高爐氣燃燒器工業尾氣生產高活性石灰技術
傳統的石灰燒制是使用固體燃料,包括:煤、焦炭來燒?,F在隨著人們能源節約意識加強和國家對環境保護的要求,從八十年代開始逐步發展起來了用氣體燃料燒制石灰。近兩年發展更為迅速,甚至接近普及,尤其利用工業尾氣作為燃料進行石灰生產技術發展更加迅猛。
氣燒石灰窯就是用氣體燃料燒制石灰的爐窯叫氣燒石灰窯,現在可用作燒石灰的氣體燃料有:高爐煤氣、轉爐煤氣、蘭炭煤氣、焦爐煤氣、天然氣、發生爐煤氣、沼氣等各種可燃氣體以及電石尾氣和黃磷尾氣等尾氣氣源,用各種煤氣燒石灰是一項非常好的節能環保技術,只是不同氣體成分不同燃燒火焰長短也就不同所以必須根據燃氣設計不同的窯型。
氣燒石灰窯的煅燒特點是沒有煤碳燃燒后形成的大量煤灰粉塵,它也不需要燃料和石灰石的配比及混合,計量裝置也非常簡單,在生產中氣體火焰可有效插入所有石灰石的縫隙中,用煤氣燒出的石灰無雜質同時對溫度的調節手段比固體燃料容易的多。
氣燒石灰窯是目前zui環保的煅燒石灰的方式,利用爐窯尾氣燒石灰時尾氣中的不少有害成分通過在窯內燃燒后同氧化鈣(CO)發生反應,大部分有害氣體被燒損和減少甚至消失,如一氧化碳(CO)被燃燒掉,氫氣(H2)這些燃氣在石灰窯內燃燒形成的還原性氣氛中煅燒碳酸鈣(CaCO3)成氧化鈣(CaO),石灰的煅燒溫度在1100℃,其中zui有害的物質二氧化硫在1000℃以上便失去存在條件,再加上石灰本身就是脫硫劑所以氣燒石灰窯基本沒有硫污染的因素。
氣燒石灰窯雖然有諸多優越性但是也必須明白氣燒石灰窯是八十年代后才發展起來的新工藝,不像煤燒石灰窯幾千年前就廣泛使用了,所以用氣燒石灰特別是爐窯尾氣燒石灰必須要有一定的技術根基,從熱工方面講氣種不同它的熱值就不同燃燒的情形也不同,從安全角度講所有燃氣都有毒有害,同時都有易燃易爆的特性,所以建氣燒石灰窯必須要根據燃氣的成分、熱值、壓力、流量等諸多方面考慮也就是說氣燒石灰窯必須根據所用燃氣性質來設計窯型、工藝、及配套裝置,如供風裝置、燃燒裝置、上料布料裝置、卸灰裝置等等,像唐山金泉冶金能源新技術開發有限公司近年來致力于氣燒窯的研究,針對不同燃氣設計了不同形式的窯型如圓形豎窯、矩形豎窯、啞鈴型豎窯、套筒型窯、雙梁窯、回轉窯等等窯型和不同結構的燃燒器包括外混式內混式非混式等等多種型號的燃燒器。
從燃料結構區分,目前國內主要應用的氣燒石灰窯主要有以下類型:
一、高爐煤氣石灰窯
煉鐵高爐在生產中通過高壓鼓風機鼓風,通過熱風爐加熱后進入了高爐,這種熱風和焦炭助燃,產生二氧化碳和一氧化碳,二氧化碳又和炙熱的焦炭產生一氧化碳,一氧化碳在上升的過程中,還原了鐵礦石中的鐵元素,使之成為生鐵,這就是煉鐵的化學過程。鐵水在爐底暫時存留,定時放出用于直接煉鋼或鑄錠。這時候在高爐的爐氣中,還有大量的過剩的一氧化碳,這種混和氣體,就是“高爐煤氣”。這種含有可燃一氧化碳的氣體,是一種低熱值的氣體燃料,可以用于冶金企業的自用燃氣,如加熱熱軋的鋼錠、預熱鋼水包等。也可以供給民用,高爐煤氣為煉鐵過程中產生的副產品,高爐煤氣是無色、無味、有毒的易燃易爆氣體,比重0.9-1.1,理論燃燒溫度1500℃左右,著火溫度730℃左右,爆炸極限30.8%-89.5%,主要成分為:CO、CO2、N2、H2、CH4等,其中可燃成分CO含量約占25%左右,H2、CH4的含量很少,CO2、 N2的含量分別占15%、55 %,熱值僅為3500KJ/m3;左右。高爐煤氣的成分和熱值與高爐所用的燃料、所煉生鐵的品種及冶煉工藝有關,現代的煉鐵生產普遍采用大容積、高風溫、高冶煉強度、高噴煤粉量的生產工藝,采用這些*的生產工藝提高了勞動生產率并降低能耗,但所產的高爐煤氣熱值更低,因高爐煤氣熱值較低,生產中混入一定配比的轉爐煤氣是提高石灰窯生產系數的不錯選擇。
根據國內高爐生產特性計算,現在高爐煤氣熱值可以達到約850千卡左右,根據煅燒石灰需要的熱能計算,理論上每燒1噸石灰約需1200M3左右高爐煤氣,在實際石灰的生產中一般都在1600-1800m3范圍,主要原因是沒有換熱設備,如果設計使用煤氣預熱、空氣預熱系統可以節省20-30%的煤氣用量,可以控制在每燒1噸石灰約需1200-1400M3范圍高爐煤氣。