梁式石灰窑

发展历史

梁式石灰窑是上世纪四十年代由美国人发明的，上世纪五十年代前苏联采用水冷系统保护烧咀梁，但是烧咀梁的工作寿命相当短，因而没有能够广泛推广。

上世纪六十年代，意大利特鲁兹·弗卡斯公司对其进行开发并在世界范围内推广，上个世纪90年代开始在中国落户。但是由于其高昂的费用和不太过关的技术，造成推广受到了极大限制。我公司的两位总设计师就是国内实际运行的第一座300吨煤粉燃料的弗卡斯窑的管理人员，他们通过多年的钻研，成功破解了弗卡斯窑的技术难题，成功实现了水冷燃烧梁的长寿命问题，解决了低热值燃料的应用问题，并且成功实现了多重燃料混烧的技术进步，为弗卡斯窑的大面积推广创造了条件。国产化以来，为了区分意大利弗卡斯石灰窑，我们自命名该类石灰窑为梁式石灰窑。自2000年以来，我公司的两位总设计师帮助新华工业炉公司设计、制造并成功指导操作了从100-500TPD的石灰窑200余座，项目分布到国内各省自治区，甚至分布到了印度和阿联酋。

我国从20世纪70年代开始陆续引进国外先进生产活性石灰窑设备和生产技术，如回转窑、双膛竖窑、套筒窑和梁式窑等，由于引进国外先进生产活性石灰设备和技术，促进了我国的钢铁行业的迅速发展。

技术特点

◆生产规模100～600t/d圆型窑或矩型窑。

◆窑操作弹性大，从60-100%任意调节，均能实现稳定生产，而且不影响石灰质量和消耗指标。

◆适用多种燃料、天然气、焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气(热值≥800kcal/m3)、混合煤气、煤粉、焦粉、重油或固液、固气混合燃料。

◆热耗低，热能利用合理，二次空气通过冷却石灰预热，一次空气通过预热器预热进入燃烧梁，燃料完全燃烧，热值充分利用，能耗900kcal/kg。

◆采用低热值燃料，空气、煤气双预热。

◆采用预热石料冷却热废气方式，减小低热值燃料废气温度难以降低的技术难题。

窑体结构特点

1)窑体呈准矩形或圆形，窑体中部设置上下两层烧咀梁，窑体上部设置吸气梁。窑内为负压操作，使CO2从石灰石中分解时阻力减小，进而提高石灰煅烧速度，吸气梁上部为储备石灰石区域，吸气梁至上层燃烧梁之间为预热区，利用高温煅烧后的窑气预热石灰石至煅烧的温度，上层燃烧梁至下层燃烧梁之间区域为煅烧区，石灰石均匀煅烧成活性石灰，此区域根据石灰质量、产量要求加以调节。

2) 下部燃烧梁至出灰口之间为冷却区，冷却空气从底部抽入窑内将石灰快速冷却到150℃以下出窑，防止石灰结晶粗化，有利于提高石灰质量。

3)当一定量石灰石通过窑顶加料门进入储备区，均匀分配于窑截面上，窑顶的两道密封门自动密闭阻止空气在加料时进入窑内，因而不影响窑顶的负压。石灰石加入窑内缓慢经4个区域往下移动，煅烧分解成产品一活性石灰。整个系统分为：储料带、预热带、煅烧带、冷却带。

4)采用两层燃烧梁是该窑的技术诀窍和核心部分，燃烧梁采用导热油冷却。根据产量梁内设置若干个可调节的烧嘴，使多点供热的范围覆盖石灰窑整个横截面，通过调节各烧嘴的分配比来保证供热均匀，通过调节空燃比来保证燃烧效率，从而保证了石灰的生过烧率和高的活性度。

工艺介绍

原料筛分系统

原料筛分系统是石灰窑的辅助系统，主要功能是将存放在现场的石灰石原料中的细粉和大块筛除，将合格的的原料送入加料仓。为了环保要求，原料筛分系统要配置合适的除尘装置确保粉尘排放达标。

石灰石卷扬上料和布料系统

上料卷扬小车将粒度合格的石灰石运至窑顶，通过一个自动开闭的密封门倒入料斗。石灰石装入料斗后，上料停止，顶门关闭。然后，第二个门气动装置自动开启，石灰石经由“裤腿”布料器落入储料带。日产400吨或以上的石灰窑，使用多级均衡布料器。带布料器的上料系统，使石灰石形成了合理的料流，从而实现了按粒度大小均匀布料。交替开/闭的两个密封门，避免了在石灰石上料过程中环境空气进入窑内对窑的运行特别是对上升的废气造成干扰。石灰石上料系统由定时器和料位计实行自动控制，这个特点避免了石灰窑操作者频繁地现场查看石灰石上料情况。当石灰石进入窑内，从上到下缓慢运动，穿过下面不同的区域，被煅烧成石灰。

储料/预热带

储料/预热带在石灰窑上部，储料带能容纳2-3个小时使用的石灰石，这样当对石灰石处理和上料设施进行例行检修时，不至于停产。在储料/预热带顶部，装置有废气吸气梁，废气从这里被抽出窑外。废气吸气梁横穿窑截面，以便使截面各部位的抽吸力一致，从而使高温气体均匀向上升腾。废气抽出窑外，先由一台热交换器降温，然后布袋除尘，除尘后通过烟囱排放到大气。石灰石从储料部位下移到预热部位，由向上的热气预热，然后向下运动到煅烧带。

煅烧带

燃料/助燃风分配和烧咀梁加热系统 从储料/预热带出来后，石灰石慢慢穿过煅烧带进行煅烧，煅烧带安装上下两层燃烧梁，燃烧梁是燃料在石灰窑断面内均匀分布的主要装置。

燃烧梁内有燃料导管，将燃料输送到合理布置在燃烧梁上的烧嘴处。燃料由烧嘴喷射到石料上，与预热的助燃风混合后燃烧，石灰石在高温下快速分解成石灰。

燃料和助燃风是受严格控制的，燃烧的热量均匀提供给需要煅烧的石灰，实现高效而均匀的煅烧。导热油系统是燃烧梁的冷却保护系统，装置有控制设备，导热油温度超过设定值会自动发出警报，而且系统安装柴油发电保安装置，安全系数很高。

在炉料向下运动过程中，在燃烧梁下面或两侧形成了“V”空间，操作者可通过窑壁的观察孔，查看窑内炉料，可随时在两层燃烧梁之间观察窑内煅烧状况。

这个V形空间带来了两大优越性:

第一，燃气可以布满煅烧带；

第二，避免了向下运动的石灰石/石灰与烧嘴接触，从而避免了频繁维修烧嘴。

燃烧的热废气由一台配备在废气系统的离心风机抽吸，穿过石灰窑。这台风机配备变频器以调节速度，以适应不同情况下石灰窑的顺利生产。

冷却/出灰带

从煅烧带出来后，石灰进入冷却带，在这里，石灰被窑底进入的新鲜空气冷却。同时，空气被石灰的热量预热。

冷却后的成品灰通过窑底均匀布置的n个出灰斗卸料，在每个出灰斗下面设有液压抽屉式两段密封出灰机，设计每次出灰0.05m3,折合每次出灰50kg，此处为连锁控制，液压抽屉式出灰机动作时，下面的两道密封阀处于完全密封状态，保证冷却风不泄露，抽屉出灰机动作完毕后，下面的第一道密封阀打开，将50公斤灰卸到第二道密封阀上面，然后第一道密封阀关闭，第二道密封阀打开，将石灰卸到中间料仓中，完成一次出灰任务。石灰窑的产量可以通过调整出灰机的动作周期来控制，由于各个出灰机严格按照相同的容积出灰保证了在整个窑截面上出灰均匀，防止出现偏窑现象并能通过调节出灰量来调整石灰窑的生产参数。调节使用个人电脑通过工艺控制盘自动进行。从出灰装置出来的灰直接进入储料斗（约储存1小时的量）。