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活性石灰回转窑的设计

时间:2024-05-21 17:10 来源:未知 作者:admin 点击:

  活性石灰回转窑系统是一个高能耗的生产工艺线,节能降耗是一个永恒的主题,我们通过对衬砖材质、结构进行改造、优化煤气燃烧器的结构、燃烧工艺及风煤配比、增加烟气余热利用装置,能够充分降低煤气消耗,2015年活性石灰吨产品煤气消耗仅有4.9GJ/t。另一方面衬砖使用寿命得到延长,保证了系统的经济运行,这些实践具有很强的推广意义。

  本公司生产的活性石灰回转窑产品自Ø2.5×40m至Ø5.1×72m有十一个规格型号,选用配套的竖式预热器(YRQ04-YRQ20)和竖式冷却机(LSF36-LSF112)可满足产能150-1200 t/d活性石灰回转窑的设计规模的生产需求。石灰产品质量稳定均匀,单位能耗ag亚游国际集团、电耗指标经济合理,粉尘低排放,满足环保标准ag亚游国际集团。同时可广泛使用煤粉、焦炉煤气、兰炭炉煤气ag亚游国际集团、转炉煤气ag亚游国际集团、高炉煤气、电石炉煤气ag亚游国际集团、天然气、柴油ag亚游国际集团、重油、液化石油气、生物质燃料作为原燃材料。

  在钢铁厂生产中,活性石灰用于烧结厂、烟气脱硫系统、铁水脱硫系统、转炉炼钢系统和电炉炼钢系统等,其中转炉炼钢活性石灰用量占整个钢铁厂的一大半。根据宝钢湛江钢铁350吨转炉炼钢的生产经验,活性石灰回转窑生产的活性石灰比麦尔兹双膛竖窑生产的活性石灰同样的活性度炼钢时间快约2-3分钟。

  在国外,生产优质钢基本上用回转窑生产活性石灰,很少用竖窑;回转窑生产活性度大于360ag亚游国际集团,活性度好且非常稳定,残余CO22%(一般1%),生产操作简单,产品质量好控制;竖窑生产活性度大于360ag亚游国际集团,但不太稳定ag亚游国际集团,残余CO2一般在4%;回转窑与竖窑相比较,回转窑缺点是投资多一点,占地面积也大一些。在国内,因为回转窑投资与占地问题ag亚游国际集团,大部分钢铁厂选用竖窑ag亚游国际集团,只有比较注重产品质量的钢铁厂,采用了回转窑来生产活性石灰ag亚游国际集团。今后,在国内生产优质钢是一个方向,选用活性石灰回转窑生产活性石灰是保证生产优质钢的前提条件之一。

  采用回转窑活性石灰工艺,设计规模为13.2万吨/年活性石灰,按400吨/日ag亚游国际集团,实际生产按330天计算,实际年产量13.2万吨。整条活性石灰回转窑生产线设备能力及公辅设施设计时,充分考虑将来增产的能力要求。

  新建13.2万吨/年(400吨/日)活性石灰回转窑的设计项目采用煤气作为热源物质。

  4.1活性石灰回转窑采用成熟、可靠、实用ag亚游国际集团、有明显效益的先进工艺技术,工序配置合理、顺畅,技术装备水平达到国内领先、国际同类型石灰生产线先进水平。某些电气自动化设备采用世界知名品牌

  4.2活性石灰回转窑控制系统设计要求先进实用,稳定可靠,以确保该项目投产后尽快达产达效。

  4.3充分重视该工程生产中污泥、污水、粉尘、噪音的处理,采用可靠、完善ag亚游国际集团、彻底、高效的环保设施。设计要符合国家和企业所在地最新颁布的安全、卫生、环保标准。改善劳动条件,提高生产率。

  5.1、煅烧理论解述:根据窑内的化学、物理反应,活性石灰回转窑的整个煅烧过程分为三个阶段,即由窑顶从上而下依次为预热带ag亚游国际集团、煅烧带、冷却带。

  5.2、预热带:位于活性石灰回转窑的窑体上部ag亚游国际集团,在这个区域内物料与煅烧带对流上来的热量进行交换,使石灰中的水分被蒸发,石灰初步受热不均产生龟裂,体积膨胀,极限抗压强度下降。燃料逐渐加热到900℃左右ag亚游国际集团,进入煅烧带。

  5.3、煅烧带:位于活性石灰回转窑中部,进入这个区域内,由于鼓风机送入适量的空气助燃,燃料开始燃烧,并放出大量的热量,温度逐渐提高到1100℃-1200℃,放出的气体进入预热带预热。活性石灰的分解速度与煅烧区的温度产生的气体被带走的速度有关。同时也与燃料比,送入空气有关。分解反应速度与通过烧成带时间的乘积等于物料粒径,活性石灰烧熟、烧透。小于物料粒度出现生烧,大于则出现过烧现象。

  5.4ag亚游国际集团、冷却带:位于活性石灰回转窑窑体下部,并向下延伸到出灰口,残余的碳酸钙在此区域不再分解。该区域主要是利白灰的热量预热空气(400-500℃),同时煅烧成的石灰得到了冷却。各个区域的相对位置基本恒定,但不能截然分开ag亚游国际集团,它们会随原料、燃料条件发生变化ag亚游国际集团,操作时必须是煅烧区域位于窑体中部ag亚游国际集团。

  在石灰石破碎筛分系统设置了岗位除尘设备,对石灰石输送系统各扬尘点进行除尘处理,净化石灰石输送及筛分车间的工作环境。

  竖式预热器受料仓中的物料经加料管送入预热器内的8个预热箱体内,石灰石在预热箱体内缓慢下移,并经1000~1100℃的窑尾热气预热到900℃左右,达到部分分解的石灰石经预热器上的液压推杆推动,通过加料室进入到活性石灰回转窑内进行煅烧,废气进入窑尾废气处理系统。煅烧后的热石灰在竖式冷却机内冷却,冷却空气由二次风机提供,二次风机提供的冷却空气一方面能把进入冷却器石灰的温度急剧降到110℃以下,而且该部分冷却空气在冷却热石灰的同时也被加热到650℃以上,作为燃烧系统的助燃空气。

  从预热器来的废气,温度约在220--250℃左右,经掺入部分冷却空气后进入布袋除尘器内进行除尘,经除尘后的废气粉尘含量低于10mg/Nm3,完全满足国家有关环保要求。除尘后的废气经高温风机ag亚游国际集团、烟囱排入大气,收集下来的粉灰通过输送设备送入粉灰仓,经有散装机散装出厂。

  冷却后的石灰经竖式冷却机下部的振动卸料机卸出,然后经由板链机(该板链机耐高温,可防止冷却器由于突发事件而卸红料时烧毁设备)、板链式斗提机提升至筛分楼进行筛分,小于10mm的粉灰直接送入粉灰仓, 10-40mm的物料分别送入成品仓进行储存。在成品石灰筛分储存系统设置了岗位除尘设备,对成品石灰储存系统各扬尘点进行除尘处理,净化成品石灰储存系统的工作环境。为了增加整个系统的除尘效果并降低除尘系统的整体投资,石灰各加料点与卸料点的除尘与加料和卸料设备实行联锁,即哪个点加料或哪个点卸料时该部分除尘管道上的阀门才打开,当停止加料或卸料时则该部分除尘管道上的阀门关闭。

  预热器利用窑尾热烟气与常温物料进行气物热交换,使物料在进入活性石灰回转窑之前就被预热到900℃以上,实现25~30%的预分解,压损低;采用多管加料安装维护简单ag亚游国际集团,物料流量控制方便;各仓室单独进料,不易产生偏料现象。分仓加热式结构使得物料进出相对独立,热风循环自成一体,物料预热更加均匀,预热效果显著。工作中即使个别仓室出现故障可独自关闭,不影响整体系统的正常运行ag亚游国际集团。

  石灰石煅烧主要在活性石灰回转窑内完成,窑体直径3.6米,长55米,物料煅烧时在窑内轴向运动的同时也作径向运动,处于翻滚状态,辐射、对流ag亚游国际集团、传导三种热交换方式同时进行,使整个煅烧过程非常均匀ag亚游国际集团,窑头、窑尾均为微负压操作。活性石灰回转窑采用两挡支承结构。该结构较三档或多档形式更加简单,设备重量轻,直线性好,运转灵活,制造安装费用降低,运转过程中调整也相对简单。窑头、窑尾密封采用内置鱼鳞片形式,系统漏风系数降低,密封效果更加显著,维护和更换非常简便。

  石灰石在活性石灰回转窑内煅烧成石灰后进入竖式冷却器,从冷却器底部鼓入的二次风冷却石灰,独立的冷却设施将冷却风管在整个断面均匀布置,可以将石灰冷却到100℃以下,二次风温度可达600℃以上,经过热交换后的二次风入窑参与燃烧,有效提高了燃烧温度,节能降耗。另外为防止大块物料、窑皮和掉砖等进入冷却器本体ag亚游国际集团,设置有大料清出装置,可以将从窑内排出的大块物料从冷却器侧面排出,保证冷却器稳定连续运转,减轻了工人劳动强度ag亚游国际集团。

  每个液压推杆采用单独液压缸控制,通过液压站可以调节推杆之间的间隔时间及推杆自身的推料时间,准确控制进料量。

  活性石灰回转窑的砌筑分为三部分:煅烧带采用刚玉莫兰石和粘土砖,预热带和冷却带采用高铝砖;窑头ag亚游国际集团、窑尾焊接蛇形锚固钩并采用窑头、窑尾专用耐磨浇注料ag亚游国际集团。

  预热器顶部采用锚固件吊挂锚固砖,且锚固砖之间咬合固定,顶部铺设轻质浇注料,形成可以任意方向膨胀的整体炉顶;侧壁焊接锚固钩,采用耐磨钢纤维浇注料和低水泥浇注料,底部用高铝砖ag亚游国际集团。

  转运溜槽主要承受石灰石的下落冲击,冲击部位选用碳化硅砖,侧壁采用高铝砖,用陶瓷纤维毯隔热。

  窑头罩先用锚固砖吊挂,然后铺设低水泥浇注料,侧壁先用硅钙板作隔热,然后用低水泥浇注料和钢纤维耐磨浇注料。

  活性石灰回转窑结圈后系统出现以下症状:窑主电机负荷增加,电流波动值增大,窑头、窑尾压力不稳定,窑头出现正压现象,窑内气流浑浊,窑内的物料受粉尘影响其运动方式由滚动状态变为滑动状态,筒体外皮局部温度下降。

  活性石灰回转窑结圈一旦形成,便阻碍了气流的顺畅,窑头出现正压现象ag亚游国际集团,窑内高温气流大部分被阻碍在结圈体前侧,使窑内气流不能平均分配,结圈体后部分的物料不能充分吸收热量,窑内的物料受粉尘影响其运动方式由滚动状态变为滑动状态,物料不能均匀受热ag亚游国际集团,物料的煅烧质量不能保证,结圈一旦形成 200mm~300mm 时,主电机电流随时增大,严重时容易引发设备故障,同时能耗增加,现场环境严重破坏,增加操作者劳动强度。

  做为石灰原料的石灰石其主要成分是 CaCO3,一般情况都含有 SiO2、Al2O3、Fe2O3、NaO、K2O 、P、S 等杂质ag亚游国际集团,如果杂质含量高,就容易产生结圈,特别是 Al2O3、Fe2O3、P、S 等其熔点较低ag亚游国际集团,在活性石灰回转窑内温度达到1250℃以上时就会产生熔融,熔融后的杂质ag亚游国际集团,随回转窑的旋转附着在活性石灰回转窑煅烧带最高处形成结圈ag亚游国际集团。

  窑前储料场因无防雨设施遇雨雪天气,原料表面泥土沾在矿石表面筛分不掉,随矿石一同入窑煅烧,石灰中大量粉尘进入窑内,经过煅烧带,高温使粉尘熔融易造成结圈。

  燃烧器是煅烧石灰的主要工艺设备,直接影响火焰形状和刚度,进而直接影响活性石灰回转窑的煅烧温度,不同的燃料应采用不同的燃烧器,要使燃料达到充分完全燃烧,燃烧器的选择与控制至关重要ag亚游国际集团,也直接影响窑内结圈。

  活性石灰回转窑转速与推料时间的匹配影响物料在窑内薄厚,物料薄厚影响物料在窑内的运动轨迹。窑速低、推料时间短会形成料层太厚,物料在窑内出现抛落现象,料层薄,就会形成物料在窑内整体滑动ag亚游国际集团,抛落和滑动都会产生物料粉化,粉化量大ag亚游国际集团,在煅烧带受到较强火焰的高温,就会熔融形成结圈。

  1)活性石灰回转窑预热器出口温度过高,物料在预热器内预热和分解加速,将在煅烧带被烧结,石灰过烧,易造成结圈。

  2) 窑尾压力控制大小,会改变火焰长度、形状ag亚游国际集团,直接影响窑况变化和石灰质量,易产生结圈。

  3) 在燃料流量正常情况下,燃料压力控制过低,燃烧火焰短粗,煅烧带提供热量过多使物料出现过烧,严重时煅烧带结圈。

  4) 一、二次风的合理分配直接影响煅烧和质量的稳定,一次风过大,火焰会短粗,高温段过于集中,引起结圈;反之火焰瘦长,煅烧温度低,会使石灰质量不稳定,易结圈。

  一是加强物理检验控制,进厂粒度应控制在20~40mm,减少过小颗粒原料掺入,避免入窑后大量灰粉产生,因此入窑前的石灰石经过水洗筛分。二是加强化验检验控制,对进厂的原料进行严格化验,控制 CaO 含量不低于 53%,MgO、SiO2的含量控制在 2%和 1.5%以下,S 含量小于0.025%,不合格原料不入窑ag亚游国际集团。

  物料由窑尾运动到窑头完成石灰石分解的全过程ag亚游国际集团,而预热器向活性石灰回转窑的推料量必须与回转窑的转速同步,也就是说,一定的产量必须制定相应的回转窑转速,以保证物料在活性石灰回转窑内的料层厚度和填充量。正常控制物料在窑内的填充率在 6%~8%之间,窑的转速快慢要达到物料颗粒自我翻滚为宜ag亚游国际集团。

  根据改进后的燃烧器,调整好烧嘴角度,合理控制窑尾风机压力、流量和一、二次风机风量及风压,以保证火焰的长度和刚度,使火焰与筒体保持平行;同时供给煤粉热值稳定、煤粉量平稳连续输送。

  1)随时观察窑内火焰、气流、物料运动情况,如果发现火焰形状发散,窑内气流浑浊或物料有滑动现象,应立即检查产品实物质量 SiO2是否偏高,同时减产降温,调整窑况。选择优质原料入窑,待实物质量好转,窑内气流顺畅,粉尘明显减少,再逐步提产,恢复正常生产,避免熔融物粘窑壁产生结圈ag亚游国际集团ag亚游国际集团。

  2) 每小时在窑头从格栅侧门取一次样,用肉眼分析实物质量,根据实物质量情况,调整气量等工艺参数。

  3) 冷却器下电振给料机均匀出灰,保证冷却器内高、低料位差在 100mm 左右,使二次风量供给均匀。

  4) 计划减产时,应按 5t/h 梯度逐步减产,同时及时调整燃料量等各部工艺参数;恢复生产时,按升温曲线进行操作(活性石灰回转窑升温曲线)。

  1)不定期短时间减产、停窑,同时,停一、二次风机,观察窑衬情况,如有轻微结圈,选择适当时间减产、降温,利用高、低温差使结圈脱落,避免窑况恶化。

  2)如果出现窑头、窑尾产生正压ag亚游国际集团,窑内气流浑浊,主电机电流增大,不能完成正常产量、质量等现象,需停窑处理。