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回转窑煅烧活性石灰节能效果和尾部烟气治理技

  石灰是工业生产中常用的辅料,广泛用于化工、建材、冶金等行业。而活性石灰主要用于钢铁企业的炼钢生产。近年来,随着钢铁企业产能的不断扩大,带动了活性石灰的需求量。我国国内各大钢铁企业的炼钢生产现在基本都采用回转窑活性石灰,用选矿设备回转窑煅烧活性石灰已成为活性石灰工业化生产的主流。在能源消耗和原料需求增大的情况下,我们要保证石灰工业的可持续发展,节能减耗成为关键问题。
 
  近年来随着石灰产品和相关产业市场的变化,石灰行业发展速度较快,竞争力也在不断增强。但是由于石灰企业技术与规模良莠不齐,大多数企业生产设备的机械化程度不高,现代化水平低下,生产方式比较落后,随着工业现代化的推进,其产品已不适应市场需求,加之大多数生产设备不符合节能要求和《工业炉窑大气污染物排放标准》(国标GB9087-1996),生产过程中产生的可利用排放物没有回收利用,缺乏科学的产业链接体系,产品深加工环节薄弱,从而造成成品率低,原材料利用不高,单位产品能耗居高不下,严重影响了行业的健康发展。
 
  因此,产业升级改造已是大势所趋,下面以目前广泛应用活性石灰回转窑生产工艺为例,针对新型工艺生产实践过程控制中的节能效果和尾部烟气治理做一浅显的分析和说明。
 
  一、活性石灰生产工艺流程中的节能效果
 
  1.预热系统。石灰石从储仓卸出经电子皮带秤计量后,由斗式提升机送到预热器顶的小料仓。本工艺采用先进的LIU型立式预热器。该预热器内采用了内部独特的结构,窑尾热烟气进入到预热器后可以均匀分布在物料的空隙内,物料受热和下行均匀,热交换充分。经预热后的物料温度达到600℃~800℃,石灰石有20%表面部分分解,由特制的耐高温喂料机定量喂入窑内。预热器顶部排放废气的温度一般在200℃左右,预热器的热效率高,达到了节能降耗的目的,降低了热消耗。主要特点是:(1)节能、热交换效果好,物料受热均匀;烟气进入温度900℃左右,排出200℃左右。(2)排放烟气无需设立风冷装置或掺冷风;(3)压损低,回转窑与预热器衔接的风道畅通,通风面积大。(4)物料受热均匀,因热交换器的结构独特,不会产生偏风偏料的现象,物料下落均匀平稳,喂入窑内物料的流量可控性比较好。(5)运行可靠,故障率低。(6)没有运行部件、没有液压推杆、机械设备和耐火材料的使用寿命大大延长。(7)耐火材料品种规格少,在高温部位的结构部件采用了高档耐热钢材料。(8)比液压推杆预热器投资节省40%,无需配多管冷却器。
 
  2.石灰烧成系统。预热后的石灰石从预热器卸出进入窑内,由窑尾向窑头方向运动,窑内煅烧温度由窑尾向窑头方向幅度为900℃~1200℃~800℃,石灰石在窑内随窑筒体的旋转不断翻滚,达到均匀受热。主要特点是:(1)回转窑窑头筒体上设立挡砖圈和窑口护板结构,窑头筒体与窑头罩之间采用鱼鳞片式密封。回转窑窑尾设立挡料圈,回转窑窑尾筒体与烟室之间采用鱼鳞片式密封。(2)回转窑窑头、窑尾采用了高档耐热钢材料和独特的冷却保护结构,窑口的浇注料寿命可达3年以上。(3)回转窑采用直流电机驱动,稳定可靠,无级调速。(4)配备一台柴油发电机,目的是防止突然停电造成窑弯曲变形损坏。(5)配备一台辅助传动电机,便于窑检修。
 
  3.冷却系统。出窑石灰一般温度为800℃~900℃,本方案采用一台LIU型竖式冷却机对石灰冷却,配置一台中压风机,出冷却器的石灰温度在80℃左右,热交换后的风作为二次风全部入窑助燃。主要特点是:(1)通风阻力小,冷却效果好,卸出料可用皮带机运输。(2)热交换后的热风全部入窑助燃。(3)结构简单、可靠,投资省。(4)产生的大块窑皮通过耐热钢格筛与石灰分离。
 
  4.窑尾除尘系统。窑尾预热器排放烟气由一台耐高温袋式除尘器除尘,前排风机为一台高压风机,后排风机为中压风机。除尘器收集的粉尘由螺旋输送机、斗式提升机送到粉尘库储存,定期由自卸车送到临近水泥厂做原料。为便于检修,窑尾设立了一旁路辅助烟道。
 
  二、尾气烟气治理技术
 
  通过以上工艺生产过程控制环节产生的主要污染物是石灰粉末、物料煅烧产生的烟尘及粉尘等,其特性是碱性氧化物,有一定的腐蚀性,但总排出量较少,通过JDMC脉冲袋式除尘器进行治理,达标后排放。
 
  JDMC脉冲袋式除尘器的气体进化方式为外滤式,含尘气体由进口处气流均布装置均匀进入各单元过滤室。气流通过阻流加导流型气流分布装置的适当导流和自然流向分布,从侧面及下部全方面均匀进入袋式,整个过滤室内气流分布均匀;含尘气体中的颗粒粉尘在进风道内通过自然沉降分离后直接落入灰斗,其余粉尘在烟气导流装置的引导下,随气流进入中箱体过滤区,吸附在滤袋外表面。过滤后的清洁气体透过滤袋经上箱、排风管排出。
 
  滤袋采用压缩空气进行喷吹清灰,清灰机构由气包、喷吹管和电磁脉冲控制阀等组成。过滤室内每排滤袋出口顶部均配有一根喷吹管,喷吹管下侧针对滤袋中心处设有喷吹口,每根喷吹管上均设有一个脉冲阀与压缩空气气包相通。清灰时,电磁阀打开脉冲阀,压缩空气经喷口喷向滤袋,与其引射的周围气体一起射入滤袋内部,引发滤袋全面抖动并形成由里向外的反吹气流作用,清除附着在滤袋外表面的粉尘,达到清灰的目的。
 
  随着过滤工况的进行,当滤袋表面积尘达到一定量时,由清灰控制装置差压按设定程序打开电磁脉冲阀喷吹,压缩气体以极短的时间顺序通过各个脉冲阀经喷吹管上的喷嘴诱导数倍于喷射量的空气进入滤袋,形成空气波,使滤袋由袋口底部产生急剧的膨胀和冲击振动,造成很强的清灰作用,抖落滤袋上的粉尘。落入灰斗中的粉尘经由输灰设施集中拉运作为水泥生产配料。
 
  三、结束语
 
  回转窑煅烧活性石灰通过过程精细化控制,产业结构循环使用及设备的优化利用,使燃料消耗量显着减少,同时也减少了废气的排放量。加之采用了脉冲袋式除尘器净化尾气,通过实际运行测量,产量提高了约30%,能量节约了约40%,实现了节能环保的要求,同时也为企业创造了很高的经济效益。

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