麦尔兹石灰窑PPT培训

白垩
白云石
15到＞40
＜1到＞10
1.5至2.3
2.7至2.9
堆密度和粒径 堆密度以多组合的粒子或结块为特点,它是通过测定 已知容积中所含松散材料的总质量而确定的。 堆密度主要取决于石灰石的视密度、其粒度分布及 其形状。 粒径比为2∶1的碎石灰石、过筛石灰石一般具有 1.3-1.6g/cm3的堆密度。 碎石灰石，包括细粒石灰石，具有1.6-1.75g/cm3的 堆密度。
（3）喷枪冷却风机2台（其中一台备用）， 每台流量2742m 3 /h，压力40kPa左右。喷 枪冷却空气沿管道上升到石灰窑上部与各 喷枪相连。 （4）压缩空气流量30Nm 3 /h，压力0．4MPa ，对气囊充气，定时开启气囊，以很快的 速度喷出，完成对通道积灰的吹扫，一般 为一周期轮流开启一次。
麦尔兹窑工艺控制和操作 麦尔兹窑工艺控制 工艺计算 以日产400吨的麦尔兹窑为例：（示例）
CO 15-25% CO2 8-13% O2 ＜1% H2 S ＜200mg/m3 N2 24-26% CH4 7.5-12% H2 18-25% 焦油含量 ＜10mg
Байду номын сангаас
煤气成份（体积百分数）
煤气消耗量的计算 以煤气的发热值4.18×1675kJ/Nm3，石灰单位热耗 4.18×890kJ/kg石灰，为计算依据: 400t/d石灰窑每小时煤气平均消耗量为： 400/24×（890×4.18/1675×4.18）×103=8856Nm3/h 加压机流量计算 Ve=8856×60/55=9660Nm3/h （每小时除去5分钟换向时间） 选用一台6042Nm3/h的罗茨风机，另一台调速后使流量到 3620Nm3/h来保证煤气用量
煅烧完成后，生成的石灰进入冷却带，与从窑底供入的石灰 冷却空气接触，进行热交换，使石灰温度降到60-80℃， 然后进入窑底料仓，再经窑底振动给料机卸出。石灰冷却 空气与石灰完成热交换后，温度升高积蓄热量，并上升到 连接通道处，与燃烧废气混合，进入窑膛2。 在窑膛2内，废气由下向上上升，穿过煅烧带后，到达预热 带。在预热带，刚装入的石灰石相当于一个大的热交换器 。废气与石灰石接触进行热交换，把余热释放给石灰石后 下降到120-180℃，从窑顶排出。石灰石吸收了废气余热 后，温度升高，把热量积蓄起来，等待下一周期来预热从 窑顶供入的助燃空气（这种石灰石先吸热再放热的工艺过 程就称为“蓄热”）。一个持续12分钟的煅烧周期完成。
麦尔兹双膛竖窑两个 窑膛的功能（煅烧 和蓄热）交替互换 。即一个窑膛煅烧 ，另—个窑膛蓄热 ， 12-15 分钟后开始 换向，两个窑膛的 功能随之互换 。其 详细的生产工艺叙 述如下（煅烧原理 见示意图）：
麦尔兹双膛竖窑属于正压操作，在正常生产情况下，连接通道处压力保 持在15-35kPa之间，并且始终是煅烧的窑膛压力高于非煅烧的窑膛压 力，从而保证了气体在窑体内的正常流动。 在第一个煅烧周期，助燃空气从窑膛1的顶部进入，并在压差的作用下 向下流动。在预热带，助燃空气一边向下流动，一边被热的石灰石预 热升温（在烘窑期间，石灰石已被热烟气预热到较高温度）。在到达 煅烧带时，与此处均匀布置的喷枪输送进来的煤气混合。因为此处的 石灰石已具有很高的温度，当空气和煤气的混合物接触到赤热的石灰 石时，便立即燃烧。这样，空气和煤气的燃烧产物和石灰石一起向下 流动，这个工艺过程就称为“并流”。并流能够使燃烧火焰与原料石 灰石直接接触，并且在很高的热交换效率下石灰石开始煅烧。在到达 煅烧带末端时，燃烧废气温度相对降低，又可保证石灰石能够在均匀 轻烧状态下完成煅烧。
步骤b，c和d主要取决于原料而步骤a和e受窑煅烧过程影响强烈。颗粒直 径及其密度决定这些进程的速度。在提高的工作温度条件下，机械性 能（尤其是石灰石晶体容积）在不同的煅烧阶段发生变化。从图中立 方颗粒试样可以看出：
a,b．在第一部分加热过程期间， 从室温到煅烧温度，石灰石膨胀。 c．开始表面煅烧，表面区域的孔 隙容积增大而试样容积保持不变。 d．完成煅烧后，试样达到最大的 孔隙度，但立方体容积仍未变化。 e．在温度增高和增加煅烧时间时， 石灰晶粒开始烧结成块
机械强度和耐磨性强度
石灰石的机械强度和耐磨性强度必须满足一 定的要求以免破、碎裂。输送或通过窑时 石灰石颗粒破裂导致产生细粒将降低窑的 透气性，气流和传热会受到严重影响。 石灰石的抗压强度从10MPa到200MPa不等。 麦尔兹窑内使用的石灰石的抗压强度不应 低于30MPa。
石灰石特性数据
项 目 膨胀系数 导热性 综合比热 石灰石数据 20-50°：0.000005/℃ 从20℃加热到800℃时的石灰石的总膨胀约为2-2.5% 高钙石灰石: 130℃1.6341W/Mk 白云石质石灰石: 123℃1.4246W/MK CaCO3 100℃ 800℃ CaO 100℃ 800℃ 抗压强度： 绝对强度： 抗折强度： 0.874kJ/kg℃ 1.104kJ/kg℃ 0.786kJ/kg℃ 0.887kJ/kg℃ 10-200MPa 5-20MPa 2-7MPa
高钙石灰石密实球面煅烧时间 a）15cm，b）12．5cm，c）l0cm，d）7．5cm，e）5cm，f）2．5cm
麦尔兹窑工艺
工艺流程如下： 矿石原料经筛分，合格原料进入过渡料仓称量后，物料进入有效容积 3.5m3上料小车。上料小车由料车卷扬机系统提升至窑顶卸料。窑顶 设有7.5m3料仓'矿石料首先倒入7.5m3料仓，然后经振动给料机、可 逆皮带机、分别给两个称量漏斗。物料称量后经过进料阀门（或布料 装置）分别进入双膛竖窑的炉膛内煅烧热工煅烧温度900 - 1200度。 煤气加压后由管道送到双膛竖窑。燃烧和石灰冷却的风量由鼓风机站 的风机供给。鼓风机站设有助燃风机、石灰冷却风机、喷枪冷却风机 。煅烧后的窑内烟气由管道送入烟气除尘装置，除尘后经烟囱排放。 成品经运输储存后外运给用户。
工作原理
麦尔兹窑有两个平行的窑膛，并通过窑体下部的连接通道相 连，煅烧工艺有两大特点：并流和蓄热。所谓并流就是在 石灰石煅烧时，燃烧产物和石灰石一起并列向下流动这样 利于煅烧出高质量的活性石灰。所谓蓄热就是窑膛l的燃 烧产物——高温废气通过两窑膛下部的连接通道进入窑膛 2。在窑膛2高温废气向上流动，将预热带的石灰石预热到 较高温度，把热量积蓄起来。同时高温废气下降到一个很 低的温度后排出窑膛。冷却空气和热的石灰发生热交换后 亦将热量储存起来参与和冷的石灰石热交换。这种工作原 理充分地利用了废气和石灰余热，保证了该种窑具有很高 的热效率。
一个煅烧周期完成后，各种气体介质发生以下变化： · 助燃空气和石灰冷却空气停止向窑内供入,打开各自的释放 阀排入大气； · 煤气停止向窑内供入，从大回流管道回到煤气管网中；接着 ，各换向阀（包括助燃空气和废气换向阀、煤气换向阀、 喷枪冷却空气换向阀）开始换向，换向时间约需50~60秒 。换向期间，活性石灰从窑底卸出。换向完成后，助燃空 气和煤气进入窑膛2；喷枪冷却空气转入窑膛l喷枪，对喷 枪进行冷却；燃烧废气从窑膛l顶部排出；石灰石从窑膛l
（1）燃烧空气量计算：CO+1/2O2=CO2 H2+l/2O2=H2O CH4+2O2=CO2+2H2O 为了使煤气充分燃烧，并考虑安全操作，取空气过剩系数11％。实际生 产时，煤气量根据实际热值计算，燃烧空气量要根据煤气的实际可燃 成份和用量来计算。 燃烧空气量=（CO占煤气中体积数/2+H2占煤气中体积数/2+CH4占煤气中 体积数×2）×（煤气耗量/小时）×（1/氧气占空气分数×空气过剩 率） 燃烧空气量=0,4×8856×（100.21）×1,11=18724Nm3.h 考虑到每小时换向时间约5分钟，以环境温度25℃，海拔高度111米修正 风机风量： Ve=18724×（60/55）×（1.013/1.000）×（298/273） =18724×1.206=22581m3/h
在1400℃、b）1300℃、c）1200℃、d）1100℃、e）1000℃时的高钙生石灰的视密度及温度以及煅烧时间
如图所示，由于孔隙容积的影响，生石灰的反应性与视密度不成正比。
高钙生石灰的反应性和视密度之间的关系
.
图中展示较大颗粒尺寸（ a）比给定工作温度时的较小的颗粒尺寸在窑内需 要更长的停留时间
典型的石灰石化学成分要求：
石灰石化学成份% CaO ≥53% MgO ≤1.5% SiO2 S 酸不溶 灼减 物 ≤0.01 % <1.5 43.9 % P
≤1.2 % ≤1%
晶粒大小 石灰石均是晶粒在形成沉积过程中出现的。晶粒结构不同在 密度和硬度方面变化也很大。 微 ＜4nm 细 4-50nm 中等 50—250nm 粗 ＞250nm（高达约1000nm） 石灰石颗粒形状在某种程序上取决于晶粒的微晶结构但也取 决于粉碎机器的粉碎性能。建议使用立方形或球形状的石 灰石。可能的话尽量应避免使用层状或片状石灰石。石灰 石的结晶构造不仅决定了它的致密性和强度，而且与焙烧 后的石灰活性度、强度有密切关系。石灰石晶粒度小煅烧 后得到的石灰活性度高，反之则活性度低。
顶部装入。这样第二个煅烧周期开始。
窑体内衬及维护 麦尔兹窑体由内到外由镁砖(煅烧带和通道支撑拄为 特殊镁砖、冷却段下部为高铝砖）、陶瓷纤维毯 、轻质保温砖（密度1.0g／cm3）、轻质保温砖（ 密度0.6g／cm3）、硅钙板和硅钙板钢壳组成。
下图展示燃烧段区域耐火衬里的典型截面
点火时间（h）
耐火材料典型升温曲线
湖南涟钢冶金材料科技公司 600t的麦尔兹石灰窑
如今并流蓄热式（PFR）石灰窑代表了目前最
现代化的石灰生产技术，国内已经广泛使用。优
点有其生产的产品质量高（石灰活性度高，残余
二氧化碳低）适合高品质炼钢的需求；自动化程
度高，日常生产简易、安全、可靠；热能消耗最
低等。
我们对麦而兹所用石灰石介绍下:
麦尔兹窑石灰石质量要求 各种石灰坚窑都提倡精料入炉，麦尔兹窑显得尤为重要。竖 窑煅烧物料都是通过物料和气流间的固相和气相热交换， 窑内气流分布与流速直接决定着竖窑的热工制度。入窑石 灰石的纯净度与块度比决定着窑内料柱的透气性。所谓精 料包括石灰石的化学成分稳定、低熔物较少、块度均匀（ 即块度比小于2）以及泥沙杂质少等方面。对于麦尔兹数 和难度。别外，对石灰石的晶相及热震性能亦有要求。晶 粒粗，热震性差，受热易爆裂，这样的石灰石既使化学成 分再好也不能使用。
强度
煅烧过程的有关实验研究
加热期间，石灰石经过下列若干阶段的物理 化学变化。煅烧化学反应从石灰石的颗粒 表面开始并且 随着进一步的反应而移至中 心部分。传质和传热在此过程并行发生。
在图中可原则上分5个步骤（a - e）描述 物理化学现象。 a．通过对流和辐射从周围区域传热至 石灰石颗粒表面。 b．通过煅烧的石灰区域的热传导。 c．在进人中心部分的过程中通过石灰 一石灰石接触面的化学反应吸收热。 石灰石分解成石灰。 d．所产生的CO2从中心部位扩散到颗粒 表面。 e．C02从颗粒表面扩散至周围。
在实际操作中，还要根据大气温度修正计算风机风量。
（2）石灰冷却空气量计算： 冷却空气量保持在0.6-0.8标米3/千克石灰范围内，操作人员 开始可取0.7标米3 /千克。 冷却空气需量：（0.7×400×1000）/24=11667Nm 3 /h，以 环境温度25℃，海拔高度111米，每小时换向停风时间5分 钟，修正风机冷却空气流量： Ve=11667×（60/55）×[（273+25）×1.013]/273×1． 000=14073m 3 /h 实际操作时，根据环境温度和出灰温度以及烟气中CO含量来 修正计算燃烧和石灰 冷却风机风量，出窑石灰温度80～100~C。石灰冷却空气从 底部送入石灰窑。
孔隙度和密度 通常使用型石灰石的视孔隙度和视密度的某些数据在表中给出。 工业用石灰石由于再结晶形成条件和程度不同所引起了很宽范围的视孔隙度（0.1-40%） 和视密度（1.50-2.90g/cm3）。
工业用石灰石的视孔隙度和视密度
孔隙度 密实高钙石灰石 大理石 0.1到3 0.1到2.0 视密度（g/cm3）在110℃ 多达2.7 2.7到2.8