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回轉窯煅燒活性石灰節能效果和尾部煙氣治理技術的應用

回轉窯煅燒活性石灰節能效果和尾部煙氣治理技術的應用

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【摘要】:
石灰是工業生產中常用的輔料,廣泛用于化工、建材、冶金等行業。而活性石灰主要用于鋼鐵企業的煉鋼生產。近年來,隨著鋼鐵企業產能的不斷擴大,帶動了活性石灰的需求量。我國國內各大鋼鐵企業的煉鋼生產現在基本都采用回轉窯活性石灰,用選礦設備回轉窯煅燒活性石灰已成為活性石灰工業化生產的主流。在能源消耗和原料需求增大的情況下,我們要保證石灰工業的可持續發展,節能減耗成為關鍵問題?! 〗陙黼S著石灰產品和相關產業市
  石灰是工業生產中常用的輔料,廣泛用于化工、建材、冶金等行業。而活性石灰主要用于鋼鐵企業的煉鋼生產。近年來,隨著鋼鐵企業產能的不斷擴大,帶動了活性石灰的需求量。我國國內各大鋼鐵企業的煉鋼生產現在基本都采用回轉窯活性石灰,用選礦設備回轉窯煅燒活性石灰已成為活性石灰工業化生產的主流。在能源消耗和原料需求增大的情況下,我們要保證石灰工業的可持續發展,節能減耗成為關鍵問題。
  近年來隨著石灰產品和相關產業市場的變化,石灰行業發展速度較快,競爭力也在不斷增強。但是由于石灰企業技術與規模良莠不齊,大多數企業生產設備的機械化程度不高,現代化水平低下,生產方式比較落后,隨著工業現代化的推進,其產品已不適應市場需求,加之大多數生產設備不符合節能要求和《工業爐窯大氣污染物排放標準》(國標GB9087-1996),生產過程中產生的可利用排放物沒有回收利用,缺乏科學的產業鏈接體系,產品深加工環節薄弱,從而造成成品率低,原材料利用不高,單位產品能耗居高不下,嚴重影響了行業的健康發展。
  因此,產業升級改造已是大勢所趨,下面以目前廣泛應用活性石灰回轉窯生產工藝為例,針對新型工藝生產實踐過程控制中的節能效果和尾部煙氣治理做一淺顯的分析和說明。
  一、活性石灰生產工藝流程中的節能效果
  1.預熱系統。石灰石從儲倉卸出經電子皮帶秤計量后,由斗式提升機送到預熱器頂的小料倉。本工藝采用先進的LIU型立式預熱器。該預熱器內采用了內部獨特的結構,窯尾熱煙氣進入到預熱器后可以均勻分布在物料的空隙內,物料受熱和下行均勻,熱交換充分。經預熱后的物料溫度達到600℃~800℃,石灰石有20%表面部分分解,由特制的耐高溫喂料機定量喂入窯內。預熱器頂部排放廢氣的溫度一般在200℃左右,預熱器的熱效率高,達到了節能降耗的目的,降低了熱消耗。主要特點是:(1)節能、熱交換效果好,物料受熱均勻;煙氣進入溫度900℃左右,排出200℃左右。(2)排放煙氣無需設立風冷裝置或摻冷風;(3)壓損低,回轉窯與預熱器銜接的風道暢通,通風面積大。(4)物料受熱均勻,因熱交換器的結構獨特,不會產生偏風偏料的現象,物料下落均勻平穩,喂入窯內物料的流量可控性比較好。(5)運行可靠,故障率低。(6)沒有運行部件、沒有液壓推桿、機械設備和耐火材料的使用壽命大大延長。(7)耐火材料品種規格少,在高溫部位的結構部件采用了高檔耐熱鋼材料。(8)比液壓推桿預熱器投資節省40%,無需配多管冷卻器。
  2.石灰燒成系統。預熱后的石灰石從預熱器卸出進入窯內,由窯尾向窯頭方向運動,窯內煅燒溫度由窯尾向窯頭方向幅度為900℃~1200℃~800℃,石灰石在窯內隨窯筒體的旋轉不斷翻滾,達到均勻受熱。主要特點是:(1)回轉窯窯頭筒體上設立擋磚圈和窯口護板結構,窯頭筒體與窯頭罩之間采用魚鱗片式密封?;剞D窯窯尾設立擋料圈,回轉窯窯尾筒體與煙室之間采用魚鱗片式密封。(2)回轉窯窯頭、窯尾采用了高檔耐熱鋼材料和獨特的冷卻保護結構,窯口的澆注料壽命可達3年以上。(3)回轉窯采用直流電機驅動,穩定可靠,無級調速。(4)配備一臺柴油發電機,目的是防止突然停電造成窯彎曲變形損壞。(5)配備一臺輔助傳動電機,便于窯檢修。
  3.冷卻系統。出窯石灰一般溫度為800℃~900℃,本方案采用一臺LIU型豎式冷卻機對石灰冷卻,配置一臺中壓風機,出冷卻器的石灰溫度在80℃左右,熱交換后的風作為二次風全部入窯助燃。主要特點是:(1)通風阻力小,冷卻效果好,卸出料可用皮帶機運輸。(2)熱交換后的熱風全部入窯助燃。(3)結構簡單、可靠,投資省。(4)產生的大塊窯皮通過耐熱鋼格篩與石灰分離。
  4.窯尾除塵系統。窯尾預熱器排放煙氣由一臺耐高溫袋式除塵器除塵,前排風機為一臺高壓風機,后排風機為中壓風機。除塵器收集的粉塵由螺旋輸送機、斗式提升機送到粉塵庫儲存,定期由自卸車送到臨近水泥廠做原料。為便于檢修,窯尾設立了一旁路輔助煙道。
  二、尾氣煙氣治理技術
  通過以上工藝生產過程控制環節產生的主要污染物是石灰粉末、物料煅燒產生的煙塵及粉塵等,其特性是堿性氧化物,有一定的腐蝕性,但總排出量較少,通過JDMC脈沖袋式除塵器進行治理,達標后排放。
  JDMC脈沖袋式除塵器的氣體進化方式為外濾式,含塵氣體由進口處氣流均布裝置均勻進入各單元過濾室。氣流通過阻流加導流型氣流分布裝置的適當導流和自然流向分布,從側面及下部全方面均勻進入袋式,整個過濾室內氣流分布均勻;含塵氣體中的顆粒粉塵在進風道內通過自然沉降分離后直接落入灰斗,其余粉塵在煙氣導流裝置的引導下,隨氣流進入中箱體過濾區,吸附在濾袋外表面。過濾后的清潔氣體透過濾袋經上箱、排風管排出。
  濾袋采用壓縮空氣進行噴吹清灰,清灰機構由氣包、噴吹管和電磁脈沖控制閥等組成。過濾室內每排濾袋出口頂部均配有一根噴吹管,噴吹管下側針對濾袋中心處設有噴吹口,每根噴吹管上均設有一個脈沖閥與壓縮空氣氣包相通。清灰時,電磁閥打開脈沖閥,壓縮空氣經噴口噴向濾袋,與其引射的周圍氣體一起射入濾袋內部,引發濾袋全面抖動并形成由里向外的反吹氣流作用,清除附著在濾袋外表面的粉塵,達到清灰的目的。
  隨著過濾工況的進行,當濾袋表面積塵達到一定量時,由清灰控制裝置差壓按設定程序打開電磁脈沖閥噴吹,壓縮氣體以極短的時間順序通過各個脈沖閥經噴吹管上的噴嘴誘導數倍于噴射量的空氣進入濾袋,形成空氣波,使濾袋由袋口底部產生急劇的膨脹和沖擊振動,造成很強的清灰作用,抖落濾袋上的粉塵。落入灰斗中的粉塵經由輸灰設施集中拉運作為水泥生產配料。
  三、結束語
  回轉窯煅燒活性石灰通過過程精細化控制,產業結構循環使用及設備的優化利用,使燃料消耗量顯著減少,同時也減少了廢氣的排放量。加之采用了脈沖袋式除塵器凈化尾氣,通過實際運行測量,產量提高了約30%,能量節約了約40%,實現了節能環保的要求,同時也為企業創造了很高的經濟效益。

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