灰石举办筛分管教。其它,石灰石在晦气进程中有再破裂景象,不成防范孕育一些小颗粒石灰石,是以,石灰石入窑前应试虑二次筛分管教。
三、弗卡斯窑
1弗卡斯窑组织
弗卡斯窑大致上可分为四部份:①贮料带,②预热带,③煅烧带,④冷却带。
贮料带:处于窑顶部,贮量约够2~3h的石灰寻常临盆。如许,在例行搜检石料晦气及上料装配须要暂短停机时,并不影响石灰窑的延续临盆。
预热带:石料在这边摄取向回升腾的热煤气中的热量。这类灵验的热相易进程,使石料充足预热,并加入煅烧带。
煅烧带:石料的煅烧,是在这边完竣的,煅烧带有高低两层焚烧梁,各焚烧梁上的喷嘴将燃料平匀地喷在石料层上,充足焚烧,为矿石的分解供给热量。焚烧梁底下有视察孔,也许使职掌者视察煅烧窑整个横断面中石料起伏的情景。
冷却带:位于煅烧窑的底部,热石灰颠末和冷空气举办热相易,石灰被冷却,空气被预热,尔后升入煅烧带。
弗卡斯窑各部份温度(℃)领域:贮料带:~;预热带:~;焚烧带:~1;冷却带:~。
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工艺过程
块度及格的石料,由卷扬机运送到窑顶,经过密封进料门卸入料斗。该进料门主动开启,以领受石料。
当预调天命量的石料加入料斗后,上料中止,顶门阻塞。尔后,第二道进料由气动装配主动开启,颠末一个称做“裤腿”的布料器,石料落入煅烧窑的贮料带。石料落入贮料带的地方,是主动抉择的。颠末使料流的体积与隔绝门相般配,布料器可整齐有序地平匀布料。屡屡由卷扬机提拔的石料,都经过几个“裤腿”中的一个进料。下一次进料,行使另一个“裤腿”。
两个瓜代职掌的料斗门,可防范装料时空气泄入窑内而影响煅烧窑的寻常运行,分外是不影响颠末装配在石料蕴藏带的抽风管从石灰窑上部寻常抽吸窑气。
进料系统由守时器和料位计主动节制。这个特色可免除对石料进料状态的延续搜检。
当矿石入窑后,即慢慢而有序地颠末预热带、煅烧带和冷却带,此时即烧制成了熟料。
燃料经过焚烧梁平匀地喷发到窑内石料层。焚烧梁跨越过石灰窑断面,每根焚烧梁都是由一个庞大的、拉长了的由导热油冷却的矩形钢箱装配而成。
导热油冷却系统防范焚烧梁过热,装配有响应的节制设立,以抵达最高的平安做事保障系数。
一经导热油温度抬高,报警讯号马上浮现。柴油马达可保证停电时导热油寻常轮回。
制品颠末一组料斗、振荡出料器及新式称量器,在窑底出料。每个出料斗由一个电磁振荡式出料器伺服,出料斗将熟料送入称量器。屡屡熟料送入称量器的隔离时光预调定。每当预调定分量的熟料整个送入称量器后,振荡器停机,尔后称量器将熟料卸入熟料贮料斗,此料斗亦装配一振荡器,以卸出熟料,循环往复地运行。每个做事周期卸料的隔离时光及每一次卸料量,依照实习产量预调定。上述调定系由计划机颠末工艺节制主动完竣。新一代的称量器可延续节制实习出灰分量,据此主动调动煅烧窑的工艺参数。
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对材料的请求
窑气的原料在很大水准上取决于材料石灰石的原料,弗卡斯窑煅烧石灰石时,材料石灰石应相符如下请求:粒度,8~14cm;CaO≥52%,SiO2≤1%;S(以SO3计),≤0.25%;烧失量≤42%。
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弗卡斯窑益处
可行使不同燃料
弗卡斯窑可行使多种燃料,如:重油,自然气,回收煤气、煤粉等,既可行使上述个中一种,也可行使搪塞两种或更多的搀和燃产。
消沉能耗
通俗混料式立窑所用石灰石最小为50mm,而弗卡斯窑所用石灰石可小到20mm,升高了材料的行使率。由于在焚烧梁系统运用了并拢冷却回路能回收热量,使得热效率分外高,因此热能和电能耗损大幅降落。
浮现题目调动实时
通俗混料式立窑是石灰石和燃料一同插足到窑中,要颠末预热带才干来到煅烧带,这须要24~48h,浮现石灰生烧和过烧题目,只可颠末节制生石灰和燃料的比例来调动,既耗时又耗力。而弗卡斯窑能颠末焚烧梁上的视察孔实时觉察不寻常情景,仓卒调动燃料用量,从而防范不寻常景象的产生。
能孕育高品格二氧化碳气
采取双裤腿进料,防范上料时加入过量的冷空气,燃料经过焚烧梁平匀地喷到石灰石料层上,使石灰石分解更统统,燃料焚烧更充足,孕育的二氧化碳气更平匀。矜重节制燃料与空气的配比,也许使碳气中的二氧化碳含量高达42%,一氧化碳含量降到1%如下,氧气降为零。
升高石灰原料
由于石灰窑内各个部位被平匀煅烧,燃料的焚烧量能随时节制,统统消除了生烧和过烧景象,石灰原料分外平匀,活性更大,可普及运用于冶金、造纸、电石、化工、修筑等行业。
临盆更精明
弗卡斯窑可依照碳化工序对窑气的须要,在额定产量的50%~%之间搪塞调动,防范了通俗混装石灰窑临盆的不成调性。当碳化工序浮现阻碍泊车时,弗卡斯窑可分外便利地增加落灰量和窑气的排放量,升高材料的行使率。
职掌轻松、安定,行使寿命长
由于采取主动职掌,所需职掌员为每班一人。由于弗卡斯窑没有任何过火纠合热量的地域,使窑的耐火衬工3做寿命大为拉长。
三种窑型对照剖析
现在国内能临盆高原料活性石灰(活性度mL的煅烧设立重要有反转窑、并流蓄热式竖窑(又称麦尔兹窑)、套筒式竖窑、弗尔斯窑。我国80岁月引进窑型大多为反转窑(武钢和宝钢)和麦尔兹窑(杭钢、太钢、马钢等)。加入90岁月今后,开端引进套筒式竖窑(梅钢、马钢等)以及弗尔卡斯窑(石钢、本钢等)。针对上述几种窑型特色举办了实例剖析。
也许看出,反转窑电耗、燃料耗损较高,对燃料热值也请求较高,且投资及运行成本比竖窑高。三种竖窑电耗、煤气耗损均比反转窑低。个中,迈尔兹窑采取全程正压透风工艺,对窑内密封请求较高,节制及职掌相对繁杂;弗尔卡斯窑煅烧工艺较落伍,产品格量稍差;套筒式竖窑采取全程负压,对窑内密封请求不高,修理便利,职掌较容易,特为能以低热值煤气为燃料,产品格量与反转窑相当。
根源:科瑞耐材
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