石灰窑的生产工艺

石灰窑的生产工艺

第五章 石灰窑的生产工艺

第一节 原料和燃料

一、石灰石:

石灰石广泛存在于大自然的矿物中，由碳酸钙所组成，其中包含氧化钙56,和二氧化碳44,，自然界中的石灰石除碳酸钙外，还含有许多杂质，主要有二氧化硅、氧化镁、氧化铁、氧化铝、硫和磷，通常石灰石中含1,的杂质，带到石灰中则为1.8,。

石灰石中的杂质对生产都是不利的，因此对石灰石的质量都提出以下要求:

碳酸钙(CaCO)>97, 3

氧化镁(MgO)<1,

氧化铁(FeO)<1, 23

氧化铝(AlO)<1, 23

二氧化硅(SiO)<1, 2

磷(P)<0.02,

硫(S)<0.1%

石灰石的颜色有深灰、浅灰、青灰、白纹、黄褐色等(一般青灰、浅灰色较好，杂质含量少，色暗证明含有大量的镁和砂，结晶灿烂表示含二氧化硅多，黄褐色的表示含有氧化铁和锰等。

二、燃料

煅烧石灰石的燃料大多采用焦炭，其次是无烟煤或称白煤，再次就是烟煤，此外，煤气、天然气、电石炉气和油料也可作为生产石灰的燃料。

第二节 石灰石的煅烧原理 一、煅烧过程的理化原理:

由石灰石制取生石灰借助高温把碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳，其反应式如下:

CaCO CaO+CO—42.5千卡 22

这就是说分解1摩尔的碳酸钙需要42.5千卡的热量。

1摩尔石灰石相当于100克，则分解1公斤(1000克)石灰石需425千卡热量;若采用发热值为7000千卡/公斤的焦炭作燃料，则理论上分解1000公斤石灰石需要60公斤焦炭(干基)，实际上，由于窑顶废气带走的热，窑壁损失的热，卸出石灰带走的热，燃料燃烧不完全或没有燃烧而被卸出的燃料等等损失，需要用的燃料约为70—90公斤。

理论产量1公斤石灰石可生产0.56公斤生石灰，故理论投料比为1.78左右。如生石灰中含有生烧时，则石灰石消耗定额降低，生烧越多，定额越低，可按下

式计算。

石灰石消耗定额=1.78(1—X)，X

式中:X——生烧量(,)

根据上式计算，可得出石灰石的消耗额与生烧量的关系。为了便于读者参考，将有关数据列于表1-5-1中

表1-5-1生烧量与石灰石消耗定额的关系

石灰中生烧含量(%) 0 5 10 15 20 石灰石消耗定量(吨) 1.78 1.747 1.707

1.668 1.629

煅烧石灰石所需的热量是由燃料燃烧而得，燃料的主要成分碳的燃烧过程可以用下式表式:C，O?CO 22 理途上每燃烧1公斤碳(100,)需2.67公斤氧气，相当于11.6公斤空气(换算成体积相当于9立方米空气(?0?、760毫米汞柱时)，如空气供给量不足，使燃烧不完全，而产生一氧化碳气体。

其反应式如下:2C，O=2CO 2

此时，需要多消耗燃料，窑气中每增加1,的一氧化碳，相当于浪费总燃料的6,。因此，在燃料燃烧时，应该鼓入过量的空气，通常空气过量系数为1—1.1比较适宜。

第三节 石灰窑的生产工艺流程

一、直径5米的竖式混料石灰窑

直径5米的大型竖式混料石灰窑的生产工艺流程:石灰石自火车卸入贮斗内，然后用卸料器，将石灰石卸至斜斗提升机，再由此经皮带输送机，可逆皮带输送机，进入中间贮斗内由皮带输送机送来的焦炭也经皮带输送机，进入中间贮斗内，然后用卸料器，分别将石灰石和焦炭加入自动称，称量后，自动卸至皮带输送机，再由此装入双斗提升机的斗子内(当斗子装满料以后，将料送至窑顶，然后通过由油泵控制的加料装置，将混合窑料加入石灰窑内落到转动的布料器上，将窑料均匀地分布在窑内。煅烧所需之空气用鼓风机自窑下送入。

石灰石的焙烧在竖式石灰窑内进行。窑的尺寸是:内径5米，高27米，窑料首先落入窑的上部——预热区，用窑气将其预热至800?，然后再继续下移至窑的中部——煅烧区，进行石灰石的分解。分解石灰石所需之热量由焦炭燃烧所生成之热供给。煅烧区中心的温度约为1000,1200?。靠窑壁处的温度为800,1000?，煅烧好了的石灰借锥形卸灰机，裙式卸灰机卸出，再经斜形式提升机，送至贮斗内贮存之。窑内的气体由窑顶的排风管排至大气中。 整个工艺流程分为两个系统。由卸料器至中间贮斗为原料输送系统，所有设备都集中到操纵盘上，由电器联锁集中控制。由卸料器开始到石灰窑，为上料和出灰系统，此系统用逻辑原理进行自动控制。在操作室内还设有工业电视机，用

以监督检查窑顶上的设备运行情况。

二、直径3米的竖式混料石灰窑

直径3米的竖式混料石灰窑的生产工艺流程。

散装和网包的石灰石起吊到800毫米皮带输送机上(经滚动筛，筛击碎石和泥屑后，用皮带输送到贮斗内贮存。加料时石灰石从皮带输送机通过固定筛再一次将一部分石屑(因石块从高处落入铁板贮斗受到撞击所形成)筛去，再通过小皮带输送机将石块加到石头计量斗称量。石头计量斗放置在计量秤上。该秤杆上装有微动开关;与皮带输送机，小皮带输送机联动。当石头达到规定重量时，微动开关将皮带输送机和小皮带输送机电动机电源切断，停止送石。

同时焦炭由堆场用皮带输送机送至固定筛，筛去粉末，然后再经皮带输送机输送到焦炭贮斗，从贮斗底部的溜槽，加到焦炭计量斗称量，当重量达到规定时，磅秤杆翘起，水银(或微动)开关切断溜糟上电磁阀的电源使门闸下，停止供焦。

当卷扬机空吊斗到下面时，焦炭与石灰石计量斗的闸门同时开启，两种料混合放入吊斗中，然后卷扬机开动吊斗上升，焦炭和石头计量斗门自动关闭，重新称量，各个环节均由电器自动化进行，一直加到一定高度的料层后，切断(用人力或数字计数器自动控制)卷扬机电源，一切均停止动作。

卷扬机用14千瓦电动机通过500型变速箱带动。将吊斗吊到窑顶，倒入多击式回转溜子布料器，当吊斗将近窑顶时，布料器即自动转行1,6，使物料以6等分均匀分布在窑顶的料面上(转动的时间以时间继电器控制(料倒完，布料器也相继停止( 出灰时开启窑底转盘(通过中间仓落到链扳机上(上有吸尘装置，使用中间仓，可以连续鼓风)，井借助人工拣出生烧石灰，然后进入攘齿破碎机轧成45毫米以下的石灰块，再以提升机送到灰仓上部的潦动筛筛去石灰细粉，进入灰仓贮存，供电石炉使用，

第四节 石灰窑的技术管理制度

一、石灰窑的烘窑和开窑

石灰窑的烘窑和开窑方法很多，要根据当时当地的条件选择。

1、大型窑的烘窑和开窑

在窑下螺旋锥式卸灰机上放置一个环形煤气管，管上等距离安装12个煤气喷嘴，然后点火，按图所示升温曲线提升窑温

大约48小时左右窑已烘好，待窑烘干后，只要拆除煤气管线就可以进行装窑和开窑。

在风帽一侧用木板做一个人孔，以便点火的铺窑时出入运料用。然后用人工将大块生石灰(12—20吨)运入窑内铺窑，其高度为窑壁处高出护板150—200mm，中心部分则砌成黄冠形，高出风帽200mm，生石灰上面再用小块木柴(成捆的)，摆成“#”字形，周围形成风道，高约300—400mm，并在木材上铺一些刨花和废油布，其上再放置2000kg大木柴。人孔顶上也用木柴封死上口，人孔内也塞满刨花和废油布，最后由窑顶投入焦炭约4吨左右。 待窑铺好以后，分三次投入窑料，每次配料60—100T共约200—300T。投完窑料后，石层可达7—8m高，各次配料比例如下:

次数 配比 重量(吨)

1 100:16 60—100

2 100:12 60—100

3 100:10 60—100

将窑顶烟道及窑下门半开，然后用火把人孔内的废油布点燃，火势稍大后，将窑顶烟道全部打开，进行自然通风。当烟道排出烟的颜色由黄色变成黑色浓烟时，可将窑下门关闭，然后鼓入空气。

开始送风时应根据窑内具体情况处理，当烟道排出的烟由黄变黑，再由黑变白，证明窑内的燃燃情况很好，可以维持风压在20—40mm水柱，待窑顶全部变成白烟时，可逐渐增加风量，直到窑顶出现青烟，窑气成份二氧化碳含量达到20,以上，窑顶温度100—150?时可以间隔地少量上科，少量出灰(俗称活窑)，逐渐转入正常生产。

2、中、小型窑的烘窑与开窑，

在窑底卸灰机上垫小块石灰石高约3—4米，上面加硬木柴约500kg，软木柴约200kg及刨花等引火物适量，并浇上废油，然后用废油布点着，自窑顶投下，当烟道冒出浓烟时，表示木柴已经燃烧，以后每小时添加硬木柴500kg(视燃烧情况而定)。若火势不旺，可送入少量的风，这样维持一个班，以后几次投硬木柴的同时，分次投入焦炭约一吨，作为底火。接下来就可以投混合料，开始少量，并用高配比(100:20)，随时检查料面要均匀见红，否则要增加风量，以后投料量逐渐增加，燃料比例要逐渐降低，料面也不一定要求见红，22小时以后，开始卸垫底石和卸灰。开始少量，以后逐渐增加，随着投料量的增加，料面也逐渐升高，约经2—4天的时间，即可转入正常生产，其升温、卸灰及投料情况见图:

二、小修及短时停窑

大型石灰窑通常4—6年大修理一次，中、小型窑2—4年大修理一次，除此而外，都叫做小修或短时期停窑。

关于小修及短时期停窑的具体步骤如下:

1、停窑前8小时开始增加窑料配比，这要根据停窑时间长短而定，一般较平时增加2—4%。

2、逐渐减少风量，并于停窑前3个小时停止送风，同时逐渐减少出灰量。

3、大型窑石层高度比平时降低3—5米，中小型窑不需要降低。

4、关闭窑顶闸门，减少自然通风。

5、停窑后，根据情况最好每8小时活一次窑。

6、开窑后，以正常情况加料，石层维持正常高度。

三、不正常现象及其处理:

正常生产时石灰窑可能发生下列不正常现象:

1、煅烧区上移:

(1)原因:由于燃料粒度较小或卸灰量少，通风量大而引起。其具体表现是窑顶温度高，出灰温度低，有时生烧石灰较多。

(2)处理方法:更换大块燃料，略增窑料配比，增加卸灰量，减少送风量。在处理过程中，要注意窑温的变化，防止处理过头，反而发生下移现象。

2、煅烧区下移: (1)原因:煅烧区下移是由于卸灰过多，风量不足，或燃料粒度过大等引起，其表现是灰温度高，窑顶温度下降。

(2)处理方法:减少卸灰量，适当增加送风量，更换粒度较小的燃料，在处理过程中，同样要注意窑温变化，否则又会上移。

3、煅烧区伸长:

(1)原因:燃料与原料石灰石混合不匀。石块和燃料中细末较多，布料时发生物料分聚现象。烟道气与出灰温度均高，生烧石灰数量增多。

(2)处理办法:设法减少石灰石和燃料中的细末，暂时少出灰，并降低石层高度。

4、煅烧区缩短:

(1)原因:燃料量不足，此时生烧石灰数量增多，窑气温度下降。

(2)处理办法:增加窑料配比，及时地投料和出灰。

四、工艺条件:

1、5米直径石灰窑的工艺条件:

石灰石粒度 80—150mm

石灰石质量(CaCO) ?96, 3

焦炭粒度 25-40m m 窑料配比 1000:70—90(干基) 石层高度 4—4.5m

窑气成分

CO >380,? 2

CO <1,

O <1, 2

烟道气温度 <200?

煅烧区温度 800—900?(热电偶指示) 灰温 <80?

风压?上压 <40mm水柱