CN111116063A - 一种减弱或消除易粉难焙烧石灰石爆裂的方法 - Google Patents

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张春荣
赵国成
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Abstract

本发明公开了一种减弱或消除易粉难焙烧石灰石爆裂的方法，改变传通的回转窑一级预热焙烧工艺，为两级预热焙烧工艺，解决了石灰石预热段(1000℃～1100℃)快速升温发生爆裂的技术难题，实现了低强度易爆裂石灰石规模经济煅烧。对窑尾废气的再利用，设计回转窑窑尾烟气余热利用系统，充分利用窑尾废气对原料仓进行加热；有效利用了尾气余热，降低了热能损耗，达到节能减排的效果，可以提高产量，在同等能耗的情况下，降低单位成品的生产成本。

Description

一种减弱或消除易粉难焙烧石灰石爆裂的方法
技术领域
本发明涉及石灰石技术领域，具体是一种减弱或消除易粉难焙烧石灰石爆裂的方法。
背景技术
石灰是金属冶炼工业不可或缺的辅助原料，随着我国钢铁、铝业的迅速发展，当前用于冶金溶剂用的奥陶纪峰峰组石灰石资源已越来越少，许多钢厂被迫远距离采购该类资源；而分布较广的马家沟组石灰石却不能得到广泛的开发利用。近距离开发利用此类低强度、易粉难焙烧熔剂石灰石资源显得尤为重要。
山西太钢鑫磊资源有限公司属冶金石灰企业，所用原料为奥陶纪马家沟组石灰石，奥陶纪马家沟组石灰岩强度低，煅烧过程易粉化。采用传统的焙烧工艺：它是由竖式预热器、回转窑、竖式冷却器三大容器，排烟机、除尘器、燃烧器系统三大设备组成的活性石灰煅烧系统。
2013年建成投产以后，在回转窑焙烧过程中出现以下技术难题：①窑内粉尘特别多，使得燃料燃烧不完全，煅烧温度难以控制；②预热器内板结堵塞，导致系统通风受阻，窑头窑尾冒灰严重；③为了保证焙烧质量，平均3～4天，甚至2天置换一次，每次置换影响生产6小时。一是影响生产效率，迟迟不能达产；二是影响石灰质量，CaO含量低且波动大，不能满足用户需求。给石灰生产造成了严重困扰，无法经济生产。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于，提供一种减弱或消除易粉难焙烧石灰石爆裂的方法，在竖式预热器之前增加成品石灰石热处理工艺，解决了石灰石预热段(1000℃～1100℃)快速升温发生爆裂的技术难题；同时，充分利用废气余热，达到节能减排的效果。
为了达到上述发明目的，进而采取的技术方案如下：
一种减弱或消除易粉难焙烧石灰石爆裂的方法，在竖式预热器之前增加成品石灰石热处理工艺，改变传通的竖式预热器一级预热焙烧工艺，为原料仓成品石灰石预热+竖式预热器预热两级预热焙烧工艺，解决了石灰石预热段(1000℃～1100℃)快速升温发生爆裂的技术难题；对窑尾废气的再利用，设计回转窑窑尾烟气余热利用系统，充分利用窑尾废气对原料仓进行加热。
较佳的，所述回转窑窑尾烟气余热利用系统，包括两条并联的余热烟气产生管路、第一引风机、原料仓、第二引风机和排气烟囱，所述余热烟气产生管路包括依次通过管路连接的窑尾除尘器、窑尾风机、窑尾烟囱和闸板阀，在窑尾烟囱正对气流处开口设置管道连接闸板阀，所述闸板阀通过管道与第一引风机连接，所述第一引风机通过进料仓总管、若干并联的进料仓支管与原料仓的下端连接，窑尾烟囱的烟气通过闸板阀、引风机引入原料仓对原料仓内的原料加热，所述原料仓内设有温度变送器，实时测量原料仓内的温度，所述原料仓内布置有气流分配装置，让热风均匀加热物料；所述第一引风机两端连接的管道上均设有金属补偿器，所述原料仓顶端依次连接若干并联的出料仓支管、出料仓总管、第二引风机和排气烟囱，通过第二引风机将原料仓内热交换后的烟气引出仓外，通过排气烟囱排入大气。
较佳的，所述气流分配装置为圆形，所述气流分配装置包括若干气流分配单元，所述气流分配单元包括气流分配主体，所述气流分配主体的上部倾斜设置篦条，篦条厚16mm，宽200mm，篦条间隙20mm，篦条可有效阻挡物料颗粒进入支管，并让热风均匀吹向周围物料；所述气流分配主体的下部开口，设挡料块。
更佳的，在竖式预热器之前增加成品石灰石热处理工艺，改变传通的竖式预热器一级预热焙烧工艺，为原料仓成品石灰石预热+竖式预热器预热两级预热焙烧工艺，解决了石灰石预热段(1000℃～1100℃)快速升温发生爆裂的技术难题
本发明的有益效果是：
(1)研发了石灰石“两段预热工艺及装备集成”，解决了石灰石预热段(1000℃～1100℃)快速升温发生爆裂的技术难题，实现了低强度易爆裂石灰石规模经济煅烧。
(2)有效利用了尾气余热，降低了热能损耗，达到节能减排的效果。同时可以提高产量，在同等能耗的情况下，降低单位成品的生产成本。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明回转窑窑尾烟气余热利用系统的结构示意图；
图2为本发明实施例2气流分配装置的结构示意图；
图3为本发明实施例2气流分配单元的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例1
一种减弱或消除易粉难焙烧石灰石爆裂的方法，改变传通的回转窑一级预热焙烧工艺，为两级预热焙烧工艺，解决了石灰石预热段(1000℃～1100℃)快速升温发生爆裂的技术难题；对窑尾废气的再利用，设计回转窑窑尾烟气余热利用系统，充分利用窑尾废气对原料仓进行加热。
本公司太钢鑫磊资源有限公司主要生产石灰石，现有回转窑2条，每条窑设计生产能力1000t/天。相配套的原料仓共有6个，1#、2#仓作为粉仓及大块仓使用，3#-6#仓作为原料成品仓使用，物料直径约10mm-40mm。其中6#原料仓距窑尾烟囱最近，距离320米，高差约40米。
通过实验观察，原料加热到120℃或以上并保温20个小时后进行煅烧，可有效减少原料入窑爆裂的情况，从而减少窑内的粉尘量，提高产量。在此实验基础上，考虑利用窑尾ID风机后的废气余热，对原料仓进行预热。
本发明回转窑窑尾烟气余热利用系统的主要意义在于，充分利用废气余热，达到节能减排的效果。此项目实施后可以提高产量，在同等能耗的情况下，降低单位成品的生产成本。
如图1-3所示，所述回转窑窑尾烟气余热利用系统，包括两条并联的余热烟气产生管路、第一引风机6、原料仓7、第二引风机11和排气烟囱12，所述余热烟气产生管路包括依次通过管路连接的窑尾除尘器1、窑尾风机2、窑尾烟囱3和闸板阀4，在窑尾烟囱3正对气流处开口设置管道连接闸板阀4，所述闸板阀4通过管道与第一引风机6连接，所述第一引风机6通过进料仓总管10、若干并联的进料仓支管9与原料仓7的下端连接，窑尾烟囱3的烟气通过闸板阀4、引风机引入原料仓7对原料仓7内的原料加热，所述原料仓7内设有温度变送器8，实时测量原料仓7内的温度，所述原料仓7内布置有气流分配装置13，让热风均匀加热物料；所述第一引风机6两端连接的管道上均设有金属补偿器5，所述原料仓7顶端依次连接若干并联的出料仓支管、出料仓总管、第二引风机11和排气烟囱12，通过第二引风机11将原料仓7内热交换后的烟气引出仓外，通过排气烟囱12排入大气。
此回转窑窑尾烟气余热利用系统进料仓7主管直径
Figure BDA0002332156660000051
长约320m，采用8mm钢板卷制而成。因管道在料仓交替工作时，会出现热胀冷缩，需采用滑动支架，并根据需要在管道中间加设金属补偿器5。管道需进行保温处理，包覆200mm的岩棉，外包白铁皮。部分管道设备的配对法兰也需包覆。进料仓支管9直径
Figure BDA0002332156660000052
单仓长约10m，8mm钢板卷制而成。同理需保温。出料仓支管直径
Figure BDA0002332156660000053
单仓长约10m，8mm钢板卷制而成，出料仓主管直径
Figure BDA0002332156660000054
长约40m，8mm钢板卷制而成。出料仓主、支管均涂装耐高温防锈漆及面漆，但无需保温。风机尾部架设烟囱，高度约10m，直径
Figure BDA0002332156660000055
10mm钢板卷制而成，涂装耐高温防锈漆及面漆，无需保温。
仓内散风主管为方形，尺寸1200mmx1200mm，主管从料仓底部竖立支架支撑。方管顶部设分料装置避免积料。分支管为人拱形，两侧分别与主管和料仓壁相连并固定。上部设斜篦条1312，篦条1312厚16mm，宽200mm，篦条1312间隙20mm，篦条1312可有效阻挡物料颗粒进入支管，并让热风均匀吹向周围物料，下部开口，设挡料块1313。人拱形支管高1200mm，宽1200mm，有效间隔700mm。因物料进入料仓时会对散风的钢结构进行冲刷，故整体结构采用Q345，篦条1312为易损件，需定期更换。物料堆积后整体钢结构至少要承受1000t左右的压力，而且料仓下料时会产生较大的虹吸力，应在异型管内加筋支撑，底部采用H型钢与料仓固定，篦条1312增加纵筋，间隔不得大于1m。
所述第一引风机6风量200000Nm3/h，型号Y4-73-№21D，960r/min，全压3000pa，采用变频电机，功率400KW，风机需包覆保温。风机轴承采用风冷。电机可选普通变频电机或永磁电机，永磁电机在使用时可节能10％-18％，但价格是普通电机的3倍左右。
所述第二引风机11风量288000m3/h，型号Y4-73-№20.5D，全压2900pa，采用变频电机，功率315KW。风机轴承采用风冷。电机同理。
此回转窑窑尾烟气余热利用系统实施后，间接地增加产量，如每条窑增加100t/天，则2条窑增加200t/天。年收入费用：200t/天x330天x420元/t＝27720000元。
实施例2
基于实施例1的结构基础上，在实施例2中，如图2-3所示，所述气流分配装置13为圆形，所述气流分配装置13包括若干气流分配单元131，所述气流分配单元131包括气流分配主体1311，所述气流分配主体1311的上部倾斜设置篦条1312，篦条1312厚16mm，宽200mm，篦条1312间隙20mm，篦条1312可有效阻挡物料颗粒进入支管，并让热风均匀吹向周围物料；所述气流分配主体1311的下部开口，设挡料块1313。
本发明实现了低强度、易粉、难焙烧熔剂灰岩规模煅烧的突破。
本发明的推广应用前景：首先，可解决同类地质资源条件下石灰石高粉率引起的石灰企业难以正常生产的技术难题；其次，易粉难焙烧石灰石资源在我国分布广泛，作为活性石灰生产原料开发利用极少，如在全国范围内推广，经济及社会效益显著。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进、部件拆分或组合等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种减弱或消除易粉难焙烧石灰石爆裂的方法，其特征在于：改变传通的回转窑一级预热焙烧工艺，为两级预热焙烧工艺，解决了石灰石预热段(1000℃～1100℃)快速升温发生爆裂的技术难题；对窑尾废气的再利用，设计回转窑窑尾烟气余热利用系统，充分利用窑尾废气对原料仓进行加热。
2.根据权利要求1所述的一种减弱或消除易粉难焙烧石灰石爆裂的方法，其特征在于：所述回转窑窑尾烟气余热利用系统包括两条并联的余热烟气产生管路、第一引风机、原料仓、第二引风机和排气烟囱，所述余热烟气产生管路包括依次通过管路连接的窑尾除尘器、窑尾风机、窑尾烟囱和闸板阀，在窑尾烟囱正对气流处开口设置管道连接闸板阀，所述闸板阀通过管道与第一引风机连接，所述第一引风机通过进料仓总管、若干并联的进料仓支管与原料仓的下端连接，窑尾烟囱的烟气通过闸板阀、第一引风机引入原料仓对原料仓内的原料加热，所述原料仓内设有温度变送器，实时测量原料仓内的温度，所述原料仓内布置有气流分配装置，让热风均匀加热物料；所述第一引风机两端连接的管道上均设有金属补偿器，所述原料仓顶端依次连接若干并联的出料仓支管、出料仓总管、第二引风机和排气烟囱，通过第二引风机将原料仓内热交换后的烟气引出仓外，通过排气烟囱排入大气。
3.根据权利要求2所述的一种减弱或消除易粉难焙烧石灰石爆裂的方法，其特征在于：所述气流分配装置为圆形，所述气流分配装置包括若干气流分配单元，所述气流分配单元包括气流分配主体，所述气流分配主体的上部设斜篦条，篦条厚16mm，宽200mm，篦条间隙20mm，篦条可有效阻挡物料颗粒进入支管，并让热风均匀吹向周围物料；所述气流分配机构的下部开口，设挡料块。
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