生石灰消化器

1、 生石灰消化及除塵系統(tǒng)工程主機部分方案設(shè)計（燒結(jié)生產(chǎn)、氫氧化鈣生產(chǎn)線）目 錄一、鋼廠燒結(jié)配料室環(huán)境現(xiàn)狀二、新消化器的依據(jù)及目的三、現(xiàn)狀和市場現(xiàn)有設(shè)備性能的對比及選型 四、設(shè)計及供貨范圍五、新消化器及除塵裝置的原理六、干粉消化器及除塵裝置的機理七、PLC自動化控制系統(tǒng)一、鋼廠燒結(jié)配料室環(huán)境現(xiàn)狀 石灰在燒結(jié)的使用：通過長期的生產(chǎn)經(jīng)驗看，燒結(jié)用石灰主要目的是燒結(jié)礦的堿度平衡以及混合機制粒；在混合料中石灰通過消化后進入系統(tǒng)比直接在混合機中加水再消化，更有利于生產(chǎn)。為此，生石灰消化效果直接影響燒結(jié)礦的品質(zhì)。石灰的消化反應(yīng)：生石灰在消化的過程中產(chǎn)生大量的蒸汽，蒸汽中夾雜有微細顆粒的CaO、Ca(OH)2，

2、該粉塵表面積較大能長時間滯留于空氣，為此在配料間廠房及周邊有明顯的石灰氣息，嚴重時此作業(yè)區(qū)域能見度很低，工人在此作業(yè)身體受到很大的危害、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備在這個區(qū)域內(nèi)腐蝕較大容易出現(xiàn)不可控的故障。粉塵特點：（1） 起始溫度比較高：80100、排放至周邊后，提高周邊工作環(huán)境溫度后降低。（2） 相對濕度很大：接近100%（3） 廢氣的產(chǎn)生具有陣發(fā)性，在原來的消化系統(tǒng)中粉塵點存在不確定性、且粉塵與水汽共生。（4） 粉塵的成分以CaO、Ca(OH)2結(jié)合物，CaO成分含量較高；Ca(OH)2微粒粘性非常高、沉淀固結(jié)快、溶液澄清的慢、屬于強堿、腐蝕性強。在配料室一般采用電除塵，但在除塵的過程粘黏管道和除塵器的極

3、線、極板造成設(shè)備的損壞；在布袋除塵中一般布袋的使用壽命在23個月就需要進行更換；要采用特殊的技術(shù)手段。綜上所述：石灰在燒結(jié)中需要先消化確保生產(chǎn)技術(shù)指標，但現(xiàn)有的消化器在消化后會在燒結(jié)配料區(qū)域及混料皮帶通廊粉塵濃度較高，嚴重危害了現(xiàn)場工人的身體健康，未能實現(xiàn)雙贏的效益。好多廠家通過去除消化器來解決現(xiàn)有的問題。二、新消化器的依據(jù)及目的1、燒結(jié)配料室石灰消化段粉塵污染嚴重的原因：1）生石灰在消化器內(nèi)水化反應(yīng)過程中產(chǎn)生大量的蒸汽和粉塵；2）消化器對生石灰消化不充分，導致落到皮帶上的含有大量水分的石灰繼續(xù)反應(yīng)，從而在皮帶運輸過程中繼續(xù)釋放出大量的蒸汽和粉塵。2、分析氧化鈣（CaO）與氫氧化鈣Ca(OH)

4、2的特性1）氧化鈣（CaO）與消石灰(Ca(OH)2)在運輸中的特性干粉狀的氧化鈣（CaO）與消石灰(Ca(OH)2)在皮帶運輸中有基本無的揚塵現(xiàn)象，當?shù)惯\時就會有一定的揚塵出現(xiàn)，但消石灰含有的一定的水分時物料在倒運時基本也沒有粉塵，氧化鈣（CaO）加一定的水分后會產(chǎn)生反應(yīng)。為此，根據(jù)積累的經(jīng)驗結(jié)合市場上氫氧化鈣生產(chǎn)線配套設(shè)備，提出將石灰完全消化后加濕再投入燒結(jié)使用的理念。2）氧化鈣（CaO）轉(zhuǎn)化成氫氧化鈣Ca(OH)2的過程特性理論上講氧化鈣（CaO）轉(zhuǎn)化成氫氧化鈣（Ca(OH)2）只需加水即能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化過程。但是，根據(jù)廣泛的實際案例，如果要實現(xiàn)完全（CaO）與Ca(OH)2轉(zhuǎn)化，與加水的方式

5、、水的溫度以及反應(yīng)時間有著密切的關(guān)系。通過廣泛的現(xiàn)場實際經(jīng)驗和實驗室的數(shù)據(jù)表明：a氧化鈣（CaO）浸泡在水里不容易消化，需要一定的攪拌，否則會出現(xiàn)氧化鈣（CaO）在水中鈣化（CaCO3），形成堅硬的小球體。b氧化鈣（CaO）配加熱水能縮短消化時間，可提高消化率。c氧化鈣（CaO）在配水量適中，配水均勻、攪拌形式科學，活性灰品質(zhì)較好的話消化器艙內(nèi)溫度保持可在100以上時，甚至160，在100以上時其消化速度及效果最佳。d理論上每噸生石灰配加水量在300公斤350公斤之間，消化時間在412分鐘（受石灰的活性影響），消化率在90%以上。e氧化鈣（CaO）轉(zhuǎn)化成氫氧化鈣（Ca(OH)2）轉(zhuǎn)化過程中，由

6、于加水消化，會產(chǎn)生大量的熱蒸汽和粉塵，如果不能及時處理仍會造成上述問題。如：管道堵塞；揚塵、造成原料浪費；現(xiàn)場環(huán)境惡劣；腐蝕現(xiàn)場設(shè)備。3、目的：根據(jù)上述問題、理念進行設(shè)計，以完全消化后加濕處理解決系統(tǒng)的揚塵、蒸汽問題。為此，為將原有消化器替換為能夠?qū)⑸页浞窒墒焓业亩嗉壪?，這樣得到的熟石灰，落到皮帶上不再有蒸汽粉塵釋放污染，且下料口的熟石灰溫度在70 以上，能有效的解決了物料溫度的需求。另外，配套使用新型除塵裝置，能夠?qū)⑸蚁^程中產(chǎn)生的粉塵蒸汽完全處理，并進行蒸汽熱量的回收可以實現(xiàn)常溫水的消化，最終實現(xiàn)燒結(jié)配料室石灰消化段的清潔生產(chǎn)、部分節(jié)能。 三、現(xiàn)狀和市場現(xiàn)有設(shè)備性能的對

7、比及選型 鋼廠的石灰參數(shù)如下 序號名稱單位數(shù)值1CaO有效鈣含量%70-90不均2活 性 度mol/l180-360不均3入料顆粒度mm3 而目前市場常用的氧化鈣（CaO）轉(zhuǎn)化成氫氧化鈣（Ca(OH)2）的設(shè)備有以下幾種： （一）單軸螺旋和雙軸螺旋氧化鈣（CaO）加濕機 目前用于鋼鐵燒結(jié)配料行業(yè)的消化器，消化率在20%30%之間。它存在以下弊端： （1） 消化效果不能滿足燒結(jié)生產(chǎn)需要 活性低的生石灰在消化器加水后，由于反應(yīng)速度慢，在一次混合內(nèi)繼續(xù)消化。這時，粘結(jié)在生石灰表皮的物料通過生石灰的消化膨脹而破裂，不利于造球，造成燒結(jié)過程中透氣性變差，負壓偏高，影響燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量。 活性高的石灰在

8、消化器加水后，若皮帶運輸時間超過50S則反映完成對生產(chǎn)制粒沒有影響。但在運輸過程中產(chǎn)生大量的蒸汽、粉塵。（2） 堿度不均勻 消化完全的石灰（消石灰）較原石灰體積約增大至1.45倍，活性越高，體積膨脹越明顯，對應(yīng)的比表面積越大。由于存在不能完全消化石灰，通過消化過程中的體積變化影響燒結(jié)制粒效果?；钚圆畹脑跓Y(jié)礦中表現(xiàn)為白點，最終表現(xiàn)為燒結(jié)礦堿度分布不均勻，影響高爐冶煉操作。（3） 在消化器的攪拌、反應(yīng)、運輸中污染嚴重、人體危害大 現(xiàn)有的消化器對生石灰的消化時間不約35S，只是將物料與水分混合，還沒有開始消化或消化剛開始，造成消化率過低。大部分的生石灰要在輸送皮帶上或混合機內(nèi)部才能完成消化，有的在

9、燒結(jié)開始時尚未能消化。在消化器外的石灰反應(yīng)產(chǎn)生的熱蒸汽、粉塵散布在配料、一混入口等現(xiàn)場，造成現(xiàn)場蒸汽和粉塵污染極為嚴重。蒸汽、石灰粉進入配料電除塵設(shè)備后影響管道堵塞、電除塵極線極板結(jié)垢等問題，影響電除塵的穩(wěn)定運行。散發(fā)出的熱蒸汽和粉塵是堿性、帶水蒸汽的物質(zhì)，已形成原電池對現(xiàn)場其它設(shè)備腐蝕嚴重。尤其是皮帶通廊和配料室料倉。散發(fā)到現(xiàn)場的氧化鈣（CaO）和氫氧化鈣（Ca(OH)2）粉塵顆粒較小，可在空氣中停留較長時間，對現(xiàn)場操作人員的身體健康造成危害。 （二）新型消化器 （1）新型消化器，可消化的消化率在90%以上，水分可控制在315%，也可以根據(jù)工藝的需求調(diào)整生石灰消化率，一般用于高端氫氧化鈣（C

10、a(OH)2）使用行業(yè)，在燒結(jié)配料中應(yīng)當有一定的水分最好。 （2）經(jīng)研究石灰消化率達到90%以上，消化后的消石灰含水7%時，可大大發(fā)揮了Ca(OH)2的粘性作用。同時消化完成的消石灰體積增大，在同樣的物料配比、混料條件下，即避免了燒結(jié)礦的白點又可提高的2%5%成球率?？筛纳茻Y(jié)礦的冶煉性能，為提產(chǎn)量、提品質(zhì)提供重要的保障。 （3)由于消化器對系統(tǒng)反應(yīng)中的粉塵蒸汽進行回收，有效的解決了現(xiàn)場蒸汽、揚塵的問題，同時一混也沒有粉塵溢出現(xiàn)象。在粉塵回收的同時提高了原有石灰的利用率，一般揚塵都是CaO或Ca(OH)2約占石灰總量的1-2%，從某種程度將配料的精確性提高，并降低石灰消耗。新型消化器根據(jù)生產(chǎn)的

11、現(xiàn)場不同，能夠有效地將生石灰消化過程中產(chǎn)生的熱蒸汽和粉塵完全的進行處理凈化，保證了現(xiàn)場無粉塵污染，排汽口排放濃度完全符合國家排放標準。能夠?qū)崿F(xiàn)PLC自動控制，可根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求進行調(diào)整，可滿足氫氧化鈣生產(chǎn)線及燒結(jié)配料使用，減輕了現(xiàn)場工人的勞動強度，保護了現(xiàn)場工人的身體健康，提高生產(chǎn)作業(yè)率。（三）本除塵以市場上的三級消化器對比：市場上的三級消化器采用布袋除塵，布袋除塵優(yōu)點，排放穩(wěn)定；缺點：布袋容易堵塞。本除塵器采用水浴、淋浴除塵在運行維護費用上較布袋除塵有以下幾個優(yōu)點：1、阻力低；2、免維護；3、對消化器用水為自動加熱。四、設(shè)計及供貨范圍原稱計量后引入消化器的設(shè)備，至消化后的物料返回原落料皮帶

12、的過程設(shè)備，以及配套的除塵設(shè)備和配料室調(diào)水的控制負責總系統(tǒng)用水5070%的調(diào)整，整個消化系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)；PLC控制系統(tǒng)包括就地箱、柜。不包括三通（水、電、氣）所需要的輔助線纜、管路、橋架以及相關(guān)輔助設(shè)備，不包括地基、預埋等土建工程（可另計）。五、新消化器及除塵裝置的原理 （一）新消化器機理1.延長生石灰在消化器內(nèi)的消化反應(yīng)時間。通過設(shè)計調(diào)整可以實現(xiàn)815分鐘的反應(yīng)時間，并使生石灰充分消化，原則上設(shè)備采用定時間消化，如需調(diào)整時間可增設(shè)變頻控制。2.消化器具有良好的保溫、加熱功能。生石灰反應(yīng)過程中產(chǎn)生的大量熱蒸汽在消化器內(nèi)流轉(zhuǎn)，提升內(nèi)部溫度，通過熱蒸汽對消化加水溫度加熱，實現(xiàn)自我加熱，一般情

13、況下消化器的加水在30分鐘達到60度左右，并有利于生石灰的充分消化?？梢圆挥脽崴畬崿F(xiàn)熱水消化。3.加水過程精準控制、充分攪拌。通過優(yōu)化多道計量控制信號、多計量，實現(xiàn)精準加水。4.科學節(jié)能配水流程。針對生石灰的活性度有差別，在消化倉內(nèi)設(shè)有熱電阻，通過加水的調(diào)整摸索確定熱電阻監(jiān)測的溫度來調(diào)節(jié)下水量，以達到日后的科學配水。一級配水消化倉是生石灰預消化階段。經(jīng)過生石灰與水的合理配比，在一級初步攪拌、部分消化后，進入二級加速消化反應(yīng)階段。此時，二級消化倉體內(nèi)的生石灰釋放的熱量是提高消化速度的最佳時機，三級為水分精確控制室，含有干燥、加濕、均勻水分的功能。通過整個消化工藝流程的大約8-15分鐘反應(yīng)消化。最

14、終真正達到由氧化鈣（CaO)變成氫氧化鈣Ca(OH)2。干粉消化器的下料口安裝安裝在混合料皮帶的上方，消化后的熟石灰的溫度保證在70以上，可以提高混合料溫度。將消化后的消石灰直接落到物料皮帶與其他物料進行混勻。5.新消化器組成：分三級或四級(1) 一級消化內(nèi)部螺旋推進器(2) 一級配水消化倉、冷卻回收冷凝布水。(3) 二級反應(yīng)倉(4) 三級脫水粉化倉或加濕(5) 給水系統(tǒng)(6)進、排料設(shè)備(7)除塵控制(8)基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)等 （二）生石灰消化器除塵裝置機理： 1、設(shè)備原理本裝置采用了粉塵迷宮運行與淋浴除塵穿插結(jié)合，共計6道除塵。煙塵先通過各級消化器加熱物料表面，并對消化器本體進行加熱。通過管道進入

15、一次淋雨、滾筒捕捉的除塵器內(nèi)（共計2道除塵），進行90%以上的粉塵處理，并使其產(chǎn)生的漿液進入消化器內(nèi)。處理后的煙氣通過管道進入水箱，在進入水箱的管道內(nèi)再次經(jīng)過淋雨除塵處理，（此為第3道除塵）。在水箱內(nèi)進行多次迷宮運行進入風機（第4道除塵），最后在風機上在進行沖洗（第5道除塵），在風機出口再回入水箱進入汽水分離（第6道除塵），后再排放。通過上述除塵措施，可達到國家最新規(guī)定標準。真正做到環(huán)保達標，現(xiàn)場粉塵低的要求，并可提高企業(yè)在配料室行業(yè)的形象。 2、新除塵裝置主要部件組成：包括一、二道除塵裝置總成（含加水調(diào)控回收裝置）、管線、高壓霧化沖洗系統(tǒng)、水箱、攪拌器、泥漿泵，風量變頻自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，水箱水位

16、自動控制系統(tǒng)、風機、水箱攪拌器、配電柜。 3、淋雨除塵裝置主要部件功能概況 （1）一、二道除塵裝置總成（含加水調(diào)控回收裝置）： 除塵系統(tǒng)中的第一、二道除塵裝置，內(nèi)設(shè)噴頭、濾筒除塵清灰裝置，可將90%以上的粉塵在此裝置中回收，并對部分蒸汽進行回收。同時熱蒸汽將消化器加水水溫提高、將消化器內(nèi)的蒸汽進行一定的冷凝處理裝置。（2）水箱水位自動控制用來監(jiān)測和控制水箱內(nèi)部水面高低的儀器。當水平高度超過限定水面時，將自動關(guān)閉進水閥門；當水平高度低于限定水面時，將自動開啟進水閥門。（3）風機 采用碳鋼結(jié)構(gòu)的風機，在風機軸頭位置增加高壓水沖洗，可自動清理掉風機葉片上粘結(jié)的物質(zhì)，防止前部除塵差造成風機。 （4）水

17、箱攪拌器 設(shè)備運行年限較久或前部除塵效果差時，避免水箱內(nèi)出現(xiàn)漿液沉淀。 （5）高壓霧化除塵系統(tǒng) 采用高壓泥漿泵對一、二道除塵裝置總成及除塵管道進行沖洗時本套除塵系統(tǒng)的核心部分。并負責給消化器供水以及平衡消化結(jié)果的設(shè)備。 （6）水箱 水箱采用真空迷宮粉塵墜落除塵設(shè)置，根據(jù)粉塵和蒸汽比重不同的原理，氣流通過該水箱后實現(xiàn)粉塵強制落入除塵箱內(nèi)部，蒸汽最后通過煙筒排除。六、工藝流程參照下圖（僅供參考）流程說明石灰流程走向：原石灰料倉（11#倉）螺旋給料機5#斗提機消化器螺旋給料機6#（改為皮帶機）原系統(tǒng)皮帶上。 除塵系統(tǒng)并立與該系統(tǒng)即：風機、1#水泵；1#、2#攪拌器、清灰電機為獨立系統(tǒng)；獨立系統(tǒng)可實現(xiàn)

18、單獨的開停（電腦操作）。附圖：七、PLC自動化控制系統(tǒng)本套生石灰消化及除塵系統(tǒng)可以實現(xiàn)PLC自動化控制，主要有以下模塊：1、 系統(tǒng)自動加水；2、 各設(shè)備間的連鎖見下述；3、 風機的頻率自動控制；4、 系統(tǒng)補水的自動控制；各設(shè)備間的連鎖及其他控制設(shè)計；1） 風機、1#、2#水泵；1#、2#攪拌器、清灰電機獨立系統(tǒng)；獨立系統(tǒng)可實現(xiàn)單獨的開停（電腦操作）。2） 順序啟動及時間連鎖：獨立系統(tǒng)6#螺旋3#消化器2#消化器1#消化器斗提機5#螺旋給料機4#螺旋（在此之前的連鎖順序啟動執(zhí)行6s進入下一步啟動）1#調(diào)節(jié)閥開啟（4#螺旋啟動120s后）調(diào)節(jié)閥2#（調(diào)節(jié)閥1#開啟600后首次、暫定）。3） 順序停機：4#螺旋停（20S）5#螺旋給料機、1#調(diào)節(jié)閥關(guān)閉（2