【正文】 第三節(jié) 燃料 燃料的種類 依其狀態(tài)，燃料可分為： ⑴ 固體燃料：如煤、焦炭等 ⑵ 液體燃料：如重油。煤油、柴油 ⑶ 氣體然：如液化石油氣、發(fā)生爐煤氣、天然氣，高爐焦爐轉(zhuǎn)爐煤氣。 石灰生產(chǎn)對于燃料有如下要求： ⑴燃料的發(fā)熱量對于窯的產(chǎn)量、熱耗具有很重要的 意義，在煅燒情況下，高熱值的燃料能夠強化煅燒、增加產(chǎn)量、降低熱耗。 ⑵燃燒中的揮發(fā)份的分解溫度比燃點低，在煅燒中，燃料往往還沒進入煅燒區(qū)，揮發(fā)份就在高溫缺氧的予熱區(qū)逸出并被廢氣帶走，所以，豎窯要求燃料中的揮發(fā) 9 份盡可能低。 ⑶燃料中的灰分，對于豎窯來講是全部摻入石灰中。這樣，灰分的波動變化不但影響發(fā)熱量的變化，而且還影響石灰的化學成分。 ⑷燃料的粒度，要盡可能在要求范圍內(nèi)與石灰石數(shù)量相匹配，若粒度過大或過小，甚至粉末過多，都將直接影響正常生產(chǎn)。 ⑸燃料中的水份過多，將影響到配料的準確性，并將使得燃料消 耗量增加。 焦炭理化性能 ⑴固定碳和灰份 固定碳的高低主要影響來自灰分，其它成份含量少而且穩(wěn)定，固定炭簡易計算為C 固 =100— （灰分 +揮發(fā)份 +S） % ⑵ S、 P 焦炭中的 S多以硫化物、硫酸鹽、有機硫三種形式存在。豎爐煅燒過程中，焦炭燃燒產(chǎn)生的 SO2 會與 CaO結(jié)合，以亞硫酸鹽或硫酸鹽形式附著于石灰表面。石灰中的硫主要來自焦炭。 焦炭中的磷一般含量很少。 ⑶揮發(fā)份 主要是 C、 H、 O 及少量的 S、 N，其含量的高低表明了焦炭的生熟程度，不一般為 ～ %，含量多，則生焦多，強度差。 ⑷水份 焦炭附著水在燃燒過 程中揮發(fā)要消耗部分熱量，同時因為水分的不穩(wěn)定也會影響實際入爐的固定炭的不穩(wěn)定，生產(chǎn)實踐中要求水分盡可能穩(wěn)定。 ⑸粒度 在以焦炭為燃料的石灰生產(chǎn)中，焦炭的粒徑?jīng)Q定燒成帶的高度，煅燒帶的長度與 10 風速無關，與焦炭的粒徑成正比，與焦炭的混合比成反比，粒度要求整齊一致，理由是：①是為石灰石與焦炭不分離；②是以燃料的燃燒時間和石灰石的分解時間相平衡。 第四節(jié) 焦比及風量的確定 焦比的設定必須依據(jù)石灰石的分解熱、豎爐的熱效率、煅燒環(huán)境、外部環(huán)境和焦炭的質(zhì)量而確定。熱效率是指石灰石的分解熱與投入爐 內(nèi)單位焦炭總發(fā)熱量的總和的比值。其大小與諸多因素有關，受爐壁攜帶熱、焦炭不完全燃燒的熱損失、未燃炭素的熱損失、廢氣攜帶熱等大小的限制。豎爐的熱效率為 65~85%。 ⑴理論空氣量的計算 假定計算中的氣體均為標準狀態(tài)，焦炭完全燃燒則有： C + O2 = CO2 12 32 44 1 χ 1mol 的炭完全燃燒需 1mol的 O2 ， 1mol的氧氣為 ，氧氣在空氣中所占的體積為 21%， 1mol的 氧氣重量為 32克，那么 1kg 炭完全燃燒需空氣量為： 1000/12179。 ⑵空氣過剩系數(shù) 實際生產(chǎn)中，為保證燃料完全燃燒，僅用理論空氣量是不夠的，這是由于燃料的可燃分與空氣中的氧氣瞬間完全接觸是困難的，必須給予一定的過?？諝饬俊Ｒ话銇碚f，若過剩量增加，熱損失增大。所以除特殊情況外，必須竭力做到盡可能減少過剩量而達到完全燃燒。 11 ⑶實際空氣量 設實際空氣量為 Ln，則 Ln=nLo（ n為空氣過剩系數(shù)， Lo 為理論空氣量）。則實際風量 Q=每小時投焦量※（ 1— 水份）※ C 固 %※ ※空氣過剩系 數(shù)。由于爐內(nèi)溫度 由單位時間投入爐內(nèi)的燃料量及供風量決定的，空氣過剩系數(shù)越大，燃燒溫度越低，熱損越嚴重。在風量調(diào)整時，供風量不得超過實際計算空氣量的 15%。 、焦比的調(diào)整 空氣量一旦確定，不要隨意更改。生產(chǎn)量調(diào)整時，風量相應變動，爐況惡化時，風量也要根據(jù)情況設定，焦比調(diào)整后，風量相應調(diào)整。但要注意，在焦比調(diào)整后的第一批料將要到煅燒帶時，再開始改變風量，以免引起燒成帶移動。焦比受季節(jié)、天氣的影響，冬季氣溫低，焦比要稍高，必須根據(jù)水分變化而適當調(diào)整焦比。一般而言，點火開爐轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)后，爐況調(diào)整處于微 調(diào)狀態(tài)，焦比不宜過分變動，調(diào)整幅度也不宜過大。 第五節(jié) 豎爐的煅燒 、原料的混配 燃料、原料的混勻?qū)ιa(chǎn)起著決定性的作用。一般要求在皮帶上石灰石、焦炭不同步誤差不大于 1米。只有做到混配均勻，物料在料面上均勻分布，才能不致出現(xiàn)燃料過于集中，熱量分布不均，使操作混亂。 料面的穩(wěn)定對于保持生產(chǎn)的穩(wěn)定，具有很重要的意義。如果料面不穩(wěn)定，或形狀異常，則燒成帶也不穩(wěn)定，最終影響產(chǎn)量和質(zhì)量。 有關料面波動的算： 混合料比重 1500kg/m3 豎爐的斷面積 = 12 每斗料的厚度 1080/料面過高或過低，對生產(chǎn)都會產(chǎn)生不利的影響。正常料面應呈?駝峰?狀，且同一圓周上不同點高度差不大于 300mm。 每次排灰量與排時間，要與煅燒帶工業(yè)生產(chǎn)成速度相適應，保證煅燒帶穩(wěn)定。每次排灰速度過小，排灰時間過長，三段閥動作時間就過長，供風泄漏率將加大，不利于煅燒帶的穩(wěn)定。每次排灰時間過短，排灰速度過大，三段閥易卡料，關閉不嚴，供風泄漏率將加大。每月應對圓盤正反轉(zhuǎn)調(diào)整一次。 ⑴預熱帶 預熱帶是從下往上的高溫氣體和裝入的物料進行熱交換的部分，在此帶，燃料干燥，揮發(fā)干餾，石灰石逐步升溫，水分被蒸發(fā)，物料被預熱到分解溫度。石灰石燒成的單位熱耗的高低與預熱的好壞有很大關系，也就是說盡可能減少煅燒帶與預熱帶交界處的氣體溫度與石灰溫度差，就能降低熱耗。 ⑵煅燒帶 煅燒帶是對在預熱帶被加熱了的石灰石脫碳酸的區(qū)域，是爐內(nèi)最重要的部分。是燃料用下而上的空氣燃燒，也是石灰石受熱分解的地方，即在煅燒帶同時發(fā)生下列兩個化學反應： a) C + O2 = CO2 + 7934 kcal/kg 無水無灰焦炭 b) CaCO3 = CaO + CO2 — 425kcal/kg純石灰石 在普通的石豎爐中，與發(fā)生 a)反應相比，發(fā)生 b)的反應位置稍偏上。在以生 a)的反應也稱氧化帶，發(fā)生 b)的反應稱為脫碳酸帶。在氧化帶的上方，從下部來的空氣在氧化帶被消耗掉，而由于高溫焦炭的存在，故發(fā)生一氧化碳反應。因此， 13 有人把這部分叫做還原帶。 ⑶冷卻帶 豎爐的冷卻帶，是自煅燒帶下部延伸的區(qū)段，一般在冷卻帶要達到三個目的：。 ?生核?在冷卻帶上部進行分解。 。 盡 管 煅燒帶是三個帶中最重要的，但在實際生產(chǎn)中，無法直接及時地進行控制，但其變化將影響到預熱帶和冷卻帶，平時應密切注意頂溫與灰溫的變化。 ⑷窯壁效應 石灰石和燃料的粒度發(fā)生變動，加料時，較大粒度分布于邊緣、周圍，小塊則在窯中心。在這種情況下，燃燒主要是在窯身的周圍，這樣伴隨而來的就是窯襯局部過熱并提早損壞。所以，粒度的波動，就不能保持燃燒過程的均勻，而均勻地燃燒是使燃料生成的熱能以很好利用的主要條件。只有氣體 在窯的整個截面燃燒速度相等，窯身的燃燒過程才可能均勻。窯壁附近的氣流經(jīng)常較中間的大，甚至高出 30～ 70%窯中心的氣流速度，這種現(xiàn)象叫做?窯壁效應?。 ⑸窯氣中的成份 正常生產(chǎn)中，窯氣中的 CO235～ %； %～ %； ～ %。 另外，窯氣中還有 N和 CH。隨窯氣排出的氣體中夾雜的粉塵中含有 CaO、 Fe2OMgO、 SiO Al2O3和 C 等成份。窯氣中 CO2的變化主要表示燃料燃燒程度和 CaCO3的分解程度。 CO 則與燃料的完全燃料程度有關。在正常生產(chǎn)中， CO 的含量變化直 接反映石灰的燒成熱耗和質(zhì)量。 CO含量高則表示燃料的燃燒不完全的程度大，熱耗增加，同時窯內(nèi)的還原氣氛重，影響 CaCO3的正常分解，石灰的質(zhì)量降低。O2則反映送入窯內(nèi)的空氣量。 CH則表表示燃料中揮發(fā) 14 物的含量， CH 在窯氣中的含量極少的，約在 %左右，一般視做常數(shù)，不做控制。 生燒將使窯氣中的 CO含量減少，因生燒的原因是燃料量的不足、窯內(nèi)的空氣過多等，都將使 CaCO3分解不充分而殘留部分較多。過燒，也將使 CO含降低。這是由于 CaO 與 SiO Al2O Fe2O生成復雜的化合物，而使 CO含量下降 。生成復雜化全物的反應： SiO2＋ XCO2＝ XCaO178。 SiO2硅酸鈣鹽 Al2O3＋ XCO＝ XCaO178。 Al2O3鋁酸鈣鹽 Fe2O3＋ XCO＝ XCaO178。 Fe2O3鐵酸鈣鹽 豎窯的供風系統(tǒng)由羅茨風機、供風管道、集風箱、風帽、流量測量儀、壓力測量儀等組成。在豎爐內(nèi)，氣流穿過石灰石填充層的空隙而上升，氣流與物料相向運動，氣流層紊亂，其傳熱速度快，熱效率較其它爐型高?？諝庥闪_茨風機的過濾網(wǎng)進入羅茨風機，經(jīng)供風管進入集風箱，在集風箱內(nèi)經(jīng)過減壓，由三個供風管均勻地送入風帽。在風帽的上部有一個較大的環(huán)流帶。正 常情況下，此環(huán)流不會對爐況造成影響，當?shù)撞柯╋L時，此環(huán)流對爐況的影響特別顯著。平時應經(jīng)常檢查底部漏風情況。 200m3 豎爐爐襯共分四層，由內(nèi)到外分別是：高鋁磚、粘土質(zhì)隔熱耐火磚、硅酸鋁耐火纖維、巖棉。豎爐爐襯壽命大約 3~5 年。 、風壓測量及管理 豎爐各部溫度的檢測，均采用熱電偶，共 20個檢測點，分別是：頂溫 1個，廢氣溫度 2 個，爐身共分四層，共 16 個，灰溫 1個。 15 除爐身溫度采用間接 測量外 ，其余全部采用直接測量，爐身熱電偶與爐內(nèi)物料相隔一層耐火磚，如果熱電偶與爐內(nèi)物料直接 接觸，則經(jīng)過一段時間后，易造成熱電偶探頭損傷。因此，隔一層耐火磚，所測量的是某一局部區(qū)域溫度。檢測出的溫度變化與爐膛內(nèi)的實際溫度變化存在一個時間上滯后現(xiàn)象。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，熱電偶所反應出的溫度與實際值相差約 400℃。 排灰溫度 和 頂溫是日常操作中應當嚴加注意的兩個重要溫度參數(shù)。溫度實時折線直觀地反映出各點當溫度的情況，把不同時間的實時折線相比較，可以看出各點溫度的變化趨勢。 風壓共有五個檢測點： ， ， ， 壓力， 。所檢測出的壓力值都是相對于大氣壓力。風壓隨風量大 小不同所要求的范圍也有所不同。進風口壓力、集風箱壓力與排灰壓力之間的差值的大小，能反應出爐底漏風的情況。 第六節(jié) 爐內(nèi)狀況及處理 作為進入爐的空氣以連續(xù)為好，它能促進并保持燃料燃燒的持續(xù)性，保證爐內(nèi)溫度 的相對穩(wěn)定。但因設備事故以及停電等因素的影響，在不得不停的情況下，應根據(jù)停車時間的不同而進行壓料。壓料一般在停車前進行，能有效的防止熱的散失。但因突然停電或其它設備原因停車，不能提前壓料的情況下，可在開車后壓料。 偏燒是豎爐煅燒石灰過程中經(jīng)常出 現(xiàn)的現(xiàn)象，對質(zhì)量的危害也最大，也不易調(diào)整。 原因： ⑴石灰石與焦炭分布不均，特別是石灰石與焦炭粒度相差太大時，易發(fā)生類 聚 的 16 情況。 ⑵爐內(nèi)下料不均，因爐內(nèi)結(jié)瘤，瘤塊粘附于爐壁之上或脫后下落緩慢，在瘤上方形成粉灰、粉 末 量較大、透氣性極差的料柱，進而氣流偏行。 ⑶送風管局部堵塞，造成送風不均。 ⑷出灰小刮刀位置變動，造成出灰不均。 措施：⑴視情況適當增加焦比，檢查燃料狀況，杜絕碎煤入爐。 ⑵檢查集風箱與風帽之間相聯(lián)的管道，看是否有異物或灰塊阻塞。 ⑶打開爐門，檢查小刮刀位置，將小刮刀調(diào)整到 原來的位置。 原因：⑴風量過大。 ⑵焦炭粒度偏小，焦 末 多。 措施：⑴適當增加焦比。 ⑵逐步減小風量。 ⑶檢查焦炭粒度及焦炭篩分，及時清理焦炭篩篩孔。 原因：⑴風量偏小。 ⑵焦炭粒度偏大。 ⑶羅茨風機過濾網(wǎng)阻塞，加不上風。 措施：⑴適當增加焦比。 ⑵逐步增大風量。 ⑶清理或更換過濾網(wǎng)。 ⑷挑選合格焦炭入爐。 、下延伸 17 原因：⑴燃料粒徑差太大 ，大小粒度均多。 ⑵底部漏風，破壞環(huán)流的形狀，企圖通過加大風量來彌補底部漏風，消除煅燒帶拉長的措施是行不通的。 措施：⑴上合格焦炭。 ⑵改善爐底密封。 ⑶增大風量。 ⑷適當增加焦比。 預防 ⑴結(jié)瘤的原因：主要原因是大量雜質(zhì)與石灰發(fā)生次生反應的結(jié)果。入爐雜質(zhì)的主要來源，一是焦炭中的灰份，二是石灰石中夾帶的雜質(zhì)。盡管石灰石經(jīng)水洗后，表面的雜質(zhì)諸如泥土已被清除，但內(nèi)部雜質(zhì)或純粹的雜石無法去除。 熔瘤的主要成分還是氧化鈣，由于雜質(zhì) SiO FeO等的存在其 本身或其它雜質(zhì)與氧化鈣的相互作用，而產(chǎn)生的一種低熔點帶粘性的化合物，將狀石灰相互粘在一起，并滲透在氧化鈣的晶粒間，而使得硬度增加，結(jié)構緊密而不易消化。 ⑵ 結(jié)瘤的 預防 應當選擇灰分較低的焦炭；改善入爐石灰石的質(zhì)量，盡量去除石灰石中的碎料及粉料，做到精料入爐；定期加鹽，在高溫下， Clˉ與 Fe3+ 結(jié)合形成 FeCl3 以蒸氣的形式隨廢氣排出爐外，大大減少了 4CaO178。 Al2O3178。 Fe2O3 的形成；定期活動煅燒帶，能使壁瘤不致過分長大。