888真人官网娱乐麦尔兹石灰窑工艺流程竖式石灰

更新时间:2020-07-20 13:39
 

  石灰石在竖式石灰窑内的煅烧过程分析_能源/化工_工程科技_专业资料。石灰石在竖式石灰窑内的煅烧过程分析 段润林 (太化集团有限公司电石厂,太原 030056) 摘要:就石灰窑温度、石灰石粒度、燃料特性配比、风压及布料均匀状况对竖式石灰窑 煅烧过程的作用分别进行了

  石灰石在竖式石灰窑内的煅烧过程分析 段润林 (太化集团有限公司电石厂,太原 030056) 摘要:就石灰窑温度、石灰石粒度、燃料特性配比、风压及布料均匀状况对竖式石灰窑 煅烧过程的作用分别进行了分析、并指出相应的控制范围。 关键词:石灰窑;温度;煅烧;风压 1 竖式石灰窑结构简介 竖式石灰窑内部分为 3 个区域,即预热区、煅 烧区、冷却区,如图 1 所示。 C + O2 =CO+10216.5KJ/kg 炭 (b) 石灰石 CaCO3 分解 CaCO3 = Ca0 + CO2-1788.9kJ/kg 冷却区是在窑下部,当煅烧好的生石灰下降 到这个区域时,与鼓风机送入的冷空气相遇产生 热交换,生石灰被冷空气冷却到 1OO℃以下自窑下 卸出。进人窑内的空气则被生石灰预加热后,上 升到煅烧区,参加燃烧反应。 2 影响石灰石煅烧的主要因素 影响石灰石煅烧因素主要有煅烧温度、石灰 粒度、石灰石与燃料(焦炭)的混合均匀程度。 2.1 温度对石灰石煅烧的影响 图 l 石灰窑及三区示意图 预热区在窑的上部,其作用是使由煅烧区升 上来的废气与新投入的石灰石和炭材相遇,进行 热交换,对将进入煅烧区的石灰石和炭材进行预 热,因为石灰石的分解温度为 812℃,所以大家把 预热区与煅烧区的温度分界点定为 850℃。 煅烧区是在窑的中部,是窑内进行化学反应 的主要区域,也是全窑温度集中的地方,中心温 度可达 1200℃,边缘区域的最低温度为 815℃, 由冷却区升上来的空气在此处起助燃作用。煅烧 区的温度和位置,决定于物料下降速度、混合料 的粒度、风量大小、风压高低、窑料配比等因素。麦尔兹石灰窑工艺流程 煅烧区主要反应有: (a) 燃料燃烧 C + O2 = CO2+33 777 KJ/kg 炭 图 2 石灰石煅烧速度与温度的关系 石灰石煅烧速度与温度有极大关系。图 2 为 石灰石煅烧曲线℃时,每小时只能煅烧 0.33 cm;若在 1000℃ 时,则每小时可烧透石灰 0.66 cm,加快 1 倍;若 在 1 1O0℃,则每小时烧透 1.4 cm,加快了 3 倍。 通常实际生产中石灰窑的煅烧温度应控制在 1050℃左右,故要求窑内温度稳定且均匀分布, 要求三个区域的位置适宜,同一截面的温度最好 一致,这样石灰石分解就得到保证。如果煅烧区 下移,将使生成的石灰得不到充分冷却,空气得 不到充分预热,冷却区缩短;如果煅烧区上移, 石灰石预热不好(预热区缩短),热气得不到冷却, 窑气带出热量增加。窑气温度高,损失热量比石 灰温度高损失热量高得多。例如同是 150℃,石灰 带出热量为 70 890kJ/lO00kg,以同样重量的石 灰石产生窑气带出热量为 175 140kJ/lO00kg, 要保证窑内温度稳定均匀正常生产,必须做到四 个均匀:石灰石粒度、焦炭粒度均匀,混合料分 布均匀,出灰速度均匀,送风量均匀。 2.2 石灰石粒度对煅烧过程的影响 石灰石的煅烧速度取决于石灰石的粒度,粒 度越大,煅烧速度越慢。这是由于石灰的导热系 数小于石灰石的导热系数。所以大块石灰往往存 在夹心,生烧石灰就是这个原因。为了使热量尽 快进入石块中心,必须保证窑温。石灰石粒度与 煅烧时间关系曲线。 煅烧不充分现象;粒度偏小,燃烧较快,煅烧区 上移,也可能出现生烧石灰。 如果石灰石粒度相差悬殊,则与燃料混合后, 投入窑内形成物料分聚现象,靠窑壁的物料粒度 大, 阻力小,易燃烧,火层易上移,888真人官网娱乐形成煅烧区 上移, 窑顶窜火。消除这种现象必须采取粒度合 适的石灰石和燃料,例如Ф4 m 石灰窑粒度 50 mm~ 150 mm、焦炭 20mm~40mm 较合理。布料器须保证 运行可靠,布料均匀。我厂中Ф4m 石灰窑曾由于 布料器故障,几次造成布料不均导致石灰窑内煅 烧温度不均匀较典型的一次煅烧区三个热电偶显 示温度分别为 802℃、333℃、723℃,形成偏窑现 象,对石灰石煅烧分解极为不利,而导致生烧与 结瘤现象较严重。之后为确保布料器的运行可靠, 布料点控制方式由原设计的机械传动与行程开关 控制形式改进为由石灰窑系统的可编控制器(PC) 控制。 2.4 燃料特征对石灰石煅烧过程的影响 固体燃料的石灰窑生产通常用焦炭与无烟煤 作燃料,在生产中要求燃料的固定炭含量越高越 好,炭分、挥发分越少越好。因为灰分高燃料发 热值降低,灰分含量高也相应降低石灰质量。挥 发份的含量高,造成火焰长,煅烧区增长,因此 要求燃料固定炭高。焦炭和无烟煤的比较(焦炭及 无烟煤燃烧持性曲线 石灰石粒度与煅烧时间关系 由图 3 可见,对石灰石粒度应有一个适当的 要求,否则其所需煅烧时间相差悬殊,150mm 石灰 石在 1150℃时需煅烧 4 h,如果窑温降至 950℃则 需 17h,煅烧速度低 4 倍左右。以Ф4m 石灰窑为 例,当煅烧区热电偶显示温度为 690℃~750℃时 (窑内实际温度要高出显示温度 200℃左右),生产 出窑的石灰生烧较多,约 15%;如果人窑石灰石粒 度超过 200mm 的较多,石灰生烧现象就更为严重。 由于窑温控制得较低,石灰石粒度却偏大而导致 生产的石灰生烧大约 15%以上,显然是由于煅烧速 度不够所致。提高控制温度在 800℃以上,严格控 制石灰石粒度小于Ф20O mm,石灰生烧量就会降 低到允许范围之内。 2.3 布料均匀状况对石灰石煅烧过程的影响 在煅烧石灰石过程中,燃料应与石灰石块混 合均匀,均匀分布在窑内,才能正常煅烧。燃料 的粒度过大,燃烧较慢,容易在石灰中残存未烧 尽的燃料,不但浪费燃料,还会出现生烧石灰、 图 4 焦炭豆无烟攥燃烧特性曲线 (a) 焦炭燃烧速度比无烟煤的燃烧速度快, 见图 4,在其它条件相同情况下,使用焦炭煅烧 石灰石大层集中;相反无烟煤的燃烧速度慢、燃 点低,易形成煅烧区拉长,造成窑气温度及出灰 温度偏高。 (b) 由于无烟煤中挥发分太,使用无烟煤煅 烧石灰石易造成两头高。挥发分在较低温度即在 预热区就挥发出来,造成窑气温度高。无烟煤燃 烧速度慢,造成灰温高,热损失较太。实际生产 中,使用无烟煤的配比要比使用焦炭的配比高 2%。 在石灰石燃烧过程中,燃料的配比量是影响 石灰石煅烧分解的关键。 配比低了温度达不到要 求,煅烧不充分,石灰带生烧严重;反之,配比 过大易造成结瘤。竖式石灰窑因此,燃烧配比要适宜,操作 计量要准确。配比大小要根据石灰石粒度、燃料 粒度含水量停窑时间、石灰质量和产量变化而及 时合理地调整。 2.5 通风机送风量对石灰石煅烧过程的影响 在燃料配比合适的情况下,要控制合理的送 风量,一般情况空气量的控制用压力表示,即送 风压力。风压大与小分别影响石灰窑的煅烧和煅 烧区上移、下移,同时影响煅烧过程产生窑气的 变化。窑气主要成分是:CO2、C0、02,分别应控 制 ?(CO2)=40~42%,? (CO)<0.4、? (O2)≤1.0, 这三个成分可看出石灰窑的煅烧情况: (a) 二氧化碳含量高 40%~42%,888真人官网娱乐。说明窑角石 灰石煅烧良好,窑况正常。事实上对Ф4m 的石灰 窑而言,当窑气中 CO2 含量为 31%~33%时,煅烧 的石灰石就难以充分分解,生产的石灰中生烧量 一般可能在 15%~20%。 (b) 一氧化碳低(<0.4%),说明燃料燃烧完 全,反之说明燃烧不完全;另一方面说明窑内温 度高、竖式石灰窑布料器配比高,或局部燃料集中,使生成的 CO2 还原成 CO。CO 高是窑内结瘤的一个象征。 (c) 一般要求空气过量系数为 1.05,如果 O2 浓度高,说明供风量大,有 O2 浪费,也造成热量 损失。对石灰窑而言,根据窑气组成可科学合理 地指导控制供风量,保证石灰石煅烧分解反应正 常进行。 (d) 供风压力上不去是窑况异常的信号,要 及时分析处理。 综上所述,影响竖式石灰窑煅烧过程的因素 是多方面的,只有合理控制石灰石煅烧温度,合 理控制石灰石粒度、燃料(焦炭)粒度,了解燃料 特性,适时调整配比,混料布料均匀,合理供风, 才能保证石灰窑石灰石煅烧过程 的稳定正常进 行,避免产生结瘤,减少石灰生烧,保证生产的 石灰(氧化钙)的质量稳定。 参考文献 1 能瀵远.电石生产工艺学.成都、成都科技大学出版 社,1988.159~160.

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