[科普中國(guó)]-有效石灰

有效控制石灰窯取灰溫度。

石灰窯的熱效率一般為75%~80%，主要熱損失包括窯氣、石灰?guī)С鰺崃浚剂喜煌耆紵龘p失熱量以及窯體的散熱損失等。其中，石灰窯耐火磚和保溫層隨著石灰窯建成投產(chǎn)后長(zhǎng)期穩(wěn)定存在，降低窯壁熱損失雖潛力巨大，但屬剛性熱損失，幾無(wú)挖掘的空間；物料的水分、焦炭品質(zhì)、塊度一定程度受困于市場(chǎng)和采供影響，從操作上提高其燃燒質(zhì)量，減少機(jī)械和化學(xué)不完全燃燒潛力也有限，因此在生產(chǎn)中提高石灰窯熱效率、節(jié)約燃料消耗主要是從降低石灰窯出氣溫度和取灰溫度，減少物料帶出的熱損失著手做工作。

取灰溫度石灰窯取灰操作是指在一個(gè)循環(huán)上料周期中，相對(duì)應(yīng)須要卸出生石灰的過(guò)程，為保證窯內(nèi)物料平衡，相應(yīng)需要取出相當(dāng)數(shù)量的生石灰，從而實(shí)現(xiàn)物料平衡。有效控制取灰溫度，保持石灰窯工況的持久穩(wěn)定，是企業(yè)落實(shí)精益生產(chǎn)，提高精細(xì)化操作水平的體現(xiàn)；也是降低純堿產(chǎn)品綜合能耗，增加企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的需要；更是有效保障窯下附屬設(shè)備安全、長(zhǎng)久運(yùn)行，營(yíng)造出安康、舒適操作環(huán)境的要求。

為此，找出灰溫的影響癥結(jié)，適時(shí)合理地加以調(diào)整糾偏，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1

影響因素石灰石理化指標(biāo)1、塊度

石灰石煅燒的速度取決于石灰石的塊度與其表面所接觸的溫度。但在一定溫度下，分解界面移動(dòng)速度是一定的，煅燒速度則取決于石灰石的塊度大小。一方面，粒度過(guò)大，物料比表面積減小，吸熱能力變差，煅燒速度較慢，不容易燒透，這樣燃料燃燒釋放的熱量在較短時(shí)間內(nèi)無(wú)法被充分吸收用于碳酸鈣的分解，而隨著物料進(jìn)入冷卻區(qū)后，多余熱量只能傳導(dǎo)到生燒的石灰上，直接體現(xiàn)為取灰

溫度的驟升；特別是較大塊物料進(jìn)入窯內(nèi)，料層中可能會(huì)產(chǎn)生局部空腔，對(duì)氣流的均勻分布極為不利，甚至?xí)斐赡承┚植繗饬鬟^(guò)多產(chǎn)生“齜火”現(xiàn)象，一定程度上也加劇了灰溫的異常波動(dòng)。另一方面，物料塊度過(guò)小、篩分不充分、泥沙含量超標(biāo)、大量細(xì)碎返石的集中回收利用等，一定程度上都會(huì)造成窯況異常、通風(fēng)分布不良、灰溫升高。

因此，為避免石灰石塊度給取灰溫度帶來(lái)不利影響，要求在一定煅燒工況下，應(yīng)該盡量將大、小塊石灰石遴選分類后分別進(jìn)窯煅燒，如條件不具備，也應(yīng)盡可能降低大小石塊粒徑的差別。

2、抗壓強(qiáng)度

石灰石抗壓強(qiáng)度，是指在沒(méi)有側(cè)束狀態(tài)下所能承受的最大壓力值，換言之，它指把石灰石加壓至破裂所需要的應(yīng)力。石灰石巖層主要是由方解石礦物組成的碳酸鹽巖，其抗壓強(qiáng)度可分兩個(gè)層理測(cè)試得到，垂直層理方向一般可達(dá)60~140MPa，平行層理方向一般達(dá)70~120MPa。

較低強(qiáng)度石灰石因其強(qiáng)度不夠，在煅燒過(guò)程中，石灰石受熱爆裂破碎，生石灰產(chǎn)品出現(xiàn)嚴(yán)重粉化、碎化現(xiàn)象，而石灰窯的送風(fēng)阻力在很大程度上決定于窯內(nèi)粉末化、細(xì)碎化物料的多少。

焦炭的理化指標(biāo)1、塊度

不難理解，倘若焦炭的塊度過(guò)大，則其來(lái)不及在煅燒區(qū)內(nèi)完全燃燒就直接轉(zhuǎn)移到冷卻區(qū)，造成“煅燒區(qū)下移”，物料來(lái)不及冷卻即被取出，嚴(yán)重時(shí)取灰?guī)Щ?、出“紅灰”，未完全燃燒的焦 炭隨生石灰一起出窯，不但大大增加了出料溫度，也造成了焦炭等物料的浪費(fèi)。

焦炭的塊度應(yīng)使其燃燒時(shí)間與石灰石的煅燒時(shí)間相匹配，而在生產(chǎn)負(fù)荷不變的情況下，石灰石的煅燒時(shí)間主要取決于石灰石的塊度，因此石灰石的塊度較小，焦炭的塊度也應(yīng)較小，反之，石灰石的塊度較大，焦炭的塊度也應(yīng)隨之調(diào)大。

分析數(shù)據(jù)，為使石灰窯能夠長(zhǎng)周期穩(wěn)定生產(chǎn)，焦炭的塊度一般控制在20~60mm為佳。

2、固定碳

首先，為保證石灰石和焦炭充分混合均勻進(jìn)窯，要求石灰石和焦炭塊數(shù)之比應(yīng)控制在理想水平（1:1），若使用較高固定碳焦炭（大于85%），因焦炭配比的減少，勢(shì)必影響物料混合的均勻性；倘遇布料不好，熱量局部集中釋放，極易造成石灰窯結(jié)瘤、灰溫異常等現(xiàn)象。

其次，我們知道進(jìn)窯石灰石正常分解溫度控制在1050~1300℃，若使用焦炭固定碳偏高，必然會(huì)加快耐火磚的損壞速度，特別是老窯，更不利于灰溫的控制。

為此，純堿廠石灰窯生產(chǎn)一般普遍使用固定碳為80%左右的三級(jí)焦或白煤，幾無(wú)使用一、二級(jí)焦。

3、揮發(fā)分

焦炭中的有機(jī)物質(zhì)受熱分解出一部分的液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物占焦樣質(zhì)量的比例簡(jiǎn)稱為揮發(fā)分。因揮發(fā)分逸出后焦炭的孔隙增多，焦炭與氧氣接觸面積大大增加，焦炭燃燒的速度、強(qiáng)度均隨之提高。因此，焦炭的揮發(fā)分是決定其燃燒速度和燃燒難易程度的重要指標(biāo)。

揮發(fā)分較高時(shí)，焦炭燃燒強(qiáng)度大、燃燒時(shí)間短、熱量釋放集中，生產(chǎn)中極可能造成在預(yù)熱區(qū)即大部分燃燒，進(jìn)入煅燒區(qū)已經(jīng)燃燒殆盡，造成窯頂溫高、石灰石生燒，直接影響灰溫的控制；反之，揮發(fā)分較低時(shí)，其燃燒緩慢、燃燒時(shí)間長(zhǎng)、熱量釋放遲緩，可能隨著物料下移進(jìn)入冷卻區(qū)，燃燒過(guò)程仍未結(jié)束，同樣造成取灰溫度的異常升高。

因此，根據(jù)石灰窯生產(chǎn)特點(diǎn)和要求，一般要求焦炭揮發(fā)分控制2%左右。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學(xué)