流化床炉煅烧小粒度石灰石技术.doc

新兴流化床炉煅烧小粒度石灰石技术 关键字：小粒度石灰石 流化床炉 煅烧 摘 要：目前，各种活性石灰煅烧工艺只能煅烧10mm以上粒度的石灰石原料。迫切需要一种新型生产工艺，可以有效煅烧小粒度石灰石及粉料。以充分利用石灰石资源。新兴河北工程技术有限公司经过努力，开发出了流化床炉煅烧小粒度石灰石的工艺及装备。本文介绍了流化床炉工艺流程、技术特点及优势。 一、石灰煅烧工艺现状 随着我国经济的发展，冶金、化工、建材行业对活性石灰的需求量日益增加。及钢铁冶金行业，其石灰使用量早已突破四千万吨。煅烧活性石灰工艺主要有单膛竖窑、麦尔兹窑、弗卡斯窑、回转窑、悬浮窑等几种窑型。它们所适合的原料粒度各不相同，详见下表： 序号 窑 型 适配原料粒度 1 单膛竖窑 40~80mm 2 麦尔兹窑 40~80mm 3 弗卡斯窑 40~80mm 4 回转窑 10~50mm 5 悬浮窑 ＜1mm 据此不难看出，10mm以上的石灰石都可以得到有效的利用。而10mm以下的石灰石必须破碎至1mm以下，才能使用悬浮窑进行煅烧。但相对而言，悬浮窑造价较高；而且石灰石的破碎预处理也需要消耗较多的电能。所以石灰石矿山的尾矿浪费是惊人的。初步估算，每年总量至少达到千万吨级以上。正是基于此种情况，新兴河北工程技术有限公司经过长期的调研和理论分析，通过计算机模拟辅助设计，开发出了一套利用流化床炉技术煅烧小粒度石灰石的新工艺。 二、工艺简介 2.1 设计目的 利用流化床原理，设计一种煅烧10mm以下粒度石灰石的新型生产工艺，以充分利用石灰石矿山尾矿，提高矿山综合利用率，达到节约资源的目的。 2.2 物料流程 如下图所示，石灰石原料通过装载机装入上料矿槽中，矿槽下设置振动给料机。通过振动，石灰石原料落入上料斗式提升机中，再被提入上料缓冲仓内。仓下设星形卸灰阀均匀下料。阀下物料通过溜槽由预热后的输送风吹入流化炉内。 物料流程示意图 石灰石在流化炉内进行煅烧，烧成后随热烟气进入1#旋风除尘器，大部分石灰落入冷却室内被冷却。冷却后的物料通过2#旋风除尘器收集，直接进入1#成品仓内。另有少部分石灰小颗粒随废烟气经过换热器及布袋收尘器的收集，最终落入2#成品仓。1#、2#成品仓下设卸灰或气力输送设备，以便外运。 2.3 热工过程及技术难点 经过预热的输送风将物料吹入流化炉内，经过预热和加压的二次风从流化床底部吹出，完成对石灰石的流化过程。流化床上部布置燃烧器，用以提供石灰石分解所需要的热能。燃烧器布置方式可以是双排或环形布置。 分解完成的石灰通过流化气流进入1#旋风除尘器中（此旋风除尘器需进行隔热、保温处理），大部分石灰在此被收集并落入1#成品仓内。流出1#旋风除尘器的热废气首先进入换热器。此换热器用来预热原料仓下输送风及燃烧器所用助燃风。当燃料为高炉煤气或转炉煤气等低热值非对称分子气体燃料时，还可对气体燃料进行预热，以达到提高燃烧温度，节约能源，提高燃烧速度的目的。出换热器后，废气温度降低至180℃以下，经过布袋除尘器净化处理。最后通过引风机送至烟囱外排。 1#旋风除尘器收下的成品灰本身带有大量的热量，而且高温成品灰也不方便储存、运输。所以，必须专门设置冷却设备，以便对1#旋风除尘器所收集下的成品灰进行冷却。冷却室分为两级冷却。同时，冷却成品灰的二次风得到预热，并通过2#旋风除尘器净化，而成品灰通过2#旋风除尘器收集。预热后的二次风则经过高温风机的加压，通往流化床，以流化入炉石料。 整个热工过程的主要难度在于使用流化床技术及石灰石原料的较小粒度，决定了在煅烧过程中，物料流与热气流之间很难实现逆流，只能以顺流来设置工艺流程。而顺流的工艺设置，对成品的冷却及成品本身热量的回收是比较困难的。同时，出炉高温热废气所含热量的回收也是需要重点考虑的问题。 2.4 产品目标 设计过程中考虑的原料为常见的原料种类，主要技术指标如下表： CaO （%） SiO2 （%） S （%） 含水量 （%） 粒度 （mm） ≥51 ≤2% ≤0.03 ≤1 ＜10 产品控制指标如下： CaO （%） SiO2 （%） 活性度 （ml） 生过烧率 （%） ≥85 ≤3.5 ≥280 ≤6.0 燃料根据实际情况可使用焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气或发生炉煤气。 2.5 技术特点及优势 （1）节约资源，提高资源利用率 将彻底解决石灰石矿山尾矿利用的问题。以建设一条200t/d石灰生产线为例，每年可利用尾矿12.5万吨，按每吨石灰石45元的采购价格计算，利用价值达562.5万元。 （2）投资少，施工难度低 大部分设备均为工业中通用设备，如斗式提升机、旋风除尘器、风机、换热器、除尘器等。没有如回转窑一样超宽、超长的重型设备，也没有麦尔兹窑中复杂的控制换向设备。 （3）操作、维护简单 虽然检测点不少，