CN1009191B - 旋风炉液态渣直接制矿棉 - Google Patents
旋风炉液态渣直接制矿棉Info
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Abstract
本发明是关于用旋风炉制造矿棉的方法。所叙述的方法是用旋风炉代替冲天炉生产矿棉。合理调节旋风炉工况参数和燃料配比,使其渣的组成符合矿棉成棉条件。本发明对燃煤动力旋风炉液态渣直接生产矿棉最为有利,它提高了矿棉的酸度系数,省去了矿棉生产熔化炉的投资,省去了放置熔化炉的厂房,省去了全部燃料焦炭,也省去了原料和燃料的运输与贮存,使矿棉原棉生产成本下降到冲天炉工艺的35~40%。
Description
本发明是关于用旋风炉制造矿棉的方法。所叙述的方法是用旋风炉代替冲天炉生产矿棉。合理调节旋风炉工况参数,合理调节燃料配比,使熔渣的组成符合矿棉或棉条件。本发明对燃煤动力旋风炉液态渣直接生产矿棉最为有利,可以利用旋风炉熔融废渣生产矿棉,节省了能源。
在矿棉生产中,熔化原料的设备普遍采用冲天炉,也有用池窑或电弧炉来熔化的〔1〕〔2〕。冲天炉用来熔化强度较高的块料,池窑用来熔化强度较低的粒度较小的块料。冲天炉是立式炉,顶部为加料段,经筛分的原料和燃料相间式投入炉内,预热后进行熔化段,熔融料靠重力下移到炉缸,熔化好的熔体从流料口流出经固定流槽、活动流槽到达离心机制成矿棉。冲天炉要求的原料是块状的高炉渣和玄武岩,辉绿岩等。但冲天炉的燃料是冶金焦,每吨原棉耗冶金焦400~500公斤。有人认为〔3〕,冶金焦在大型高炉中是作优质还原剂用的,而在冲天炉内仅仅作为熔化氧化性原料的燃料,这是冲天炉的明显缺点,该专利用等离子体产生的热量来代替冶金焦熔化原料,所有细粉都可利用。日本〔4〕认为,作为矿棉生产的原料高炉渣,在离开高炉时是熔融态的,冷却后再和其他物质混配进入冲天炉熔化,不如将其他物质直接加入到熔融的高炉渣中,从经济观点来说更为有利,是能源的节约。苏联〔5〕有人用电炉代替广泛使用的冲天炉,认为可以提高熔化设备的单位生产力,同时减少熔化炉有害物质的喷出量,又省去了原料和燃料的堆场和运输,并且电炉能制得高酸度系数的熔体,使酸度系统MK可达1.4以上,从而提高了矿棉的质量。又有人建议〔6〕,用发电厂烧过的煤灰添加一种物质可以生产矿棉,其原因是煤灰具有保温材料的化学与矿物学性能。
近年来,各国矿棉生产动向之一是提高矿棉酸度系数MK。苏联对MK的要求指标是1.2~1.5,可以到1.9〔1〕,MK是矿棉化学稳定性和耐久性的重要指标,提高酸度系数即是提高矿棉中的SiO2和Al2O3含量,降低CaO和MgO的含量,欲使酸度系数提高就相应地要提高熔化温度,增加焦炭用量,但这会使生产成本上升。
旋风炉是一种热工制备〔8〕,世界各国主要将它用作发电动力设备,用它作工艺炉的研究也有报导〔7〕。
煤是旋风炉的燃料,不同的煤种,灰份的酸度系数MK= (SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO) 相差很大。对同一煤种,MK也有较大的波动范围,例如河南新密煤,MK=3~7,这样的熔体不能满足矿棉成棉的要求,近年来,为了降低煤灰灰熔点,减少结焦,使熔渣易于流出炉外,在煤中增加一定量的含钙(或镁)的物质,如石灰、石灰石、白云石等等。增钙的结果,改变了液态渣的化学组成和高温料性,酸度系数和高温粘度大幅度下降。旋风炉未烧增钙渣时,液态渣是用水淬处理的水淬渣或堆放或铺路。增钙后,液态渣仍然用水淬处理,温度高达1400℃的熔体水淬后热量全部损失,但水淬渣可作水泥填充料。发明者研究了增钙渣的化学组成和高温特性,认为有可能将熔融态的增钙渣直接生产矿棉,从而用旋风炉代替冲天炉。试验证明,增钙后的混合燃料发热量在3500大卡/公斤以上,灰份酸度系数在2以下,适当调节运行参数,就能使液态渣直接制成优质矿棉(岩棉)。附图是电站旋风炉液态渣。制造矿棉工艺流程示意图。旋风炉出力20吨/时,旋风筒①是悬吊结构。顶部装有直径为Φ696/Φ514的轴向旋流燃烧器②,②以下70mm处设有两个二次风口③,风口高×宽=600×100mm,彼此相距1196mm,为了便于调节燃烧,二次风口又被分为上下二段,每段都装有风量与风速调节挡板,一次风带着煤粉从旋流器进入旋风筒内,两股高速二次风从割向喷吹入炉内,受强大动量矩的作用,炉内气粉强烈旋转,充分混合,迅速燃烧,炉镗温度高达1600℃以上,灰份熔化呈液态,受离心力作用打在水冷壁上,形成渣膜,
顺壁而下,到渣栏④从渣口⑤流出炉外,高温烟气从旋风筒下部经渣栏进入捕渣管束⑦,进一步除渣后再去燃尽室⑧,过热器⑨,空气预热器⑩,省烟器(11),降温除尘后由烟囱排入大气。试验证明,减少一次风量,增加二次风速,旋风筒上部温度明显提高,渣口正压下降,燃烧稳定,流渣通畅。液态渣从渣口⑤流出,到稳流分流盘⑥,使需要的流股流向成棉装置,过多的熔体流入水淬池。
本发明用旋风炉代替冲天炉,旋风炉的强化燃烧,使炉内温度高达1600℃以上,物料混合充分,熔体均匀,用旋风炉熔化原料,可提高熔体酸度系数,从而提高矿棉(岩棉)的质量。用电站旋风炉增钙液态渣直接生产矿棉最具有节能效果,它省去了矿棉生产熔化炉的投资,省去了放置熔化炉的厂房,省去了全部燃料焦炭,也省去了原料和燃料的运输与贮存,使矿棉原棉生产成本下降到冲天炉工艺的35~40%。
实例一
本实例是用旋风炉水淬粒化渣干燥后在三相电弧炉中回熔,再用喷吹法制成矿棉的例子。是旋风炉液态渣直接制成矿棉的模拟例子。
旋风炉出力75吨/时,过热蒸汽压39kg/cm2,过热蒸汽温度400℃,炉镗温度1672℃,熔渣出口温度1350~1420℃,捕渣率70~80%,燃料混合料配比是:新密煤10份,石灰1.3份。熔渣水淬后捞出干燥,送电弧炉回熔。电弧炉高1.2米,内直径0.7米,保温层厚10厘米,熔料能力60~100公斤/时,三根石墨电极竖直插入炉内,每根电极直径100mm,电极间距约30mm,电极离炉底10厘米,二次工作电压60~70伏,工作电流2000安培。用46公斤干燥后的水淬渣为原料,不添加任何其他物料,在电弧炉中熔化后,用V字型喷嘴吹成矿棉25.5公斤,压缩空气表压6kg/m2,风量6m3/分。
燃料煤、石灰、原棉分析如下见表1:
煤、煤灰和石灰分析(新密煤)
实例二
本实例是用小型旋风炉直接制造矿棉的例子。试验用旋风炉出力20吨/时,发电3000千瓦,过热蒸汽温度430℃,过热蒸汽至39kg/cm2。炉镗温度1620℃,熔渣出口温度1410℃,一次风风压5-60mm水柱,风温380℃,二次风压250~350mm水柱,风温380℃,总风压700~740mm水柱,混合料投料量4.17吨/时,熔渣量1.4吨/时,混合料配比是:7份潞安煤,4份平顶山煤,3份碳化煤球渣,1.5份石灰石。熔渣出口安有盘式分流器,大部分熔体送入水淬槽,一小股溶体供制矿棉用,用21孔喷吹头对准熔体,压缩空气表压6kg/cm2,风量6cm2/分,喷吹制成白绿色有光泽矿棉原棉。
燃煤、增钙物和原棉分析数据如下见表2:
引用文献
〔1〕“矿物纤维生产及应用”上册-南京玻璃纤维研究设计院杜寿全译1986年6月
〔2〕“矿物纤维保温材料选集”-南京玻璃纤维研究设计院技术情报室
〔4〕公开特许-昭56-37249
〔5〕苏联《建筑材料》-1985年(6)13-15
〔6〕CA102-11255
〔7〕“旋风炉制钙镁磷肥调查研究报告”-上海化工研究院1966年3月
〔8〕“论我国液态炉的发展”-何佩敖第一机械工业部1984年
表1 煤、煤灰和石灰分析(新密煤)
项目 发热量 挥发份 灰份 灰熔点℃
名称 大卡/公斤 % % T1T2T3
煤 5832 10.86 19.5 1310 1350 1390
项目 CaO MgO Fe2O3Al2O3SiO2
名称 % % % % %
煤灰 6.48 0.72 2.83 32.66 46.10
石灰 70 10
原棉理化性能测试数据
CaO% 31.90 渣球含量 (>0.5mm)
MgO% 0.43 <8%
Al2O3% 19.6 纤维直径 <8μ
Fe2O3% 2.53 软化温度 620℃
SiO2% 31.66 容重 <70
MK1.61 kg/m3
表2 燃煤组分
项目 水份 挥发份 灰份 固定碳 发热量 灰熔点℃
煤种 % % % % (大卡/公斤) T1T3
潞安 9.86 12.12 15.56 62.64 6041.71 1285 1360
平顶山 3.27 17.92 24.68 54.13 5686.76 1320 1410
煤灰、石灰石、碳化煤球渣组分%
项目 CaO MgO Fe2O3Al2O3SiO2
名称
潞安
5.97 5.04 4.00 24.05 54.84
煤灰
平顶山
5.45 7.15 5.65 19.21 60.74
煤灰
碳化煤
46.93
球渣
原棉理化性能测试数据
CaO% 30.74 渣球含量 (>0.5mm)<8%
MgO% 3.03 纤维直径 <9μ
Fe2O3% 3.90 使用温度 550℃
Al2O3% 15.79 容重(Kg/m3) <75
SiO2% 37.03 水解度 三级
MK1.56 导热系数 0.035
(大卡/米·时·度)
Claims (1)
1、一种生产矿棉的方法,它包括在燃料煤中均匀添加含钙或含镁的物质,其添加量使混合的燃煤发热量保持在3500千卡/公斤以上,灰分酸度系数(SiO2+Al2O3/)(Cao+MgO)保持在2以下,然后将该混合的燃煤加入到燃煤旋风炉中使其燃烧,旋风炉炉镗温度为1600℃以上,熔渣出口温度为1350~1420℃,液态熔渣从旋风炉渣口流出,直接用稳流分流盘将熔渣流股导入成棉装置制成矿棉。
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CN87102124A CN1009191B (zh) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 旋风炉液态渣直接制矿棉 |
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- 1987-03-25 CN CN87102124A patent/CN1009191B/zh not_active Expired
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