活性石灰节能型回转窑

活性石灰节能型回转窑（精选6篇）

篇1：活性石灰节能型回转窑

活性石灰回转窑节能工艺特点

近年来,世界各国随着能源价格的大幅上涨,石灰生产中燃料成本的比重越来越大.煅烧石灰所消耗的燃料占总奫的30-40%.由于燃料成本偏高,导致了利润大幅度下降.直接或间接以煤为燃料的石灰生产,其生存和发展面临着极大的挑战.一、石灰回转窑介绍：

石灰按其性质可分为普通石灰和活性石灰两种,普通石灰活性度较低.其活性度一般在200ml以内,主要供建筑和修路使用;活性石灰活性度高,其活性度可达360ml以上.高活性石灰气孔率高,反应性强,在使用过程中消耗低,工艺可控制强,广泛应用于钢铁冶炼、电石化工、电厂脱硫等行业中。

二、活性石灰回转窑组成：

活性石灰回转窑由筒体、轮带、托轮、挡轮、传动装置、密封装置、冷却装置（多筒冷却机等）组成，筒体内焊有挡砖圈，砌有耐火砖，冷端还焊有挡料圈；湿法窑内冷端还挂有链条及其他金属热交换装置或加有料浆蒸发机；立波尔窑窑尾设有炉篦子加热机；悬浮预热器窑窑尾设有悬浮预热装置；立筒预热器窑窑内还装有下料舌头，其他窑型也设有下料装置。筒体上开有人孔门，并焊有加固圈，以增加窑体的刚度，窑的热端连接看火罩，窑头设有煤粉燃烧装置，冷端与烟室相接。回转窑设备是一个把燃烧、传热、混合、反应蓄热、输送多种功能融为一体的水泥熟料煅烧器。

三、石灰回转窑分类：

根据提炼的物质材料不同石灰回转窑可分为石灰回转窑与活性石灰回转窑。根据构造与原理不同设备可分为卧式回转窑、竖式回转窑。

四、石灰回转窑功能特点：

1.产品质量好，产量高，非常适合大型化工物料生产线，可以进行大规模生产。2.生产运行稳定，采用全负压生产，气流畅通，安全性高。3.回转窑结构简单，可控性强，利于操作和维护。

4.单位产品热耗低，在窑尾加装竖式预热器的回转窑可充分利用尾气预热物料，大大减少燃料消耗。达到最高效的节能。

5.环保好，采用脉冲袋式除尘器除尘，排放浓度小于50mg/Nm3，低于国家排放标准。6.自动化水平高，生产系统操作的调节，控制和报警采用PLC在主控室集中控制，现场操作人员少，劳动效率高。河南中州重工科技有限公司是中原最优秀的回转窑厂家，中州重工回转窑设备已经在多类物料领试成。有水泥回转窑、石灰回转窑、陶粒砂回转窑、化工回转窑、铝钒土回转窑、还原钛回转窑、镍铁回转窑、石膏回转窑、金属镁回转窑、高岭土回转窑、褐铁矿回转窑等等中州重工回转窑设备已经成了国内第一的知名品牌。

中州重工欢迎您的莅临考察。

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篇2：活性石灰节能型回转窑

关键词：回转窑；能耗；衬砖；燃烧器；余热利用

1概述

攀钢活性石灰回转窑于1997年4月投产，从投产到2010年，该系统能耗一直居高不下，石灰吨产品能耗高达5.7GJ，能源占比达80%，生产成本较高，近几年来，由于钢铁行业不景气，受钢厂、铁厂限价制约，公司石灰由盈利产品变为亏损产品，探索降低煤耗势在必行。装备技术落后导致能耗高主要集中在三个方面：a.回转窑烧成带、冷却带衬砖强度不够，十几年来，更换周期只有6个月左右；回转窑筒体外表面温度高，产量最高时达到了430℃，而设计值应≤350℃，筒体表面热损失严重；b.回转窑烧嘴技术落后，煤气热值利用率较低c.烟气温度高达260℃，高温气体通过布袋除尘器后，一方面布袋使用寿命较短，另一方面，烟气余热未得到利用。提高回转窑衬砖寿命，降低筒体温度，提高煤气热能利用值，降低煤气消耗，充分利用烟气余热成为活性石灰回转窑系统攻关的长期课题。经两年多时间的探索与研究，通过更改回转窑衬砖材质、改变烧嘴结构形式，增加换热装置，充分降低煤气消耗，利用合理的风煤配比等烧成工艺，取得了十分满意的效果。

2提高回转窑衬砖寿命、降低筒体温度的研究及实践

为降低筒体表面温度，提高回转窑衬砖寿命，我们分析衬砖使用条件和选砖原则，并进行了初步探索。回转窑衬砖使用条件苛刻，特别是烧成带温度高，达到16000C，磨损大，活性石灰是强碱产品，对衬砖腐蚀较大，且受其煤气限气及机械故障影响，筒体急冷急热较频繁，导致衬砖容易产生松动、掉砖以及剥落变薄等损坏。衬砖保温性能降低，筒体温度因此升高，选择的窑衬砖必须具有抗碱性腐蚀，耐高温和磨损，抗急冷急热性强（即热振稳定性高）等特性。窑衬原来选用的镁铬砖。该砖系碱性耐火材料，其组成为尖晶石—方镁石，虽然具有较高的高温强度，抗碱性等优点，但从使用效果看，热稳定性较差，表面层发生热疲劳，大面积出现剥落，衬砖保温效果差。通过与耐火砖制造厂家技术交流，对衬砖材质、砖型、强度、热振值进行完善、优化，我们决定在烧成带单层镁铬砖改为双层，即工作层采用镁铝尖晶石砖，底砖采用莫来石聚轻保温砖。表1为镁铝尖晶石砖、莫来石聚轻保温砖、镁铬砖的技术指标对比。特别注意的是，砌筑方式要采用火泥砌筑方式进行（湿砌），不用膨胀缝纸板，以防止停窑时耐火砖产生较大环隙。2013年7月年利用定修机会，我们对烧成带衬砖进行试验，点火正常生产后，筒体烧成带温度最高只有320℃，2014年12月止火检查，衬砖使用情况较好，窑皮均匀，连续使用超过18个月，同时煤气消耗同比下降达到5%，吨产品煤气消耗由原来的5.7GJ/t，下降到5.4GJ/t左右，节能效果明显。

3提高煤气热值利用率，延长衬砖使用寿命

活性石灰窑原设计采用分割式三通道燃烧器，这种燃烧器通过几年的运行，主要存在燃烧器高温易变形，煤气及风通道受冲刷磨损，燃烧器断端面的小孔煤焦油积垢后堵塞，因而火焰形状难以调整，火焰跑偏冲刷窑皮，煤气经常不能充分燃烧，未发挥最大燃烧值。针对以上问题，改进煤气燃烧器结构形式，使煤气充分燃烧。我们选用更为先进的四通道燃烧器，充分利用热值。这种燃烧器的结构如图1。2013年，我们淘汰三通道燃烧器，使用先进的四通道燃烧器，这种燃烧器轴流风、旋流风和中心风的入口上都装有蝶阀，可单独地调节各自的风量和比例。旋动各调节螺母，可把各管道向内压入或向外拉出，通过调节各喷出口面积的大小，从而调节喷出的风速。该燃烧器有以下几个特点：a.燃烧器火焰形状规则、稳定，调节方便，调节范围大，可以根据生产工艺需要，调出合理的火焰形状；通过风煤配比，能实现火焰长短、粗细、强弱随机调整。火焰对“窑皮”冲刷小，有利于窑衬的长期稳定使用，窑衬使用寿命延长同比未改前延长3个月多月。b.节能：降低一次风量，使一次风比例由原来切割式三通道的12.5～15％，降到7～10％，最小可达4％；同时煤气的充分燃烧，吨产品煤耗下降约5%。达到节约能源的目的；另外主排高温800kW高温风机风门开度的减小，高压电机电流也由原来的49A降到45A。c.通过优化、完善风煤配比，烧成温度很易控制，熟料可以快速冷却，由于燃烧效率的提高和熟料冷却的加速从而提高窑产量，可增产约20吨/天。

4烟气余热回收利用研究，降低煤气消耗

从回转窑排除的烟气，经预热器对物料进行预热后，温度高达240°C，直接通过烟道进入主除尘器，对布袋损伤较大，为达到除尘器入口温度条件，设计使用掺冷风的形式，这样余热未得到充分利用，造成大量热源浪费。结合国内同类型回转窑烟气余热利用和我公司实际生产、生活需要，我们在预热器出口烟道上安装余热回收系统，增加一套热管式空换热器及高温风机，将加热后的热风通过管道引入回转窑一次风，同时增加一套风-水换热器，将加热后的生活水（60°C至70°C）引入公司澡堂，供职工洗澡使用。通过对烟气热量交换，一方面除尘器的入口温度下降了15°C，延长了布袋的使用寿命；另一方面冷空气经预热后，大大降低了回转窑焙烧时所需煤气，提高了回转窑的运行的经济性；另外解决了职工生活、洗澡的需要。

5结论

篇3：活性石灰回转窑工艺分析及计算

活性石灰质量的好坏、产量的高低既受原料石灰石和燃料 (煤气或煤粉) 质量的影响, 也与回转窑的转速、入窑物料量、物料停留时间、填充率、成品率、燃料喷入量等工艺参数的合理性、适宜性密切相关。新兴河北工程技术有限公司以前承担的均为600TPD以上大型回转窑生产线设计, 400TPD活性石灰回转窑工程是第一个小规格回转窑工程, 而且为全喷煤工艺, 所以计算出400TPD活性石灰回转窑的系列工艺参数, 对指导生产线设计及生产有重要指导意义。

1 原始数据

(1) 规格:Di4×L50 m。

(2) 回转窑斜度:3.5% (倾角α=2.0045°) 。

(3) 转速:n=0.3~1.5 rpm。

(4) 物料处理量:G=17 t灰/h。

(5) 物料静止角β取平均值39°。

(6) 物料中心夹角ψ取平均值78°。

(7) 预热器有效容积Vy约100 m3

(8) 预热器每推头下料量250 kg (略小于理论值) 。

(9) 推杆前进时间t1=3.44s, 后退时间t2=5s, 一个行程取10 s。

(10) 石灰石堆比重γs取1.5 t/m3。

2 工艺参数计算

2.1 单位面积产量指标

2.2 窑速确定

物料容重平均取γ=1.0 t/m3

2.3 预热器每推头下料折灰量

G0=250/1.9=131.6kg灰/杆

2.4 推头推料间隔时间t3

可得到t3=10 s

2.5 物料在预热器中的理论停留时间

2.6 物料在回转窑中的理论停留时间

3 热工平衡计算

(1) 热工平衡范围:预热器、回转窑、冷却器。

(2) 计算基准:制取1 kg石灰, 基准温度0℃, 出冷却器温度100℃;出预热器废气温度设为350℃, 烟气比热1.424 kJ/m3℃;煤粉入窑温度55℃, 固定碳含量60%, 低位发热量6000 kcal/kg;原石进入预热器温度为20℃, 水份4%;一次空气温度65℃, 比例15%;二次空气温度35℃, 比例85%;过剩空气系数取1.25, 漏风系数取20%;散热损失占总热耗的20%, 飞灰量15%;窑产量16.7 t/h;每公斤原煤燃烧所需空气量为取9.5 m3。

(3) 热量收入项目 (单位kJ, 设单位产品的煤耗为Xkg) 。

燃料燃烧生成热为:

燃料带入的物理热量:

原石带入的物理热量:

一次空气带入的物理热量:

二次空气带入的物理热量:

漏风带入的显热:

以上6项合计, 热量总收入为:

(4) 热量支出项目 (单位:kJ) 。

石灰形成热:

散热损失:

出窑石灰带走热量:

废气带走热量:

蒸发水份耗热:

飞灰带走热量

以上六项合计, 热量总支出为:

(5) 单位产品燃料消耗量。

由热工平衡公式, 热量总收入=热量总支出,

可得到X=0.223 kg

(6) 煤粉喷吹量。

如采用低位发热量6000 kcal/kg的煤粉, 每吨灰需耗煤223 kg;每小时喷吹量为3.72t。

4 空气耗量计算

4.1 空气量计算

单位理论空气消耗量:

空气系数取=1.05计算, 单位实际空气消耗量:

空气总消耗量:14222.92×1.857=26411.96 N m3/h。

按一次风量15%, 二次风量85%分配计算, 则

一次风量:26411.96×15%=3961.79N m3/h。

二次风量:26411.96×85%=22450.17N m3/h。

4.2 据此选择一、二次风机

一次风机型号:9-18NO7.1D

二次风机型号:9-26NO11.2D

4.3 燃烧器设计参数

根据计算的煤粉耗量和一次风量为设计参数, 可以进行喷煤专用燃烧器的设计, 另文介绍。

5 窑尾烟气量及压力计算

5.1 烟气量计算

(1) 煤粉燃烧产生烟气量。

取1.3系数, 按9.8 Nm3/kg计, 每小时产生烟气量:

(2) 分解CO2量。

(3) 总烟气量。

两项合计41542.3 Nm3/h, 烟气温度为250℃的情况下烟气量:

考虑20%的漏风率量, 总烟气量:

(4) 风压。

窑体风压取500Pa, 预热器风压3000 Pa, 除尘器风压1500 Pa, 各种管道风压400 Pa, 换热器风压600 Pa。

考虑海拔因素+800 m, 尾气主引风机的风压应不低于:

据此可进行窑尾风机选择, 考虑漏风量, 窑尾主引风机选型:风量195655 m3/h, 风压7000 Pa。

6 结语

根据以上计算确定的工艺参数, 我们进行了龙凤山400TPD活性石灰回转窑生产线的设计, 该工程已投入运行, 经长期运行实践证明, 生产线运行平稳, 产品各项指标均达到设计要求, 取得了良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]何俊元.水泥厂工艺设计概论[M].北京:中国建筑工业出版社, 1982.

[2]HG-T20566-1994, 化工回转窑设计规定[S].中华人民共和国化工部.

[3]JC/T333-2006, 水泥工业用回转窑.北京:中华人民共和国发改委.

篇4：活性石灰节能型回转窑

【关键词】石灰活性度 酸碱滴定 优化

石灰石主要应用于炼钢时的造渣及脱硫，从而增加钢水的流动性及均匀性，还具有减少钢内的气泡的功能。石灰石的活性度主要是反映生石灰水化反应速度的指标，意思也就是在一定的时间内，对生石灰进行中和产生的Ca（OH）2的量。石灰活性度主要由它的组织结构所决定，组织结构又于燃烧时的温度和时间有着密切的联系等。石灰活性度的组织结构主要包括体积密度、气孔率，大于表面积的晶粒尺寸等。这个意思也就是说晶粒状越小，比表面积就越大；气孔率如果高的话，石灰活性度也高，两者是成正比的。此外，石灰石活性度不仅能体现石灰和其他物质的反应能力，还决定了它自身质量的好坏。科学家们经过一系列的研究来证实这些观点，像什么酸碱度滴定测定、酸碱度测定微型优化及石灰活性度酸碱滴定测定方法的研究等，还有一种冶金也是可以石灰活性度测定的，只不过必须要用高活性的石灰而已。

一 、酸碱度的微型化测定

1.需要准备的材料

材料：NaOH、HCl、邻苯二甲酸氢钾、NH3·H2O、Na2CO3，（无水），以上试剂均为分析纯试剂。酚酞指示剂、2 g/L乙醇溶液；邻苯二甲酸氢钾基准物质：100—120℃干燥1 h后，放入干燥器中备用。用指定的仪器按部就班地一步步进行试验。

2.然后利用量法及微量法对氨水的浓度进行准确度确定；根据试验的出结论。

二 、酸碱度测定方法的研究

1.材料：60 W的电动增力搅拌器，400r·min-1左右的搅拌杆转速，不过这个搅拌杆也是有要求的，不是随便找个就能用的，必须是直径在6 mm，长250 mm；搅拌杆的叶片也必须是厚0.5 mm，宽10 mm，长60 mm才可以，一定要选择耐腐蚀材料的搅拌杆，而且叶片固定的位置一定要在搅拌杆的底部，两端与水平呈45度角；温度计、秒表、烧杯、酚酞指示剂、盐酸和蒸馏水等。

2.步骤：用烧杯量取2000 mL，温度大概在40度摄氏度左右的水，放入烧杯中，搅动搅拌杆，然后用温度计量取温度，待水温降低后加入酚酞指示剂约10滴，将此试样倒入水中进行消化，并开始计算时间直至出现红色为止，红色出现之后开始用4mol.L-1盐酸滴定直至红色消失，反复一次，等一定时间之后盐酸消耗的毫升数就是石灰活性度。

三、高活性石灰活性度测定实验

1.材料：50 g石灰试样，粒度要控制在1-5 mm；烧杯；离子水；酚酞指示剂；些许盐酸。

2.步骤：在一个2 L 40℃专门去离子水的烧杯内，放入石灰试样，然后用玻璃棒开始搅拌，片刻之后滴入浓度约为1 g·L-1酚酞指示剂，溶液就会出现微红色；打开搅拌仪，把速度调整为300 r·min-1的速度搅拌，并开始记定时间；最后滴入4 mol·L-1盐酸滴定至红色消失；如果仍有红色出现的情况，继续滴入盐酸直至红色消失停止，高活性度就是一定时间内盐酸消耗的毫升数量。

四、石灰活性度脱硫处理废水

1.石灰石脱硫处理废水的方式有水力除灰、蒸发、单独设立一个处理分水的化学系统等（COD处理、重金属处理、氟离子处理、悬浮物处理、污泥处理及典型的脱硫废水化学水处理）。

2.水力除灰：脱硫废水不用经过复杂的处理系统，直接放进除灰系统内即可，脱硫废水内的重金属、酸性物质会自动与灰中的CAO发生化学反应生成一种固体物质，脱硫废水得到了清除，有没有留下什么污染，这个方法简便无污染，的确是个不错的方法。

蒸发：脱硫废水经过蒸发会使其分离成高品质的水和固体物质，这两样物质都可以在循环利用，节省资源，对于工厂里废水零排放是个不错的选择，不过这个方法需要高额投资，这个估计是很多厂商所不能接受的。

化学处理系统：这个方法主要是通过氧化、中和、沉淀及凝聚的方法对脱硫废水进行处理，国内很多企业都选择这项方法，不过系统太过于复杂，数量多就不说了，单说这个投资，就有点接受不了，再加上工作的环境差等原因，更使人难以接受。

3.关于这个脱硫废水处理的问题，经过进行讨论得出以下结果：脱硫废水处理系统有着一定的关系；脱硫废水处理之后通过合格检验再次进行综合利用；脱硫的工艺用水；脱硫废水处理合格之后再次进行排放等几个方面。

总结

随着社会经济的发展，国家对于环境保护法规有着严格的要求。很多大型企业进行肆意的排放对环境造成了严重的污染，这对经济、社会、人民群众等多方面都是一个严重的威胁，因此必须加强对污染的管理力度，大力提倡无污染的处理方式。石灰活性度对于脱硫废水的处理来说是个相当完美的方案，既便捷又无污染，我们何乐而不为呢？想要减少污染，就要定期的进行试验和讨论，对石灰活性度进行进一步的深入分析，在此方案上进行优化，争取研究出更佳的方案，让经济与环境共同发展。

【参考文献】

[1]王玉龙，郭临军. 石灰活性度酸碱滴定测定法的优化[J]. 耐火与石灰， 2010，35（6）：13-14.

[2]刘守庆，李雪梅，赵雷修，周世萍，付惠. 高师理科学刊[J] .西南林业大学基础部， 2011，31（5）：57-58.

篇5：活性石灰节能型回转窑

[加入时间：2009-01-08 11:17:10][ 浏览：1080] 摘要：概述了套筒窑的发展过程，介绍了套筒窑基本结构、工作原理，展望气烧套筒石灰窑的发展前景。关键词：气烧套筒石灰窑 活性石灰 节能

1.概述

环形套筒石灰窑是联邦德国人卡尔·贝肯巴赫在上世纪60年代研究成功的。至今在世界上已建有300多座贝肯巴赫窑。我国在九十年代由梅山钢铁公司率先在冶金联合企业引入，随后是首钢、马钢、济钢等，目前我国钢铁企业共有5—6座。2.气烧套筒石灰竖窑简介 2.1套筒窑工作原理

（1）窑体：窑体由外套筒和同中心的上、下内套筒组成。外套筒由钢板卷成并衬以耐火材料。内筒分下内套筒和上内套筒两个独立部分。上下内筒是由双层钢板形成的圆柱形箱体,钢板箱内连续通入冷却空气以防其高温变形,箱体内外两侧均砌有耐火砖。内筒与外筒同心布置,形成一个环形空间,石灰石就在该环形区域内焙烧而成为活性石灰。

（2）燃烧室：燃烧室设在窑体中部，并分上、下两层,下层的称为下燃烧室,上层的称为上燃烧室。每个燃烧室与内筒之间由耐火砖砌筑而成的拱桥相连,燃烧产生的高温烟气通过拱桥下的空间进入石灰石料层。燃烧室上、下两层错开分布，同排均匀分布。

（3）风机：套筒窑风机系统由内筒冷却风机、驱动空气风机和高温废气风机组成。内筒冷却风机向内筒供给冷却空气。同时,冷却空气经内筒后得到预热并作为燃烧器的一次空气;驱动风机通过喷射器向燃烧器供给喷射空气,使窑内形成循环气体;高温废气风机用来抽出窑内废气,与驱动空气换热，还可使窑保持负压。

1—加料装置；2—布料口；3—石灰料层；4—上部环型烟道；5—上部内筒；6—外筒；7—下部内筒冷却空气环管（约150℃的一次空气）；8—燃烧器；9—喷射管道（经换热器来的驱动空气，约455℃，0.485公斤/厘米2，作为喷射介质，抽出下部内筒循环烟气，喷入燃烧室作二次空气）；10—内筒冷却通道（循环烟气出口）；11—上部燃烧室（6个，空气消耗系数0.5，约占总热量30%）；12—下部燃烧室；13—过桥；14—循环气体入口（6个）；15—下部内筒；16—出料机构；17—出料台；18—石灰仓（4）装料、出料系统

套筒窑的上料装置由称量料斗、闸门、单斗提升机、密封闸板、旋转布料器、料钟及料位检测装置等组成。石灰石经预热、煅烧和冷却后,在冷却带底部由抽屉式出料机直接卸入窑下部灰仓,然后经仓下振动给料机排出。

该种窑是圆形横截面，窑身为环状。窑以负压或正压操作均可，负压操作有利于环保。由上下两排烧嘴进行燃烧（上燃烧室1200～1300℃、下燃烧室1300～1350℃），燃料可以是油、煤气或粉状固体燃料。从内套筒抽出的热气经预热器预热驱动空气后，再与从预热带抽出的废气混合（150～250℃）组成外排废气，经净化处理后排入大气。在窑的中心装有一个立式或吊式的圆筒，煅烧带便成为环形截面。燃烧室以径向安装在窑的外筒上。在燃烧室朝向窑内开口的地方有耐火材料砌筑的“火桥”，将内外筒体连接起来。“火桥”下是将物料径向切断。这样保证了燃烧气体均匀进入物料并释放其热量。上下燃烧室交错排列，以达到气体的均匀分布。两排烧嘴把窑分成3个煅烧带，其中上面与中间的呈逆流煅烧，下面为并流煅烧。入窑的石灰石在预热带先以对流方式得到预热，然后进入上部煅烧带。在上燃烧室内未完全燃烧的热气体在这里完全燃烧，石灰石进行分解；在中间煅烧带，物料和从下燃烧室分流出来的热气体逆流煅烧而继续分解；在下部煅烧带，物料和从下燃烧室分流出来的热气体并流煅烧而完全分解成石灰。石灰进入冷却带。石灰的冷却空气由窑的出料口引进，继续向上，与并流燃烧气体混合（800～930℃），进入下内套筒。烧煤气时烧嘴使用兼作冷却内套筒的空气；在并流带内用喷射器保持并流状态。喷射器所用的驱动空气经预热器加热（400～500℃）。冷却空气和燃烧气体组成的混合气体（300～370℃）由喷射器在上排烧嘴以上从内套筒中抽出。这部分气体又被切向引到下部燃烧室。2.2套筒窑工作流程简介

料钟将称量好的料卸入窑内。在套筒窑中部（焙烧），转炉煤气与空气一起进入上、下燃烧室（烧嘴）燃烧，产生的热气进入套筒窑。由于窑内不同的压力分布、上下燃烧室配入的空气量不同以及引射器把下内套筒的循环气体（约800℃）引入下燃烧室，使得下燃烧室充分燃烧，上燃烧室产生的热气和下燃烧室产生的部分热气逆石流而上，形成上部逆流焙烧；下燃烧室产生的多数热气顺石流而下，形成顺流焙烧。这样，石灰石由上而下经过预热带、上部焙烧带（逆流）、中部焙烧带（逆流）、下部焙烧带（并流）、冷却带5个阶段；石灰最终在下部煅烧带内烧成。生产工艺流程图如图1所示。

图1 套筒窑工作流程图

3..环形套筒窑结构的先进性主要表现在

（1）通过窑内四次石料的自动分布，使石料在窑内分布得更均匀，保证煅烧过程中热量始终均匀分布在石料上。从结构上看，环形套筒窑本体由窑外壳和内套筒组成，从上至下大致可分为四个区域：石灰石预热带，上下燃烧室之间逆流煅烧带，下燃烧室下部并流煅烧带，石料与气流就在内外壳体之间环形区流动。在石料流动方向上，窑顶的横梁，上拱桥，下拱桥和出料门四部分结构，上下两两之间呈60度交错分布，实现了物流在向下流动过程中的自动再次分布，保证了不同粒度的物料在窑体内得到均匀受热煅烧，煅烧出来的石灰质量稳定。

（2）在煅烧带形成并流煅烧过程，保证石灰石的充分燃烧，生产出高活性石灰产品。环形套筒窑利用从喷射管内喷出的高速流动热空气，在下燃烧室处产生低压区，使从下烧嘴进入的燃料和助燃空气与窑内的物料在下燃烧室下部同向流动并与之反应，形成并流煅烧带。在并流煅烧区域内，石灰石原料充分与高温气体接触，反应生成石灰产品，故生产出来的石灰活性度较高。

（3）环形套筒窑在工艺方面的先进性表现在：在窑内形成循环气体，并通过控制循环气体的温度，使煅烧过程得到控制并充分利用了热量。环形套筒窑内的循环气体是指从下烧嘴进入的燃料和助燃空气，在下燃烧室下部的并流燃烧带与石灰石原料充分反应后，与从窑底冷却带进入的冷却空气一起进入到环形套筒下内套筒上段内，后经过上拱桥内的循环气体通道管流入喷射器，与喷射管内的热空气混合后一起再次喷射进入下燃烧室的这一部分气体。循环气体的产生，在窑内形成了并流煅烧带，使环形套筒窑能煅烧生产出高活性度的石灰。同时循环气体也使窑内的热量得到了充分利用，降低了石灰产品的热耗。再次，通过控制循环气体在窑内的流量和气体温度，实现了对环形套筒窑煅烧过程的控制，生产出来的石灰质量得到很好的控制，产品的生烧和过烧现象减少。同时，环形套筒窑处于负压操作下的生产过程，很好的减少了因石灰窑工作给周边环境带来的污染，改善了操作人员的工作环境，也方便了工作人员，对整座窑系统的设备工状况的掌握，设备的检查，维护，维修工作也便利，操作人员能及时发现对石灰窑正常生产潜在的故障，保证了生产的石灰产品的质量。

当然，环形套筒窑作为一种新窑型引入国内的时间只有短短的几十年，由于环形套筒自身结构特点和国内市场的使用情况与国外有所差别，在整座窑的运行过程中，还是出现了一些难以避免的问题。譬如，环形套筒窑拱桥（火桥或过桥）的坍塌，热器换热管束及循环通道管的堵塞，换热器换热管束末端的金属补偿器开裂问题，国内外技术专家针对这些问题也提出了各种解决的方法和改进的措施，使环形套筒窑的技术进一步完善。4.气烧套筒窑的工艺特点

4.1其中采用气体燃料的优点在于：

（1）气烧石灰窑节约能源，可以利用高炉剩余煤气和焦炉剩余煤气等二次能源。

（2）有利环境保护，另外气体燃料的清洁使得烧制的石灰S、P等有害元素含量低,石灰中的瘤块减少。（3）炉内温度均匀，煅烧石灰质量好。气体燃料可在石灰石的所有空隙中燃烧，无死角，石灰活性好。

（4）由于气体燃料能够与空气均匀混合,燃烧所需的空气过剩系数小,因此可以达到较高的燃烧强度和完全燃烧强度。（5）好检测，好操作。气烧窑的温度和煤气、空气流量、压力均可由仪表检测 4.2气烧套筒窑存在的不足之处：

（1）炉顶废气温度偏高，易损坏炉顶设施。

（2）炉内气体流量和压力大，对物料透气性有一定要求，气烧窑与焦炭窑相比气流量大，透气性对炉况的影响更大。（3）对煤气的安全操作有特定的要求。

（4）只能烧30mm以上的矿石，大量碎石无法利用。5.气烧套筒石灰竖窑的发展前景

随着燃料价格上涨，以焦炭和煤为燃料的石灰竖窑的生存发展受到极大威胁。以高炉煤气等煤气为燃料的气烧套筒窑成功的工业应用打破了依靠固体燃料生产的格局，既环保又节能。

篇6：石灰回转窑烟气余热回收利用分析

目前中国节能形式面临巨大考验, 《节能减排“十二五”规划》总体目标中提出“十二五”期间, 实现节约能源6.7×108t标准煤。冶金行业作为典型的流程制造业制造过程伴随大量物质和能量排放, 特别是各类工业炉窑的热效率多少都低于70%, 而其排放废气占总能耗的25%以上, 加以利用将有很大的节能潜力, 而烟气余热回收是提高炉窑利用效率的主要实施途径。

1 石灰回转窑基本情况

宁波钢铁目前建有两座年产39.6×104t石灰回转窑, 石灰石或白云石经过竖式预热器进行热交换, 预热后的温度可达900℃。预热后的料进入回转窑焙烧, 焙烧燃料以焦炉煤气为主, 也有掺混转炉煤气或喷吹煤粉的方式, 燃烧后产生的烟气使用变频引风机通过烟囱排放。窑尾的烟气温度约1 120℃, 经过预热器换热后排出的废气温度在260℃~310℃之间。排出的烟气含有的石灰粉末, 首先将烟气配加冷风, 然后通过脉冲袋式除尘器得以净化, 净化后的气体用耐高温风机经烟囱排至室外, 并控制在国家排放标准以内。如图1所示。

2 石灰回转窑回转烟气余热利用概述

宁波钢铁有限公司石灰回转窑的排烟温度260℃~310℃之间, 该高温烟气可进行余热回收。烟气余热利用是将目前石灰回转窑出口的高温烟气直接进入卧式余热锅炉进行换热, 系统不再配冷风。通过余热回收将烟气温度降低至180℃左右, 通过换热管将烟气温度传递给水, 将水加热成1.2 MPa, 230℃的过热蒸汽, 并入蒸汽系统主管网。

余热利用系统安装后, 原有烟气管道作为备用保留, 在原有烟道和余热利用系统进口处分别安装烟道电动挡风门, 根据需要可以切换烟气走向, 确保在余热利用系统出现故障或需要维修保养时, 石灰回转窑可以正常运行。并在余热利用系统出口处安装冷风阀, 确保在余热锅炉出现堵灰而导致余热锅炉换热效果降低的情况下, 进入布袋除尘器的烟气温度不超过200℃。

3 石灰回转窑烟气主要技术参数说明

在正常情况下石灰回转窑以焦炉煤气作为主要燃料, 燃烧的烟气主要包括CO2、H2O、N2, 经预热后的烟气温度在260℃~310℃之间, 正常运行过程平均稳定约300℃, 产生的烟气量约为65 000 m3/h。在实际生产过程中存在掺混转炉煤气或喷吹煤粉的情况, 因受燃烧效率下降影响, 烟气温度及烟气量均会有所增加。为了进一步确认石灰回转窑排出的烟气量、烟气温度、烟气含尘量和烟气含硫量, 对宁波钢铁有限公司1#石灰回转窑烟道出口进行了测试, 具体测试点如表1所示。

4 石灰回转窑烟气余热锅炉技术参数说明

4.1 进口烟气温度

石灰回转窑出口温度在260℃~310℃之间, 平均约290℃, 本方案设计的余热锅炉进口温度是290℃。

4.2 出口烟气温度

由于余热锅炉进口温度较低, 属于低品位余热。换热系数较低, 并且烟气中粉尘含量较高, 考虑布袋除尘器允许运行温度≤200℃, 本方案设计余热锅炉的出口排烟温度为180℃。

4.3 余热锅炉进口烟气量确定

根据实绩监测余热锅炉进口烟气量为65 000 Nm3/h。

4.4 余热锅炉设计压力

余热锅炉产生的蒸汽先进入分汽缸, 再并入宁波钢铁公司主蒸汽管道, 石灰回转窑余热回收设备与主蒸汽管道的位置约150 m, 蒸汽管道输送过程中产生的压降为0.12 MPa[1], 所以余热锅炉的额定蒸汽压力为1.2 MPa, 完全满足锅炉蒸汽进入宁钢主蒸汽管道的压力要求。

4.5 余热利用系统阻力考虑

系统阻力是设计考虑的重点之一, 主要考虑到设备成本、换热效果和引风能耗三个方面[2]。

余热利用正常运行后, 原有烟道冷风阀将关闭, 不再配冷风。进入布袋除尘器的烟气量由现在的110 000m3/h将会降至650 000 m3/h, 大大减少了布袋除尘器产生的烟气阻力和烟气流速。布袋除尘器阻力计算公式如下:

式 (1) 中, ε清洁滤料阻力系数;R为粉尘平均阻力, N;m为粉尘负荷, kg/m2;Vf为过滤速度, m/s;μ为气体粘度, Pa.s。

因为清洁滤料阻力与粉尘阻力相比很小, 所以可以忽略不计。

式 (2) 中, Q为进入布袋除尘器的烟气流量, m3;S为布袋除尘器的流通截面积, m2。

则布袋除尘器阻力计算公式为:

经计算, 改造后可减少布袋除尘器产生的烟气阻力约600 Pa。

根据引风机性能曲线, 如图2所示。可知新增余热锅炉烟气量降低后, 引风机可富余约950 Pa引风能力。

综上所述, 整个系统减少1 550 Pa压降。综合考虑余热利用系统的合理设计, 将余热利用系统的烟气阻力设计为1 400 Pa。

4.6 余热锅炉烟气粉尘含量确定

根据宁波钢铁公司在2012年5月1日至2012年5月20日对两座石灰回转窑的粉尘量统计, 粉尘量累计为2 700 t, 每天的粉尘平均量为135 t, 平均每座窑的粉尘量为68 t。计算得出烟气中粉尘含量为21.8g/m3。另外经监测的数据显示粉尘含量为23.1 g/m3, 实际测得的粉尘含量与实地调查统计推算的粉尘含量很接近, 按照粉尘含量25 g/m3设计, 并且允许短期粉尘含量峰值达到30 g/m3, SO2含量根据实际测得值3 mg/m3设计。

4.7 烟气流速确定

一般常规余热锅炉的烟气流速设计值为15 m/s~20 m/s, 水泥窑烟气热回收系统中考虑粉尘含量较高的特点, 一般水泥窑余热锅炉的烟气流速设计值为8m/s, 一般水泥窑中的粉尘含量与石灰回转窑烟气中的粉尘含量接近, 所以本方案设计石灰回转窑余热锅炉的烟气流速设计值为7 m/s~9 m/s, 降低对换热管壁的磨损, 提高锅炉的使用寿命[3]。

4.8 锅炉额定蒸发量

根据选定的进、出口烟气温度及烟气量, 可知:

式 (4) 中, CP0为不同温度下延期平均近似体积定压热熔, J/ (kg·K) ;T为烟气温度, ℃;qm为蒸汽蒸发量, t;h2为1 025 MPa饱和蒸汽焓, k J/mol;h1为进口水焓, k J/mol。

则余热锅炉蒸发量可达到4.2 t/h, 考虑90%的利用效率, 选定额定蒸发量为3.78 t/h。

根据实测及分析, 确定石灰回转窑相关技术参数见表2所示。

5 结语

石灰回转窑烟气余热回收锅炉的利用, 可将其产生的过热蒸汽送入蒸汽系统主管网, 提高了蒸汽系统的品质, 满足了用户的需求。同时在提高能源利用效率上也起到了显著作用, 可实现石灰回转窑工序能耗降低约20 kgce/t灰。

参考文献

[1]华自强, 张忠进.工程热力学[M].北京:高等教育出版社, 1999.

[2]赵钦新, 周屈兰, 谭厚章, 等.余热锅炉研究与设计[M].北京:中国标准出版社, 2010.