高效节能环保机械自动化石灰立窑.doc

高效节能环保机械自动化石灰立窑技 术 简 介 高效节能环保机械自动化石灰立窑技术简介一、 概述在古代人们就知道用木炭烧制石灰和建造地坑石灰窑，随着煤炭的发掘用煤炭代替木炭烧制石灰，我国截止上世纪煅烧石灰技术大部分生产厂仅在远古式方法生产条件下有所改进，生产技术仍然落后，能耗大，产量低，质量差，生产条件十分低劣，工人劳动强度大，环境污染相当严重，生产的产品与现代工业使用品不能完全相适应。针对此种状况，根据国内的市场与环保需要，我公司致力于现代化石灰生产的技术研究，引进西德的先进技术，同时结合我国国情，设计了具有当代先进水平的高效节能环保机械自动化石灰立窑。我司设计的新型窑彻底改变了石灰煅烧技术，结构合理，节能、环保、操作简单、全自动化、可靠，提高了产量、质量，极大地改善了工人劳动强度状况，减少了人力开支，降低了生产成本。投资省、见效快，是烧制石灰的最佳窑炉。二、 主要技术指标1、 矿石基准：CaOSiPMg备注5320.0052%2、 CaCO3分解温度：90011503、 煤质：含碳量70%，热值6000kcal（无烟煤）4、 热耗：39004180kj/石灰石（kg）5、 石灰活性度：2203306、 CaO含量：8595%7、 石灰过烧生烧率：10%三、 设计指导思想、原则1、 采用先进、成熟的专有技术装备，使石灰窑具有先进性，达到高效、优质、节能、高产、环保。2、 在保证生产工艺流程顺畅前提下，充分利用公辅设施场地，以减少工程投资。3、 布置力求工艺合理，布局紧凑，物流顺畅。四、 技术特征1、 物料输送用斜桥式料车提升机，料车在轨道上运行，料车自动装卸，在设计的瞬时时间内料车将混合物流自动、平稳送上窑顶料仓。料车主要由卷扬机控制，并在轨道上配有轴轮绳轮及纠偏装置。2、 窑顶物流布料窑顶撒料是先进的轻型旋转布料器，可升降调节，保障物料下料均匀不偏析，窑顶料面呈平缓连续的马鞍形。正常操作时，采用环形布料，煅烧出现异常情况，采用定点布料和调整挡料反射板的位置，旋转布料器装有限位开关。3、 风帽采用计算机仿真模拟竖窑内部气流运动的流场和温度场，是计算机仿真风帽的技术关键，结构独特的计算机仿真风帽可保证窑内断面上供风的均匀性，使竖窑内部的流场和温度场达到最佳，从而保证整个断面燃烧的均匀性。4、 螺锥卸灰塔螺锥卸灰塔的关键点是物料在窑内平稳下移。我司设计的螺锥卸灰塔能够很好地将窑膛内烧成的生石灰定时而均匀地卸下，供给两段卸灰阀，它即可在炉外方便地控制正反转和下料速度，又能使窑内断面各处下料均匀，从而保证了窑内料柱均衡地下降和在料柱产生异常（结焦）时及时排除，利于窑断面的通风均匀，基本避免窑结焦，保障窑的正常生产。5、 两段卸灰阀出灰装置是影响窑利用风系数和操作的关键部位。我公司设计的两段出灰机能够做到在不停风的情况下正常出灰，有效地避免了窑气泄漏，实现了立窑稳压恒量地供风和窑内气流的合理分布，同时使窑内带有温度的气流在供氧风机的作用下直升窑顶，充分利用余热，保证了煅烧质量。窑出灰没有粉尘，既环保又节能。6、 窑体与保温窑煅烧的节能一方面是充分利用窑的余热，一方面是窑体的相对保温。对窑体采取合理的绝热和优化的炉衬结构，能够达到绝热节焦，延长窑衬寿命和节省投资的目的。根据耐火材料的性能和使用条件，依据窑三带的温度，采用特殊窑衬结构，绝热效果好，我司设计的内衬主要为高铝耐火砖、轻质粘土砖、硅酸铝耐火纤维等，厚度依据建窑当地气候，一般在8001000mm。另我司设计的窑体高度优于一般厂家，主要表现在保障窑规格产量的有效高度上，我司窑的高度设计在规定的高、径比范围内。高度合理既保障达到产量，同时根据窑气可适当增加物料，降低窑气出窑温度，使出窑温度保持在150以下，既便于环保除尘又可大于设计产量。7、 窑温检测在窑的三个温度带上分布热电偶，用于检测窑内温度（感应温度）。以实现快速、准确地探知窑各带的温度，便于掌握窑内状况，便于窑工操作。五、 环保1、 窑气成分石灰窑煅烧需要原料与燃料，一般原料化学成分CaCo3含量96.79%，MgCo3含量1.33%，粒度40120mm，平均粒度80mm，燃料为无烟煤，热值6000Kcal/kg，灰分12.66%，水分10%，石灰成品率92%，空气消耗系数=1.05，不完全燃烧的损失:机械率5%，化学率5%。石灰煅烧产生窑气，窑气成分一般为CO2、CO、O2、N2，其中每kg石灰各种成分的含量为：CO20.617m3，CO0.017 m3，O20.02 m3，N20.903 m3，干窑气产量1.557 m3，CO2浓度39.643%。窑气中除以上气体，还含有煤粉及矿石粉与石灰粉等组成的烟尘和二氧化硫，烟尘对周围污染大，国家要求采取措施净化污染，对烟尘排放浓度要求50mg/Nm3，在人群稠密区还进一步要求脱硫处理，在有条件的地方进行CO2回收。2、 环保措施烟气除尘：烟气采用布袋除尘器装置收集净化，排放浓度50mg/Nm3，烟气温度高达200，为了降低烟气温度，使烟气温度120，必将窑气用管道引至混合仓预热混合料，这样既利用了窑气烟尘的余热，又可降低除尘运行费用。脱硫：脱硫采取的方式是在除尘器尾部建立脱硫塔，进行一次洗气和二次洗气，洗气建立水池循环使用。六、 二氧化碳回收简述1、 概述随着改革开放，国民经济的迅速发展，我国工业液体CO2在石油、化工、食品、焊接、消防、制冷、医疗、农业及石油开采等领域获得了越来越广泛的应用，特别是啤酒、汽水等各种饮料的蓬勃发展，使食品添加剂CO2的供求日趋紧张，于是CO2气源有大量投资，但产品价廉，且提纯费用高，再增加原料发生的费用，经济上不划算，这就限制了化学法发生原料CO2的可行性，而只能用副产品CO2的气源，构成循环经济。石灰窑CO2气源十分丰富，近年来石灰厂开展CO2回收，变废为宝。2、 工艺石灰窑CO2回收，需要一定的投资，回收率高，成本低。一般工艺流程：脱 硫压 缩变温吸附压 缩提 纯输 出CO2贮藏七、 工艺技术方案1、 原燃料成分影响立窑生产的原料是石灰石，其主要成分为CaCO3，这是评价石灰石矿优劣的主要指标。要想生产出高活性的石灰，必须坚持精料方针，有高品味的石灰石，加之科学的煅烧工艺，因此原料条件的好坏是生产活性灰的前提。对石灰质量有影响的杂质主要有：siO2（二氧化硅），Al2O3（三氧化二铝），Fe2O3（三氧化二铁），Na2O（氧化钠），K2O（氧化钾），P（磷），S（硫）等。这些杂质有些来自石灰石，有些来自煤，在煅烧过程中，这些杂质与CaO化合，降低石灰活性。石灰石中的杂质主要有SiO2，Al2O3，Fe2O3等，在高温下，灰分能在石灰表面形成陶瓷状物质，影响生石灰活性度。2、 燃料粒度的影响煤粒度应当与石灰石粒度相适应，据生产经验石灰石与煤粒度比为2:1左右较好。煤粒度过大，则燃烧时间长，局部产生热量高，此处的石灰石在高温下煅烧，石灰易产生过烧或表面烧结，甚至会出现未燃完焦核出窑；粒度过小时，煤中的细小的碎焦、焦末多，入窑后，随废气上浮，排出窑外，使机械不完全燃烧损失增大，烧成带会上移，变短，使石灰石未经充分燃烧，石灰石中的部分CaCO3没有进行有效地分解，从而使得生烧增加。总而言之，要严格控制原、燃料中杂质含量及合适的粒度比，以确保生产高质量的石灰。3、 石灰石的粒度石灰石粒度：4080mm，小于40mm5%，大于80mm5%，最大90mm，最小30mm。煤的粒度：2540mm，小于25mm5%，大于40mm5%，最大45mm，最小20mm。成品石灰满足YB/T042-93标准。石灰检验标准：（1） 试样的制备按GB2007散状矿产品取样、制样通则的规定执行。（2） 化学成分测定按GB3286石灰石、白云石化学分析方法的规定执行。4、 工艺流程简述由上料皮带输送过来的石灰石和煤经皮带卸料车分别送到石灰石料仓和煤仓。石灰石仓的石灰石和煤仓的煤经振动给料机、称量装置落入中间斗，中间斗经振动给料机落入混料斗内。混料斗内的石灰石与煤混匀装入装料小车，经卷扬系统运至窑顶料仓，经布料器均匀撒入窑内。竖炉本体大致可分为三带，自上而下依次为预热带、煅烧带、冷却带，随着成品灰的排出，窑料靠自重缓缓下移。在预热带冷料与从煅烧带上来的高温废气，产生热交换，高温废气得到冷却，冷料被预热可达830850左右；在煅烧带CaCO3吸热分解，煤炭燃烧补充热量，煅烧带温度一般控制在1050 1200范围，高时可达1300左右；在冷却带，烧成的高温石灰与炉底下部的风帽吹入的冷风进行热交换，冷风被预热到600700左右，石灰块则被冷却到3070左右，预热的空气作为煅烧带煤炭燃烧的助燃空气。燃烧产生的废气和CaCO3分解产生的CO2则由窑顶排出。烧成的石灰由窑下部的卸灰机均匀卸下，通过两段出灰阀交替动作，断续排出，实现不停风将灰卸到成品皮带上。5、 工艺流程图八、 自动化系统1、 概述：自动化控制是本窑先进性的又一技术体现。对本窑的配料计量、物料输送、撒料、卸料及窑温探测全编入PLC程序，输送、卸料通过设置的探头显示在操作柜的工业电视上，窑温数据通过热电偶及时地反应在仪表柜上，在中央控制室操作能观察到窑外有关部位的工作状态和明了窑内各带温度，能控制进料与卸灰。2、 主要技术措施：石灰石、煤计量电子皮带秤、石灰石胶带输送机、煤胶带输送机、卷扬电机、布料电振机、布料器、卸灰系统及供氧风机都采用变频拖动，其它部分采用常规拖动。控制系统为集中控制和机旁手动控制两种方式，集中控制对系统按PLC程序自动配合计算机共同完成，机旁控制方式选择开关处于机旁位置，系统的操作由机旁操作箱完成。对一些关键岗位，工人又不易长呆的地方设置工业电视机，主要有：配料下料口、石灰立窑窑顶、卷扬电机等处，将监视器安装在主控室，监视主要设备的运转情况。3、 温度检测所有温度、压力、流量等工艺参数采集均进入控制系统，由控制系统完成过程信号的采集和集中显示。具体是：炉体三带温度检测，炉顶温度检测，出灰温度检测，石灰石重量和煤重量检测。一般是仪表在满足工艺要求的前提下，尽量选用准确、可靠、实用的设备，具体是：选用热电偶或热电阻测温，选用压力表或差压变送器检测压力，采用标准孔板检测流量。九、设备一览表（300t/d石灰窑）序号设备名称型号规格单位数量备 注1煤仓1.8m台12电子称8003000mm台1N=3KW3石灰石仓11 m台14电子称14003000mm台1N=5.5KW5胶带输送机TD75台1B80020000mm6混合仓23 m台17料车提升机27 m台1N=55KW8料仓3 m台19电磁振动给料机G