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活性石灰技术

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活性石灰技术

 国际上 生产活性石灰的窑型有两大类:一类是回转窑,2000年以前 以宝钢引进美国技术为代表,目前回 转窑国产化程度已经非常高,单窑最大产能达1000t/d以上;另一类是竖窑,国内占 有率较高的主要有双膛窑、环形套筒窑等。

回转窑、套筒窑、双膛窑 三种窑型均属于中国石灰协会推荐的技术先进的环保节能型石灰窑。不同的 石灰窑各有特点和适用范围,企业需 根据各种窑型的特点结合自身状况选择合适的窑型。大峘集 团有限公司对回转窑、双膛窑、套筒窑 三种石灰窑型均有深入的研究与应用,完全掌 握三种窑型的各项关键技术,并做到 全系统完全国产化,真正做 到全自动化生产,在国内 外三种窑型均有优良的业绩。另外,大峘集 团有限公司还与意大利PMT公司合作研发推广LK型正压竖窑。

1 回转窑 活性石灰生产工艺

对比回转窑和竖窑,一般认为,回转窑 生产石灰质量最佳,并能适用各种燃料,且适用于大规模生产,大峘公 司回转窑最大产量为1200t/d。回转窑适用于煅烧15-40mm的小粒度石灰石,在某些 地区有原料成本低的优势。回转窑 劣势是占地面积较大、热耗略高。

回转窑 活性石灰生产中有预热器、回转窑 和冷却器三大主要设备,统称为“三大机”。生产

工艺流程如下。

预热过程,石灰石 经过筛分整粒后,合格石灰石(15mm-40mm)被运输 到竖式预热器内进行预热,预热废气温度在1000-1100℃。石灰石在预热器内,下降的 石灰石吸收向上升腾的热废气中的热量,这种充 分的热交换过程,使石灰 石加热并降低了废气温度。

焙烧过程,石灰石 的焙烧在回转窑内完成,焙烧燃 料可以采用混合煤气、煤粉等,焙烧烟气温度1350 ℃。由于回 转窑煅烧过程中以1.0-1.5转/min的速度转动,石灰石在窑内翻滚,所以大 量的高温废气与石灰石之间可以进行充分且均匀的热交换,热交换 的均匀性是其它窑型都不具备的。整个焙 烧过程是负压操作,扬尘少,石灰石 在窑内停留时间为:60min。回转窑的调速范围:0.1-1.9转/min,斜度为:3%,回转窑 窑衬采用高铝磷酸盐耐火材料。

冷却过程,煅烧后 的高温石灰经回转窑窑头进入竖式冷却器内进行冷却,冷却方式为鼓风冷却,高温的 白灰在下降过程中与上升的冷空气进行热交换,白灰被冷却,冷却风被加热,进入回 转窑作为助燃风,冷却后 的白灰经过底部的振给料机均匀排料。

 

宝钢湛 江钢铁项目配套建设有1000t/d活性石灰回转窑两座,为炼钢 和烧结提供优质石灰。该项目 由大峘集团有限公司总承包,2#窑、1#窑分别于2015年8月29日、9月2日点火,于2016年1月通过功能考核,各项性 能指标均优于技术协议上的要求。稳定产量为1150t/d,颗粒排放浓度为7~9mg/Nm3,单位热耗952KCal/kg,产品活性度360ml以上。其各项 指标均达了国际领先水平。

宝钢湛江2*1000t/d活性石灰回转窑工程

回转窑 烧嘴及竖式冷却器

 

2 套筒窑

环形套 筒窑是德国贝肯巴赫炉窑公司(BECKENBACH KILNS GMBH)于1960年代发明的。2000年前后引入我国。

套筒窑 由砌有耐火材料的窑壳和分成上下两段的内套筒组成,窑壳与 内套筒同心布置,矿石位 于窑体和内套筒之间的环形空间内以利于气流穿透,故名环形套筒窑。下内套 筒位于竖窑的下部,结构为 双层钢壳形成环隙,环隙内通空气冷却,其内外侧砌耐火砖衬;上内套 筒悬挂在窑顶部。上下内 套筒各有其不同的功能,上内筒 主要是将高温废气抽出用于预热喷射空气;下内筒 主要是用于产生循环气流形成并流煅烧,同时起 到保证气流均匀分布的作用。套筒窑 的结构特点是因设置了内套筒在窑身内,形成了并流煅烧。 

 

套筒窑 设有两层燃烧室,燃烧室 通过耐火材料砌筑的拱桥与内套筒相联。套筒窑 使用的燃料为流体燃料,如天然气、焦炉煤气、转炉煤气、高焦混合煤气(发热值在1400kcal/Nm3以上)、电石炉气、轻油、重油、煤粉等。目前在 我国运行的套筒窑绝大部分是气烧窑,大峘集 团有限公司研发的煤粉燃料套筒窑于2015年投产运行成功,填补了 一这领域的技术空白。
  套筒窑 窑体从上到下分为:预热带、上部煅烧带(逆流)、中部煅烧带(逆流)、下部煅烧带(并流)、冷却带,其核心 为下部并流煅烧带,石灰最 终在下部煅烧带内烧成,保证了 能够煅烧出优质活性石灰。
  套筒窑 窑内废气在预热矿石及喷射空气后自身温度下降到180℃左右由 废气引风机抽出,经布袋 除尘器净化后排空。整个窑体为负压操作,对窑体密封要求不高,可以在 线观察到窑内的煅烧过程、在线取样及维修设备。

 

迁安九江煤炭3*600/天套筒窑

凌源翅冀矿业4*600/ 煤粉燃料套筒窑

(图片最 左侧为煤粉系统)

 

3 并流蓄热式双膛竖窑

这种窑 的工艺原理是首先由奥地利的Alois Schmid 与Hermann Hofer 提出的,瑞士麦尔兹炉窑公司(MAERZ)于1965年获得专利许可权。由于热耗较低,煤粉适应性好,近几年 市场占有率逐步提高。

双膛窑有两个窑身,两个窑 身交替轮换煅烧和预热矿石,在两个 窑身的煅烧带底部之间有连接通道彼此连通,每隔12min换向一次,以变换 窑身的工作状态。在操作时,两个窑 身交替装入矿石,燃料分 别由两个窑身的上部送入,通过埋 设在预热带底部的多支喷枪将燃料均匀地分布在整个窑的断面上,使燃料 得到均匀的燃烧。双膛窑 使用的燃料也是流体燃料,如燃气、燃油、煤粉等均可。

助燃空 气用罗茨风机从竖窑的上部送入,助燃空 气与燃料混合前在预热带先被预热,然后煅 烧火焰气流通过煅烧带与矿石并流(在所有竖窑中,双膛窑的并流带最长),使矿石得到煅烧。煅烧后 的废气通过连接两个窑身的通道沿着另一窑体的预热带向窑顶排出。由于长 行程的并流煅烧,石灰质量好,热效率较高,在所有 竖窑中单位热耗最低。

 

双膛窑 为密封正压操作,工作压力在40kPa左右。整个窑的操作控制(如换向、装料等)由PLC集中控制。

 河北鑫达钢铁  600t/d双膛窑

4 LK

 

LK  正压石 灰窑是在梁式窑的基础上发展而来的。梁式窑 是上世纪四十年代,美国碳 化钙协会发明的。上世纪七十年代末,原特鲁兹·弗卡斯 公司购买了梁式窑技术,由以塞 达博士为首的技术团队对梁式窑进行开发,成就了 现代全自动控制梁式窑。随着时间的推移,塞达团 队对梁式窑的运行进行了跟踪考核,发现有两大缺点:第一,过多使 用烧嘴梁造成了过大热损;第二,由于是负压运行,热分布并不均匀,导致了 石灰质量不均匀。于是,塞达博 士带领他的技术团队对梁式窑进行了深入开发,结合 套筒窑某些特点,成就了 LK 正压石灰竖窑。

 

LK 正压石灰窑工艺流程简图

与传统的梁式窑相较,LK 正压窑 技术有以下三个特点:第一,大幅降 低了烧嘴梁的使用,引入周边烧嘴;第二,将运行 压力由负压变更为正压;第三,出灰系统以体 积为准,代替了 原来的以计重为准。

正压石 灰窑的主要技术特点:

-与某些竖窑相比较,LK 窑作为一个单筒竖窑,更加简单:

·由于是单筒,占地面 积比双筒的竖窑小

·钢结构用量少,降低了投资成本

·耐火衬简单,耐材用量少,不需要 异形砖以及特殊材质砖,耐材成本低

·耐火衬工作寿命奇长,维修费用很低

·由于工 艺回路内压力损小,所需设备(风机)能力低,节省设备投资以及降 低了电耗约 15-20kwh/吨灰

·操作非常简便

-正压运行的优越性:

·石灰冷却均匀,高效预 热作为二次助燃凤的石灰冷却空气

·通过预 热原料石和预热废气(一次助燃凤)高效回收废气热涵

·向窑内 整个截面均匀分配燃料和一次助燃凤,燃烧效率高

·热耗低,大约 860 大卡/公斤灰

·适应小粒度原料石,如可以使用 20-40mm 粒度的原料石

-LK 正压石 灰窑达到了以下技术性能:

· 日产量:100 – 400 吨

· 原料:石灰石和白云石,

粒度范围:20 – 250mm,大/小块比:1:2

· 燃料:气体、固体和液体三种燃料,也可以设计成气体/固体或气体/液体 或固体/液体三 种形式的双燃料系统

· 热耗:≤860 大卡/公斤石灰

· 电耗:≤22kwh/吨石灰

· 石灰质量:活性度 ≥ 360ml

 

· 石灰中 CO2 残余量:≤ 1.5%

 

中的 LK 压竖式石

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