杏彩体育:石灰窑的煅烧工艺

　　我国自主研发的带竖式预热器和竖式冷却器的石灰窑的煅烧工艺系列产品已经在国内广泛推广。设计生产能力涵盖250t/d～1200t/d，以满足不同企业的需求。以一条比较完善的600t/d石灰窑生产线kJ/kg以下，电耗在45kwh/t以下。石灰窑可使用国内普遍采用的煤粉、电石炉煤气、焦炉煤气、天然气、混合煤气，以及多种煤气混烧、或多种煤气与煤粉混烧，基本可以满足生产企业利用当地廉价能源的要求。

　　石灰窑的煅烧工艺原理：合格的石灰石存放在料仓内，经提升机提升并运入预热器顶部料仓。预热器顶部料仓，由上下2个料位计控制加料量，然后通过下料管将石灰石均匀分布到预热器各各室内。 石灰石在预热器被1150°C窑烟气加热到900°C左右，约有30%分解，经液压推杆推入石灰窑内，石灰石在石灰窑内经烧结分解为CaO和CO2。分解后生成的石灰石进入冷却器，在冷却器内被鼓入的冷空气冷却到100°C一下排出。经热交换的600°C热空气进入窑和煤气混合燃烧。废气在兑入冷风经引风机进入袋式除尘器，再经排风机进入烟囱。 出冷却器的石灰经振动喂料机，链斗输送机、斗式提升机、胶带输送机送入石灰成品库。根据客户要求是否进行筛分等工序。

　　石灰窑的煅烧工艺包括石灰石的预处理、煅烧、冷却和成品收集四个环节。1、石灰石的预处理首先需要对石灰石进行破碎和筛分处理，将石灰石分成适合进入窑内的均匀颗粒大小，以确保石灰石在窑内的均匀煅烧。2、石灰石煅烧

　　在煅烧环节，石灰石均匀地投入石灰窑内，窑内的高温将石灰石中的碳酸钙分解释放二氧化碳，产生氧化钙，同时将石灰石石料烧结成为生石灰。石灰石石料在石灰窑内顺时针旋转，石灰石石料在窑内的停留时间约为20-30分钟，整个煅烧过程在高温下进行，炉内温度通常为1300-1450摄氏度，高温条件下石灰石石料迅速分解，生成生石灰。3、石灰冷却石灰窑煅烧完成后，生石灰被送入冷却器进行冷却，以便将石灰的温度降低到可接受范围内。4、石灰成品收集最后，石灰收集于收集器中，成品石灰可以进一步研磨和筛分，以满足不同用户的请求。

　　在石灰窑的煅烧工艺程中，通常用到的原料是石灰石，对于活性石灰的生产是经过加热把石灰石分解成氧化钙与二氧化碳的过程。石灰的活性直接和煅烧工艺、石灰的矿物组成等相关。石灰有游离氧化钙与结合氧化钙两种矿物组成形式，但是，石灰的活性主要是由活性游离氧化钙的含量决定的。对于石灰石的煅烧主要是把石灰石的菱形晶格进行重新结晶以后转化成石灰立方晶体的过程。这个过程是一个复杂的化学反应过程，具体的反应过程如公式（1）所示：CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）+178.16kJ 。1）公式的反应是一种吸热反应。在反应开始的时候，碳化钙的微粒会被破坏，并发生分解反应，在这个过程中，氧化钙会进行再结晶，并生成晶体。在分解反应发生的过程中，因为有CO2产生，氧化钙晶体会转化成疏散结构并保留多晶结构。这种晶体并没有完全发育，其中有很多的缺陷存在，导致石灰活性的进一步提升。但是，在煅烧温度持续提高以及保温时间不断延长的过程中，晶体会逐渐地生长，从而使得活性氧化钙逐渐转化成非活性氧化钙，石灰的活性也就随之降低。

　　石灰窑的煅烧工艺要想生产具有活性更高、体积密度更小等特点的优质活性石灰，应该使用回转窑。通过使用这一设备煅烧出来的石灰有着以下几方面的特点：第一，产量更高;第二，物料的煅烧程度比较适宜而且也非常匀称;第三，操作过程十分简便，容易对其进行调整。

　　石灰石、白云石在矿山破碎后运到厂区，由铲车送到原料地坑经筛分提升到原料库，计量后粒度10∽50mm的合格石灰石经提升设备送入预热器顶部料仓。入料粒度为10∽50mm,使出料的成品粒度为5∽40mm达到90%以上。

　　(1) 竖式预热器：竖式预热器是由预热器本体、储料仓、加料管、液压推杆装置等组成。预热器有多边型和圆型内采用分仓隔墙装置，使石灰石逐渐加热避免急剧升温爆裂产生大量粉状，入窑石灰石分解率达到30%∽40%，排出的气体平均温度230℃∽260℃，从而降低系统热耗。

　　(2)石灰窑：石灰窑由筒体、支撑装置、变速传动装置、挡轮装置、窑尾及窑头密封、窑头罩组成。窑体与水平呈3.5%倾斜放置。配有两套支撑装置，其托轮轴承为水冷式油勺润滑滑动轴承，并有球面瓦能自动调心。在靠近大齿圈处还配有液压挡轮。采用变频调速电机驱动窑体，并设有附助传动驱动窑体。窑头窑尾采用弹式密封装置。采用变频调速电机驱动窑体结合预热器分解率，有效控制煅烧时间及温度，达到生烧和过烧指标要求。

　　燃烧器采用煤、气混烧四通道燃烧器。调节灵活方便，操作自如，各个风道的喷出速度在操作时均可随意调节，可调出不同窑况下所需要的任何火焰，窑煅烧温度容易控制。

　　(3) 竖式冷却器：竖式冷却器是有冷却器本体、固定筛、冷却风装置、电振卸料机等组成。竖式冷却器内分为若干冷却出料区域，每个区域出料速度可根据料温度单独控制；冷却风在冷却器内和热石灰直接接触，冷却效果好，出灰温度低，出灰温度约高于环境温度40℃；冷却风经过冷却石灰后，温度可预热至600℃以上，一部分作为回转窑的二次助燃风使用，另一部分用于干燥煤粉。冷却器没有运动部件，结构简单，冷却效果好，设备维修量少。

　　煤粉制备是石灰窑的煅烧工艺系统使用燃煤的重要组成部分。一般有两种系统，一种是风扫管磨煤磨与袋收尘器组成的煤粉制备系统，该系统具有操作方便、环境清洁等优点。其生产工艺如下：

　　块度≤25mm的煤块，由工艺斗式提升供给到皮带，再由皮带输入原煤仓，通过原煤仓下部园盘给料机或电磁振动给料机喂入磨煤机中，该磨煤机是集磨细、烘干于一体的设备，在粉磨的同时通入来自回转窑系统的热风或辅助燃烧室来的热烟气进行干燥。从磨煤机出来的含煤粉气体，在排风机抽力的作用下，进入选粉机分离后，粗颗粒煤粉通过自动卸灰阀返回磨机中进行再次研磨，而细粉在气流的带动进入袋式收尘器收尘，达到粉气分离的目的。出选粉机的气体，经收尘净化后由排风机排出，一部分废气鼓入磨煤机循环使用，另一部分废气通过烟囱排入大气中。由收尘器收集下来的煤粉卸入窑前煤粉储仓中。由煤粉仓根据需要，经一台罗茨风机送入窑前烧嘴，通过烧嘴助燃风机供风进行燃烧，供煅烧石灰石使用。

　　成品石灰由冷却器经链斗机输送至提升机，经提升机送至料仓顶部，经筛分后粒度为5mm以上的合格品进皮带机送入成品仓，小于5mm的粉料送往粉料仓，成品仓和粉料仓下均设有电动卸料阀。此处成品仓主要功能是起缓冲计量作用，成品应及时送到钢厂电石厂使用减少粉化。

　　石灰窑燃烧产生的高温烟气，在预热器内与石灰石进行热交换以后，温度降至260℃以下，经多管冷却器冷却然后进入高温袋式除尘器，除尘后由高温风机经烟囱排入大气，排入大气的烟气含尘浓度小于30mg/Nm³。

　　为满足石灰窑的煅烧工艺要求，保证工艺设备可靠运行，稳定工艺参数，保证产品质量，节约能源，提高生产线的运转率。全线采用技术先进全过程控制，在PLC控制的基础上增加DCS控制，对主生产线集中监视、操作和分散控制，控制石灰窑操作系统提高产品质量降低消耗。提高电控设备的可靠性和可维护性，以实现控制、监视、操作的现代化。

　　（1）石灰窑长径比由传统的20～25降低为14～15。长度的缩短不仅减少了由回转窑表面散失到周围的热量，也减少了设备的占地面积。

　　（2）石灰窑尾加装了竖式预热器，使窑尾的烟气余热直接传导给了石灰石，烟气温度可降至280℃以下，有效地回收了尾气排放所带走的热量，同时也为后续除尘减少了负荷。

　　（3）助燃风分为一次风和二次风。一次风直接参与燃烧,二次风为冷却风。一次风和二次风分别由单独的风机供给。此设计二次风温可升至高达600℃，作为助燃空气，为节省燃料提供了有利条件。

　　（5）石灰窑窑头出料冷却采用竖式冷却器替代原来的冷却筒，避免了石灰的显热散失。从窑头落下的炽热石灰，通过与鼓入的二次风换热，石灰得以冷却，空气吸收热量温度升高后进入回转窑助燃。

　　（6）石灰窑采用专用燃烧系统向回转窑供热,除采用煤粉作燃料外也可单独采用低热值燃气（如发生炉煤气、电石尾气、半焦煤气）作为煅烧燃料，也可以采用多种燃料同时供给使用。煅烧温度可通过调节空气、煤气流量来调整。

　　（7）环保措施完善。煅烧尾气采用脉冲袋式除尘器除尘，石灰窑满足国家排放标准。在竖式冷却器落料点也采用了袋式除尘器除尘。

　　（8）石灰窑自动化水平高。煅烧系统设备生产操作的调节、控制和报警采用PLC在主控室集中控制，并设有各控制点的画面显示及必要的联锁监控，对生产过程中所用的操作参数进行自动记录。

　　合适的石灰窑煅烧温度与石灰石的致密度、料块的体积、纯度等相关。通常情况下，所需的煅烧温度会随石灰石致密度的提高而提高，煅烧温度的正常值通常在1100℃左右。

　　由于石灰石是从表面开始进行煅烧的，并慢慢扩散到内部，料块的力度不但和煅烧时间相关，而且也可能会导致烧生、过烧问题的出现。所以，应该要选用那些在适宜粒度范围之内的石灰石块。通常情况下，石灰石力度范围应该介于25～55mm，上下的波动范围不能大于10%[2]。

　　在石灰窑煅烧时间不断延长的过程中，石灰石的分解程度也在不断深化，但是，如果超出了适宜的时间范围，就会导致石灰活性的降低。导致这种情况的主要原因是在煅烧时间不断延长的过程中，石灰晶粒也在逐渐成长，其中的缺陷不断减少，气孔率也越来越低。因此，应该把煅烧时间和温度结合起来，每个温度都应该有对应的窑内最适宜停留时间。

　　1.石灰窑的操作人员应将立重的波动范围控制在50g/L以内..将熟料中氟氧化钙含量控制在1.5%以下。

　　2.石灰窑操作人员需要监控废气中O2和CO含量的变化，以及窑炉和预分解系统的温度和压力的变化，以及整个系统热力系统的变化。为保证燃料完全燃烧，减少黄芯料。尽量使熟料颗粒细小均匀。

　　3.石灰窑操作人员要学会看火。要求取决于烧成带窑皮的平整度和厚度，以及火焰形状、黑色火焰长度、火焰亮度和是否平滑有力，以及熟料粒化、带高和碾压情况、来料量

　　4.石灰窑操作人员应保证烧成带的窑皮完整牢固，厚度均匀牢固。在运行过程中，应努力保护窑衬，延长石灰回转窑的安全运行周期。

　　1.及时检测窑温，准确掌握窑内温度。看清窑内温度变化趋势，判断石灰窑窑内温度是往高还是往低，为添加外燃料提供可靠依据。

　　2.添加燃料时，一定要做到“见火加煤”、“勤加少加”，根据燃料在石灰窑窑内的燃烧速度，分几次添加燃料，既不能使燃料量太小而不能满足升温要求，也不能使燃料量太大而造成不完全燃烧。

　　3.准确掌握加入石灰窑窑内的燃料热值，根据窑内所需热量添加燃料。如果该批燃料的热值高于原燃料，则应少加。如果该批燃料的热值低于原燃料的热值，则应增加。

　　4.当整个石灰窑的通风量过大时，迅速降低各风闸，使整个烧带在正压下运转，也就是说，所有排的烧带都有回火现象。如有必要，应严格限制底部的进气口，以减少“余风”。完成上述操作后，应立即频繁添加燃料，添加含水量低的干燥燃料。如果烧成带全部清底时，应加入有热值的燃料，并生火。当窑内火度恢复正常时，可逐渐提升风门，仍可频繁加入低含水量的干燃料，使前火发展，窑内逐渐通风加速燃烧。

　　5.当整个窑的通风量太小时，应迅速增加所有风门，使整个烧带在正负压力下工作，即烧带前部为负压，后部为正压，导致回火。此时，应增加保温和冷区的进气量，特别是增加底部的通风量，以提高燃烧质量和换热效率。

　　石灰窑的煅烧工艺是一种高效、灵活性强、能耗低的工业煅烧技。