【正文】 氣之后 ,與窯頂廢氣匯合。下吸氣梁與燃燒梁同樣是采用導(dǎo)熱油冷卻保護(hù)的。這樣，在下層燃燒梁和下吸氣氣梁之間，形成了一個(gè)有足夠高度的后置煅燒帶。在后置煅燒帶內(nèi)溫度很高（約 9501100176。 C），但無壓力變化以及 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 4 頁 共 29 頁 氣流干擾，由煅燒帶向下運(yùn)行的石灰，其核心未分解部分可進(jìn)一步分解，使石灰生燒率大大降低，活性度提高。由于該系統(tǒng)只有一次助燃空氣參加燃燒，并使所有燃?xì)庠谌紵焊鳠炜谔師M。這樣會(huì)使燃燒梁燒嘴口處達(dá)到溫度（ 2300176。 C），很容易使其附近石料出現(xiàn)過燒現(xiàn)象；燃燒梁常常因氧化燒蝕漏油而失效，故“三路壓力系統(tǒng)”的燃燒梁使用壽命較短。 二路壓力系統(tǒng) ： 所謂“二路壓力系統(tǒng)”就是在窯底部設(shè)置冷風(fēng)管并通入冷空氣，也被稱作二次助燃空氣（約占助燃空氣總量的 50~60%），二次助燃空氣冷卻石灰并逐漸被加熱升至煅 燒帶與該處的燃?xì)鈪R合參加燃燒。另外在煅燒帶中燃燒梁噴射部分燃?xì)馀c一次助燃空氣（經(jīng)窯頂廢氣熱交換后的助燃空氣，約占助燃空氣總量的 40~50%）混合并在遠(yuǎn)離燃燒梁的石料的縫隙中燃燒，在上下兩層燃燒梁之間形成 1050~1150176。 C的煅燒帶，該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是石灰不易過燒，結(jié)構(gòu)簡單耐用，燃燒梁壽命要比“三路壓力系統(tǒng)”中的要長些。由于沒有后置煅燒帶，故其石灰生燒率較高。石灰品質(zhì)較采用“三路壓力系統(tǒng)”的要差許多。 對比現(xiàn)有三路或兩路壓力工藝系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與不足，對三路壓力系統(tǒng)煅燒工藝及燃燒梁進(jìn)行了一些的改進(jìn)。 在改進(jìn)中保留了三 路壓力系統(tǒng)的后置煅燒帶，又吸納了兩路壓力系統(tǒng)分散燃燒的方式。此改進(jìn)是通過新型燃燒梁來實(shí)現(xiàn)的，該梁上部兩側(cè)及底部設(shè)有組合燒嘴，上部燒嘴口有過量燃?xì)庀蜻h(yuǎn)處擴(kuò)散，此處燒嘴口空間設(shè)定溫度為 1800~1900186。C；下部燒嘴口空氣過量該處燒嘴口設(shè)定溫度為 950~1150186。C，被加熱的空氣也離開燃燒梁與上部的過量燃?xì)庠诟魈幨峡p隙中混合、彌漫燃燒。燃燒梁上部燒嘴口溫度設(shè)計(jì)定值較原三路壓力系統(tǒng)的燃燒梁降低 400 186。C，以避免燃燒梁燒損和燒嘴口附近石灰的過燒。另外，新型燃燒梁還采用航天熱障抗氧化陶瓷技術(shù)，并使用高鎳耐熱合金材 料，其平均使用壽命較兩路或三路壓力系統(tǒng)燃燒梁分別提高 8~10倍以上。石灰品質(zhì)要優(yōu)于上述二者。 1． 3 梁式豎窯的優(yōu)點(diǎn) 雙梁式石灰窯是一種結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，皮實(shí)耐用的現(xiàn)代石灰窯種，也是目前使用較多的石灰窯型之一，由意大利引入我國。這種窯的性能參數(shù)，諸如生過燒率、活性度、能耗均優(yōu)于當(dāng)時(shí)國內(nèi)其他種類的豎窯。 目前國內(nèi)的多個(gè)專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)在為客戶建造這種類型的石灰窯。可以說該種窯型是成熟的，也是用戶的首選窯型之一。但在消化國外先進(jìn)技術(shù)的過程中，由于國內(nèi)有關(guān)企 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 5 頁 共 29 頁 業(yè)的技術(shù)水平、工藝能力以及生產(chǎn)理念所限，使得建造的該型窯存 在如下問題：該窯的核心部件（燃燒梁）壽命過低，嚴(yán)重影響了石灰產(chǎn)量；石灰的生過燒率過高，往往不能使用戶滿意。 現(xiàn)在針對以上問題，從熱工工藝、燃燒梁的結(jié)構(gòu)及材料上進(jìn)行改進(jìn)。在燃燒梁的設(shè)計(jì)、制造工藝上，經(jīng)過調(diào)查分析，借鑒一些高科技工藝措施，如采用高鎳耐熱合金鋼、航天部門使用的熱障陶瓷以及新開發(fā)的煅燒工藝。通過對新開發(fā)的燃燒梁的試驗(yàn)表明，其整體壽命、耐氧化、抗燒蝕等性能均優(yōu)于國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品，并已獲得了產(chǎn)品專利。使用新型燃燒梁的石灰窯，可大大減少窯體的維護(hù)次數(shù)，延長了窯體的維護(hù)周期。 雙梁式石灰窯主要技術(shù)特點(diǎn) （ 1） 生產(chǎn)規(guī)模 100～ 600t/d圓型窯或矩型窯。 （ 2） 窯操作彈性大，從 50～ 110%任意調(diào)節(jié)，均能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)，而且不影響石灰質(zhì)量和消耗指標(biāo)。 （ 3） 適用多種燃料：天然氣、煤粉、焦?fàn)t煤氣、混合煤氣、高爐煤氣（熱值≥800kcal/m3）或煤粉與煤氣的混合燃料。 （ 4） .熱耗低，熱能利用合理，二次空氣通過冷卻石灰預(yù)熱，一次空氣通過預(yù)熱器預(yù)熱進(jìn)入燃燒梁，燃料完全燃燒，熱值充分利用。 （ 5） 采用低熱值燃料，空氣、煤氣雙預(yù)熱；采用高熱值燃料，只預(yù)熱空氣。 （ 6） 燃用低熱值燃料時(shí)，除保留原窯型雙層燒咀梁外，還 設(shè)置了周邊燃燒系統(tǒng)，還可以采用三層燃燒梁使煅燒截面更加合理。 （ 7） 采用全新的煅燒工藝和技術(shù)，較傳統(tǒng)煅燒工藝系統(tǒng)更加合理、優(yōu)化，特別適合高熱值燃?xì)?，使石灰品質(zhì)以及燃燒梁壽命得以同時(shí)保證。 （ 8） 采取分別對燃?xì)鉄嶂导傲髁繉?shí)施檢測，并以此檢測數(shù)據(jù)為依據(jù)對窯體各系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行控制，最終達(dá)到以燃?xì)饬髁縿?dòng)態(tài)控制活性石灰產(chǎn)量的目的。從而達(dá)到穩(wěn)定石灰質(zhì)量的目的。 1． 4 窯體結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 窯體呈準(zhǔn)矩形，窯體設(shè)置上下兩層燒咀梁和周邊燒嘴，窯體上部設(shè)置一層吸氣梁即上吸氣梁，上吸氣梁至進(jìn)料口為儲(chǔ)料帶，上吸氣梁至上層燃燒梁 之間為預(yù)熱帶，利用高溫煅燒后的窯氣預(yù)熱石灰石至煅燒的溫度，上燃燒梁梁至下燃燒梁之間區(qū)域?yàn)殪褵龓?，石灰石均勻煅燒成活性石灰，此區(qū)域根據(jù)石灰質(zhì)量、產(chǎn)量要求加以調(diào)節(jié)。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 6 頁 共 29 頁 （ 1） 當(dāng)一定量石灰石通過窯頂加料門進(jìn)入儲(chǔ)備帶，均勻分配于窯截面上，窯頂?shù)膬傻烂芊忾T自動(dòng)密閉阻止空氣在加料時(shí)進(jìn)入窯內(nèi)，因而不影響窯頂?shù)呢?fù)壓。石灰石加入窯內(nèi)緩慢經(jīng) 5 個(gè)區(qū)域往下移動(dòng)，煅燒分解成產(chǎn)品 —活性石灰。整個(gè)系統(tǒng)分為：儲(chǔ)料帶、預(yù)熱帶、煅燒帶、后置煅燒帶、冷卻帶。 （ 2） 采用兩層燃燒梁是該窯燃燒系統(tǒng)的核心部分，燃燒梁采用導(dǎo)熱油冷卻。根據(jù)產(chǎn)量梁內(nèi)設(shè) 置若干個(gè)可調(diào)節(jié)的燒嘴，使多點(diǎn)供熱的范圍覆蓋石灰窯整個(gè)橫截面，通過調(diào)節(jié)各燒嘴的分配比來保證供熱均勻，通過調(diào)節(jié)空燃比來保證燃燒效率。從而保證了石灰的生過燒率和高的活性度。 （ 3） 窯體上吸氣梁，按廢氣在充滿石料的窯中的行程特性，設(shè)有多個(gè)開口，窯氣通過開口由吸氣梁抽出，保證窯內(nèi)整個(gè)截面的負(fù)壓分布均勻，使該窯整個(gè)段面的氣流分布均勻和順暢，保持最佳燃燒效果和最低燃料消耗。 （ 4） 在窯體下層冷卻帶位置設(shè)置下吸氣梁，下吸氣梁所設(shè)開孔與上吸氣梁開口原理相同，亦將使冷卻空氣均勻流動(dòng)，這樣在下吸氣梁以下就形成了冷卻帶，同 時(shí)在下吸氣梁與下燃燒梁之間形成了一段沒有壓力干擾后置煅燒帶，在后置煅燒帶內(nèi)石灰被充分解，大大提高了活性度及氧化鈣含量。 （ 5） 窯體除橫貫兩層吸氣梁、兩層燃燒梁和出灰機(jī)構(gòu)外無其他內(nèi)件，耐火材料表面垂直規(guī)整無異型，因而該窯結(jié)構(gòu)簡單，鋼結(jié)構(gòu)和耐材用量小，維修量小，操作費(fèi)用低，熱耗、電耗都比較低。 2 設(shè)計(jì)要求與方案確定 2． 1 生產(chǎn)規(guī)模 根據(jù)公司的要求，初步設(shè)計(jì)擬建設(shè) 2座 500t/d 雙梁式豎窯，年產(chǎn)活性石灰 33 萬噸。 2． 2 產(chǎn)品方案 建設(shè) 2 座 500t/d 石灰豎窯，其主要產(chǎn)品為生石灰，設(shè)計(jì)產(chǎn)量為 33 萬 t/年 ， CO2不作回收。在保證原料燃?xì)赓|(zhì)量、流量、熱值，正常穩(wěn)定操作的條件下，保證 33 萬 t/a產(chǎn)量，利用系數(shù)可提高到 178。 d 以上。 要求數(shù)值 如表 21 所示 ： 表 21 石灰窯要求數(shù)值 CaO ≧ 92% 活性度 320370ml（ 4mol/ml40177。 1℃ 10min） 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 7 頁 共 29 頁 生過燒率 ≤ 6% 產(chǎn)量 33 萬 t/a 大修周期 5 年 2． 3 外部條件 2． 3． 1 原料 生產(chǎn)活性石灰原料是一種天然的碳酸鈣（俗稱石灰石），由于石灰石組成及物理機(jī)械性能不盡相同，因此要想生產(chǎn)出高 CaO、高活性度石灰，對于石灰石 中 CaO 含量≥ 54%（見石灰石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)），力度均勻、盡量少含雜質(zhì)。 本工程采用石灰石原料要求 30～ 60 ㎜，經(jīng)原料場篩分或水洗后直接送至窯前受料倉，年產(chǎn) 33 萬噸石灰需用約 61 萬噸石灰石。 化學(xué)成分 如圖 22 及圖 23 所示 ： 表 22 石灰石化學(xué)成分 名稱 粒度（㎜） 化學(xué)成分 (%) CaCO3 FeO3 Al2O3 MgO S P 石灰石 30～ 60 ≥ 96 ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 表 23 石灰石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) (ZBD53002— 90) 類別 等級(jí) 化學(xué)成分 CaO CaO＋ MgO SiO2 P S 不小于 不大于 普通石灰石 特級(jí)品 一級(jí)品 二級(jí)品 三級(jí)品 四級(jí)品 — ＜ 鎂質(zhì)石灰石 特級(jí)品 一級(jí)品 二級(jí)品 — ≥ 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 8 頁 共 29 頁 三級(jí)品 四級(jí)品 2． 3． 2 燃 料 燃料 情況如圖 24 所示 圖 24 燃料情況 凈化電石爐尾氣 2400Kcal/ m3 凈化藍(lán)碳爐尾氣 1700Kcal/ m3 單窯電石爐尾氣日用量 239500 m3/座 /日 單窯電石尾氣用量 /h 9980 m3 /h 單窯藍(lán)碳爐尾氣日用量 338000 m3/座 /日 單窯藍(lán)碳 尾氣用量 /h 14000 m3 /h 燃?xì)夤鈮毫? 18～ 25KPa 2． 3． 3 氮?dú)猓üz修時(shí)，置換煤氣使用） 氮?dú)馇闆r如表 25 所示 表 25 氮?dú)馇闆r 供氣壓力 ≥ ～ 使用壓力 ～ 品質(zhì) N2含量≧ % 流量 800m3/h 2． 3． 4 供水 循環(huán)水：主要風(fēng)機(jī)和油泵設(shè)備冷卻水以及環(huán)境用水 ，其情況如表 26 所示 表 26 供水情況 入口壓力 ～ 入口溫度 ≤ 36℃ 總硬度 15 德國硬 度 流量 200～ 300m3/h 2． 3． 5 電源 電源情況如表 27 所示 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 9 頁 共 29 頁 表 27 電源情況 高壓 10Kv177。 5% 50Hz 低壓 177。 5%50Hz 雙回路供電 2． 3． 6 壓縮空氣 壓縮空氣情況如表 28 所示 表 28 壓縮空氣情況 系統(tǒng)閥用儀表用氣量 5m3/h 布袋除塵耗氣量 1600～ 2200m3/h 氣源壓力 ～ 含油量 ≤ 含水量 ≤ 露點(diǎn) － 40℃