麥爾茲石灰窯PPT培訓(xùn).ppt

1、,湖南漣鋼冶金材料科技公司 600t的麥爾茲石灰窯,如今并流蓄熱式（PFR）石灰窯代表了目前最現(xiàn)代化的石灰生產(chǎn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)廣泛使用。優(yōu)點(diǎn)有其生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量高（石灰活性度高，殘余二氧化碳低）適合高品質(zhì)煉鋼的需求；自動(dòng)化程度高，日常生產(chǎn)簡(jiǎn)易、安全、可靠；熱能消耗最低等。,我們對(duì)麥而茲所用石灰石介紹下: 麥爾茲窯石灰石質(zhì)量要求 各種石灰堅(jiān)窯都提倡精料入爐，麥爾茲窯顯得尤為重要。豎窯煅燒物料都是通過(guò)物料和氣流間的固相和氣相熱交換，窯內(nèi)氣流分布與流速直接決定著豎窯的熱工制度。入窯石灰石的純凈度與塊度比決定著窯內(nèi)料柱的透氣性。所謂精料包括石灰石的化學(xué)成分穩(wěn)定、低熔物較少、塊度均勻（即塊度比小于2）以及泥

2、沙雜質(zhì)少等方面。對(duì)于麥爾茲數(shù)和難度。別外，對(duì)石灰石的晶相及熱震性能亦有要求。晶粒粗，熱震性差，受熱易爆裂，這樣的石灰石既使化學(xué)成分再好也不能使用。,石灰石化學(xué)成份%,典型的石灰石化學(xué)成分要求：,晶粒大小 石灰石均是晶粒在形成沉積過(guò)程中出現(xiàn)的。晶粒結(jié)構(gòu)不同在密度和硬度方面變化也很大。 微 4nm 細(xì) 4-50nm 中等 50250nm 粗 250nm（高達(dá)約1000nm） 石灰石顆粒形狀在某種程序上取決于晶粒的微晶結(jié)構(gòu)但也取決于粉碎機(jī)器的粉碎性能。建議使用立方形或球形狀的石灰石?？赡艿脑挶M量應(yīng)避免使用層狀或片狀石灰石。石灰石的結(jié)晶構(gòu)造不僅決定了它的致密性和強(qiáng)度，而且與焙燒后的石灰活性度、強(qiáng)度有密

3、切關(guān)系。石灰石晶粒度小煅燒后得到的石灰活性度高，反之則活性度低。,孔隙度和密度 通常使用型石灰石的視孔隙度和視密度的某些數(shù)據(jù)在表中給出。 工業(yè)用石灰石由于再結(jié)晶形成條件和程度不同所引起了很寬范圍的視孔隙度（0.1-40%）和視密度（1.50-2.90g/cm3）。,工業(yè)用石灰石的視孔隙度和視密度,堆密度和粒徑 堆密度以多組合的粒子或結(jié)塊為特點(diǎn),它是通過(guò)測(cè)定已知容積中所含松散材料的總質(zhì)量而確定的。 堆密度主要取決于石灰石的視密度、其粒度分布及其形狀。 粒徑比為21的碎石灰石、過(guò)篩石灰石一般具有1.3-1.6g/cm3的堆密度。 碎石灰石，包括細(xì)粒石灰石，具有1.6-1.75g/cm3的堆密度。,

4、機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性強(qiáng)度 石灰石的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性強(qiáng)度必須滿足一定的要求以免破、碎裂。輸送或通過(guò)窯時(shí)石灰石顆粒破裂導(dǎo)致產(chǎn)生細(xì)粒將降低窯的透氣性，氣流和傳熱會(huì)受到嚴(yán)重影響。 石灰石的抗壓強(qiáng)度從10MPa到200MPa不等。麥爾茲窯內(nèi)使用的石灰石的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于30MPa。,石灰石特性數(shù)據(jù),煅燒過(guò)程的有關(guān)實(shí)驗(yàn)研究 加熱期間，石灰石經(jīng)過(guò)下列若干階段的物理 化學(xué)變化。煅燒化學(xué)反應(yīng)從石灰石的顆粒表面開始并且 隨著進(jìn)一步的反應(yīng)而移至中心部分。傳質(zhì)和傳熱在此過(guò)程并行發(fā)生。,在圖中可原則上分5個(gè)步驟（a - e）描述物理化學(xué)現(xiàn)象。 a通過(guò)對(duì)流和輻射從周圍區(qū)域傳熱至石灰石顆粒表面。 b通過(guò)煅燒的石灰區(qū)域的熱傳導(dǎo)。

5、 c在進(jìn)人中心部分的過(guò)程中通過(guò)石灰一石灰石接觸面的化學(xué)反應(yīng)吸收熱。石灰石分解成石灰。 d所產(chǎn)生的CO2從中心部位擴(kuò)散到顆粒表面。 eC02從顆粒表面擴(kuò)散至周圍。,步驟b，c和d主要取決于原料而步驟a和e受窯煅燒過(guò)程影響強(qiáng)烈。顆粒直徑及其密度決定這些進(jìn)程的速度。在提高的工作溫度條件下，機(jī)械性能（尤其是石灰石晶體容積）在不同的煅燒階段發(fā)生變化。從圖中立方顆粒試樣可以看出：,a,b在第一部分加熱過(guò)程期間，從室溫到煅燒溫度，石灰石膨脹。 c開始表面煅燒，表面區(qū)域的孔隙容積增大而試樣容積保持不變。 d完成煅燒后，試樣達(dá)到最大的孔隙度，但立方體容積仍未變化。 e在溫度增高和增加煅燒時(shí)間時(shí)，石灰晶粒開始燒結(jié)

6、成塊,在1400、b）1300、c）1200、d）1100、e）1000時(shí)的高鈣生石灰的視密度及溫度以及煅燒時(shí)間,如圖所示，由于孔隙容積的影響，生石灰的反應(yīng)性與視密度不成正比。,高鈣生石灰的反應(yīng)性和視密度之間的關(guān)系,.,圖中展示較大顆粒尺寸（a）比給定工作溫度時(shí)的較小的顆粒尺寸在窯內(nèi)需要更長(zhǎng)的停留時(shí)間,高鈣石灰石密實(shí)球面煅燒時(shí)間 a）15cm，b）125cm，c）l0cm，d）75cm，e）5cm，f）25cm,麥爾茲窯工藝 工藝流程如下： 礦石原料經(jīng)篩分，合格原料進(jìn)入過(guò)渡料倉(cāng)稱量后，物料進(jìn)入有效容積3.5m3上料小車。上料小車由料車卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)提升至窯頂卸料。窯頂設(shè)有7.5m3料倉(cāng)礦石料首先倒

7、入7.5m3料倉(cāng)，然后經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)、可逆皮帶機(jī)、分別給兩個(gè)稱量漏斗。物料稱量后經(jīng)過(guò)進(jìn)料閥門（或布料裝置）分別進(jìn)入雙膛豎窯的爐膛內(nèi)煅燒熱工煅燒溫度900 - 1200度。煤氣加壓后由管道送到雙膛豎窯。燃燒和石灰冷卻的風(fēng)量由鼓風(fēng)機(jī)站的風(fēng)機(jī)供給。鼓風(fēng)機(jī)站設(shè)有助燃風(fēng)機(jī)、石灰冷卻風(fēng)機(jī)、噴槍冷卻風(fēng)機(jī)。煅燒后的窯內(nèi)煙氣由管道送入煙氣除塵裝置，除塵后經(jīng)煙囪排放。 成品經(jīng)運(yùn)輸儲(chǔ)存后外運(yùn)給用戶。,工作原理 麥爾茲窯有兩個(gè)平行的窯膛，并通過(guò)窯體下部的連接通道相連，煅燒工藝有兩大特點(diǎn)：并流和蓄熱。所謂并流就是在石灰石煅燒時(shí)，燃燒產(chǎn)物和石灰石一起并列向下流動(dòng)這樣利于煅燒出高質(zhì)量的活性石灰。所謂蓄熱就是窯膛l的燃燒產(chǎn)物高

8、溫廢氣通過(guò)兩窯膛下部的連接通道進(jìn)入窯膛2。在窯膛2高溫廢氣向上流動(dòng)，將預(yù)熱帶的石灰石預(yù)熱到較高溫度，把熱量積蓄起來(lái)。同時(shí)高溫廢氣下降到一個(gè)很低的溫度后排出窯膛。冷卻空氣和熱的石灰發(fā)生熱交換后亦將熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)參與和冷的石灰石熱交換。這種工作原理充分地利用了廢氣和石灰余熱，保證了該種窯具有很高的熱效率。,麥爾茲雙膛豎窯兩個(gè)窯膛的功能（煅燒和蓄熱）交替互換。即一個(gè)窯膛煅燒，另個(gè)窯膛蓄熱，12-15分鐘后開始換向，兩個(gè)窯膛的功能隨之互換。其詳細(xì)的生產(chǎn)工藝敘述如下（煅燒原理見(jiàn)示意圖）：,麥爾茲雙膛豎窯屬于正壓操作，在正常生產(chǎn)情況下，連接通道處壓力保持在15-35kPa之間，并且始終是煅燒的窯膛壓力高于非

9、煅燒的窯膛壓力，從而保證了氣體在窯體內(nèi)的正常流動(dòng)。 在第一個(gè)煅燒周期，助燃空氣從窯膛1的頂部進(jìn)入，并在壓差的作用下向下流動(dòng)。在預(yù)熱帶，助燃空氣一邊向下流動(dòng)，一邊被熱的石灰石預(yù)熱升溫（在烘窯期間，石灰石已被熱煙氣預(yù)熱到較高溫度）。在到達(dá)煅燒帶時(shí)，與此處均勻布置的噴槍輸送進(jìn)來(lái)的煤氣混合。因?yàn)榇颂幍氖沂丫哂泻芨叩臏囟龋?dāng)空氣和煤氣的混合物接觸到赤熱的石灰石時(shí)，便立即燃燒。這樣，空氣和煤氣的燃燒產(chǎn)物和石灰石一起向下流動(dòng)，這個(gè)工藝過(guò)程就稱為“并流”。并流能夠使燃燒火焰與原料石灰石直接接觸，并且在很高的熱交換效率下石灰石開始煅燒。在到達(dá)煅燒帶末端時(shí)，燃燒廢氣溫度相對(duì)降低，又可保證石灰石能夠在均勻輕燒狀

10、態(tài)下完成煅燒。,煅燒完成后，生成的石灰進(jìn)入冷卻帶，與從窯底供入的石灰冷卻空氣接觸，進(jìn)行熱交換，使石灰溫度降到60-80，然后進(jìn)入窯底料倉(cāng)，再經(jīng)窯底振動(dòng)給料機(jī)卸出。石灰冷卻空氣與石灰完成熱交換后，溫度升高積蓄熱量，并上升到連接通道處，與燃燒廢氣混合，進(jìn)入窯膛2。 在窯膛2內(nèi)，廢氣由下向上上升，穿過(guò)煅燒帶后，到達(dá)預(yù)熱帶。在預(yù)熱帶，剛裝入的石灰石相當(dāng)于一個(gè)大的熱交換器。廢氣與石灰石接觸進(jìn)行熱交換，把余熱釋放給石灰石后下降到120-180，從窯頂排出。石灰石吸收了廢氣余熱后，溫度升高，把熱量積蓄起來(lái)，等待下一周期來(lái)預(yù)熱從窯頂供入的助燃空氣（這種石灰石先吸熱再放熱的工藝過(guò)程就稱為“蓄熱”）。一個(gè)持續(xù)12

11、分鐘的煅燒周期完成。,一個(gè)煅燒周期完成后，各種氣體介質(zhì)發(fā)生以下變化： 助燃空氣和石灰冷卻空氣停止向窯內(nèi)供入,打開各自的釋放閥排入大氣； 煤氣停止向窯內(nèi)供入，從大回流管道回到煤氣管網(wǎng)中；接著，各換向閥（包括助燃空氣和廢氣換向閥、煤氣換向閥、噴槍冷卻空氣換向閥）開始換向，換向時(shí)間約需5060秒。換向期間，活性石灰從窯底卸出。換向完成后，助燃空氣和煤氣進(jìn)入窯膛2；噴槍冷卻空氣轉(zhuǎn)入窯膛l噴槍，對(duì)噴槍進(jìn)行冷卻；燃燒廢氣從窯膛l頂部排出；石灰石從窯膛l頂部裝入。這樣第二個(gè)煅燒周期開始。,窯體內(nèi)襯及維護(hù) 麥爾茲窯體由內(nèi)到外由鎂磚(煅燒帶和通道支撐拄為特殊鎂磚、冷卻段下部為高鋁磚）、陶瓷纖維毯、輕質(zhì)保溫磚（密

12、度1.0gcm3）、輕質(zhì)保溫磚（密度0.6gcm3）、硅鈣板和硅鈣板鋼殼組成。 下圖展示燃燒段區(qū)域耐火襯里的典型截面,點(diǎn)火時(shí)間（h）,耐火材料典型升溫曲線,麥爾茲窯工藝控制和操作 麥爾茲窯工藝控制 工藝計(jì)算 以日產(chǎn)400噸的麥爾茲窯為例：（示例）,煤氣成份（體積百分?jǐn)?shù)）,煤氣消耗量的計(jì)算 以煤氣的發(fā)熱值4.181675kJ/Nm3，石灰單位熱耗4.18890kJ/kg石灰，為計(jì)算依據(jù): 400t/d石灰窯每小時(shí)煤氣平均消耗量為： 400/24（8904.18/16754.18）103=8856Nm3/h 加壓機(jī)流量計(jì)算 Ve=885660/55=9660Nm3/h （每小時(shí)除去5分鐘換向時(shí)間）

13、 選用一臺(tái)6042Nm3/h的羅茨風(fēng)機(jī)，另一臺(tái)調(diào)速后使流量到3620Nm3/h來(lái)保證煤氣用量,（1）燃燒空氣量計(jì)算：CO+1/2O2=CO2 H2+l/2O2=H2O CH4+2O2=CO2+2H2O 為了使煤氣充分燃燒，并考慮安全操作，取空氣過(guò)剩系數(shù)11。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，煤氣量根據(jù)實(shí)際熱值計(jì)算，燃燒空氣量要根據(jù)煤氣的實(shí)際可燃成份和用量來(lái)計(jì)算。 燃燒空氣量=（CO占煤氣中體積數(shù)/2+H2占煤氣中體積數(shù)/2+CH4占煤氣中體積數(shù)2）（煤氣耗量/小時(shí)）（1/氧氣占空氣分?jǐn)?shù)空氣過(guò)剩率） 燃燒空氣量=0,48856（100.21）1,11=18724Nm3.h 考慮到每小時(shí)換向時(shí)間約5分鐘，以環(huán)境溫度25

14、，海拔高度111米修正風(fēng)機(jī)風(fēng)量： Ve=18724（60/55）（1.013/1.000）（298/273）=187241.206=22581m3/h 在實(shí)際操作中，還要根據(jù)大氣溫度修正計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)量。,（2）石灰冷卻空氣量計(jì)算： 冷卻空氣量保持在0.6-0.8標(biāo)米3/千克石灰范圍內(nèi)，操作人員開始可取0.7標(biāo)米3 /千克。 冷卻空氣需量：（0.74001000）/24=11667Nm 3 /h，以環(huán)境溫度25，海拔高度111米，每小時(shí)換向停風(fēng)時(shí)間5分鐘，修正風(fēng)機(jī)冷卻空氣流量： Ve=11667（60/55）（273+25）1.013/2731000=14073m 3 /h 實(shí)際操作時(shí)，根據(jù)環(huán)境溫

15、度和出灰溫度以及煙氣中CO含量來(lái)修正計(jì)算燃燒和石灰 冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)量，出窯石灰溫度80100C。石灰冷卻空氣從底部送入石灰窯。,（3）噴槍冷卻風(fēng)機(jī)2臺(tái)（其中一臺(tái)備用），每臺(tái)流量2742m 3 /h，壓力40kPa左右。噴槍冷卻空氣沿管道上升到石灰窯上部與各噴槍相連。 （4）壓縮空氣流量30Nm 3 /h，壓力04MPa，對(duì)氣囊充氣，定時(shí)開啟氣囊，以很快的速度噴出，完成對(duì)通道積灰的吹掃，一般為一周期輪流開啟一次。,湖南漣鋼冶金材料科技公司 600t的麥爾茲石灰窯,設(shè)定參數(shù)計(jì)算 周期產(chǎn)量：周期石量灼減系數(shù)（kg/cycle） 日周期數(shù)= +1（cycle/day） 燃燒時(shí)間= -換向時(shí)間 （s） 周期

16、燃料流量= （units/cycle） 燃料流量= （funitsh） 燃燒空氣用量= （Nm3/h） 冷卻空氣用量= （Nm3/h） 實(shí)際燃燒空氣尊剩系數(shù)= （ - ） 實(shí)際冷卻空氣系數(shù)= （Nm3/kg石灰）,控制參數(shù) 1、空氣流量及壓力、溫度 （1）過(guò)?？諝庀禂?shù)：1.051.25 （2）冷卻空氣系數(shù)：0.60.8 （3）噴槍冷卻空氣量：2300Nm3/h （4）通道壓力：22kPa，最低為1215kPa。 （5）燃燒空氣壓力：38kPa （6）冷卻空氣壓力：38kPa （7）噴槍冷卻空氣壓力：49kPa （8）通道溫度：（光學(xué)溫度計(jì)）900-1150 （熱電偶溫度計(jì)）800-1050 （

17、9）廢氣溫度：60-100 、除塵入口溫度160 2、液壓部分參數(shù)極限設(shè)定值 （1）系統(tǒng)工作壓力:10MPa （2）系統(tǒng)試驗(yàn)壓力：15MPa （3）油泵油溫最低l0，開始加熱 （4）油泵油溫最高55，冷卻器開始工作。最高限65，泵停止工作,麥爾茲窯麥爾茲石灰窯的設(shè)備 : 麥爾茲窯專用設(shè)備包括PLC系統(tǒng)(一套400PC和七套遠(yuǎn)程控制站)、原料系統(tǒng)(上料小車含卷?yè)P(yáng)機(jī))、加料系統(tǒng)(貯料倉(cāng)、給料機(jī)、皮帶和閥門)、風(fēng)機(jī)(助燃、冷卻、噴槍冷卻羅茨風(fēng)機(jī))、燃料系統(tǒng)(煤氣加壓機(jī)和控制閥門、管道、煤氣排水器等)、窯體設(shè)備(工藝燃燒設(shè)備、窯體、換向設(shè)備、進(jìn)出料設(shè)備、料位控制設(shè)備)、液壓設(shè)備(一套液壓系統(tǒng)和六套控制

18、閥臺(tái))、除塵系統(tǒng)(一套窯頂除塵和一套成品除塵)。,1、原料系統(tǒng) (1)組成：原料倉(cāng)、原料振動(dòng)篩、窯底稱量料倉(cāng)、上料小車、窯頂過(guò)渡料倉(cāng)、廢石皮帶機(jī)(電氣、儀表液壓控制設(shè)備另例)。,原料振動(dòng)篩,(2)窯底稱量料倉(cāng)接受原料振動(dòng)篩過(guò)來(lái)的石料，并由PLC進(jìn)行控制將料加入上料車。 滿足下列條件時(shí)其底部閘板可自動(dòng)開啟： 1.料車“on”打開2.料車down下降3.料車無(wú)料4.稱量料斗滿. 稱量料斗空時(shí)閘板將自動(dòng)關(guān)閉。稱量料斗還有防過(guò)滿的料位開關(guān)。 在處理上料系統(tǒng)問(wèn)題時(shí)對(duì)稱量料斗底部閘板的動(dòng)作要特別慎重，在處理問(wèn)題時(shí)建議將液壓進(jìn)油閥關(guān)閉。,(3)上料小車(如圖)由帶4個(gè)輪子的料斗、鋼絲繩、卷筒、齒輪箱、制動(dòng)器、變頻電機(jī)及編碼器、鋼制件斜橋、9個(gè)限位開關(guān)(超上限位、上限位、待料位、上加減速位、下加減速位、下限位、超下限位、2個(gè)斷繩開關(guān))組成。其作用是將石料運(yùn)送到窯頂過(guò)渡料倉(cāng)，上料小車容積3.5m3, 一次最大能起運(yùn)4噸左右的石灰石,上料卷?yè)P(yáng)由帶4個(gè)輪子的料斗，鋼絲繩，2個(gè)離合器，絞盤，齒輪箱，制動(dòng)器，變頻電機(jī)組成。其作用是將石料運(yùn)送到窯頂過(guò)渡料倉(cāng)。,卷?yè)P(yáng)機(jī)(110K