传统机械化石灰窑鼓风系统由高压离心风机和圆柱形或三级简易塔形风帽组成,因无布风专用风道气流在窑内的分布趋向于四周炉壁,中间单位面积流量小,加剧了窑壁效应,易发生粘瘤,而且布风风压及风量不均,唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司通过窑内气流分布研究和优化设计,通过罗茨风机供风系统利用计算机概率供风原理模拟实验创新研制“均压概率风帽”装置,实现定量送风,使窑体统一截面上气流分布趋于一致,有效解决了窑壁效应及料柱抽芯问题,同时石灰生过烧率也可以降低3-5个百分点。出灰系统传统方式一般为振动出灰机、钟式出灰机、螺椎出灰机、插板出灰机、刮板式出灰机等,这些装置因漏风严重、维修困难、需要停风出灰等原因,市场上已经逐步淘汰,尤其停风机出灰方式是造成窑内气流紊乱、煅烧带位置不可控的主要原因,新型节能竖窑卸灰装置应用了单级或多级圆盘出灰机装置,通过调节出灰流量及旋转方向来保证物料在窑内均匀流动下沉和窑内气流的合理分布,该设备机动灵活,出灰准确,可多点或单点排料调整下料料面,而且大大减少空间飘尘,清灰方便,出灰效率高、成品灰不破碎、炉内料位下降平整,而且设备投资只是螺锥出灰机的五分之一。在石灰竖窑生产中,为了保证产量及质量,只有做到不停风连续生产,窑底出灰装置配套选用金泉公司专利技术弹性全密封出灰机及段式出灰机可以实现不停风机连续卸料,通过窑底的有效密封使窑内气流保持上行防止下行,只有保持助燃风气流平稳上行才能保证燃料燃烧稳定、燃烧充分、供氧均匀。
(5)、窑衬的选择:
石灰竖窑窑衬保温的好坏直接影响着燃料的单位消耗,为了提高热效率降低燃料单耗,必须采用具有隔热绝热效果好的耐火材料,而且窑内衬的厚度也很关键,设计时应尽量选择较厚的多层优质耐火材料及隔热材料,努力降低热损失,根据调查发现:窑壁耐材厚度在600mm时,窑外壳温度高达100度以上,窑壁耐材厚度在800mm时,窑外壳温度在60度左右,窑壁耐材厚度在1000mm时,窑外壳温度小于50度而且在冬季只有一点微温,保温效果非常好,所以设计窑壁厚度时应该在800-1000mm之间或大于10000mm.所以,窑衬的合理选择是节能措施重要方法,保温效果好的窑型一般焦比可以控制在6.5及以下。
3、石灰煅烧工艺改进与新技术应用
(1)、快烧快冷煅烧工艺的应用
传统石灰生产工艺采用“八进八出”进出料制度和废气直排式“正压”控制,窑内物料循环慢,窑内透气性差,造成窑内通风阻力大,石灰石分解压力大,煅烧速度慢。经过试验探索,唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司研究应用了浅进浅出、快烧快冷石灰煅烧工艺,进出料制度采用周期性上料,不停风连续作业,每0.5h出灰一次或采用连续上料连续出灰方式;采用调控式“微负压”控制,煅烧区温度控制在1000~1100℃。
(2)、三动一静煅烧工艺的应用
唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司在快烧快冷煅烧工艺的基础上近年创新研究成功了“三动一静“煅烧新工艺,使生产率及石灰活性度得到有效提高,也使生过烧率下降到了理想的指标,同时也是降低燃料消耗的有效手段,该技术的创新原理就是在快速上料、快速燃烧、快速冷却、快速排料的基础上应用了“静烧”原理使燃料与石料有一定的充分煅烧时间,有效解决了原料与燃料在“动烧”过程中因煅烧时间的不足及煅烧环境的改变而造成的生烧现象和燃料燃烧不充分等问题,该公司近年所设计建造的石灰窑已经全部应用了该项技术并取得了很好的指标,该技术2010年度被“北方炉窑协会”评为“新工艺新装备创新奖”个人奖一等奖。
(3)、解决竖窑偏烧及粘窑的有效措施—“三段温控定位操作法” 调控技术的的应用
偏烧是竖窑石灰生产中易发生、难处理的工艺事故,也是制约生产率提高的主要难题,同时也是能耗过高的主要原因之一,石灰窑正常生产条件下,三带位置长期稳定在某一位置,这对稳定炉况、提高质量起到较好的作用。发生偏烧时,一是窑内预热带和冷却带两头温度高,煅烧带上移或下降,灰温高,出灰量减少,一般老式窑必须减产;二是窑内一边温度高,一边温度低,造成大量的生烧石灰和过烧石灰。长时间的偏烧极易造成窑壁粘窑和结瘤,针对这个难题,唐山金泉公司发明研制了“三段温控定位操作法” 调控新技术,该技术的利用可进行炉况快速调控,可在10-15分钟快速解决燃烧带上移或下降,根据不同的症状,通过局部补偿风量,加速或降低燃烧、促其上移或下降,即稳定了生产而且避免了偏烧及粘窑问题的出现。应该注意的是“三段温控定位操作法”并不是固定在一个层面,而是根据温度及生产情况不断变换三段上下的位置,三带位置长期稳定在某一位置也可以使煅烧带所挂壁瘤充分熔融长大,导致因粘瘤引起偏烧,为了遏制所挂壁瘤充分熔融长大,可以通过定期性降料面操作,以热涨冷缩作用和石料冲刷来定期清理窑壁挂瘤,预防大面积粘瘤,唐山金泉公司研究的窑体多级探瘤除瘤装置可有效解决窑壁挂瘤结瘤现象,尤其该公司设计的窑底除瘤装置可以把窑内的结瘤物料及消除窑壁挂瘤时产生的大块结瘤物料有效消除,使结瘤物料在进入出灰机前就处理完毕,有效地解决了因结瘤物料卡堵卸灰机出口而造成的长时间停机、停产事故。
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