传统石灰窑与套筒石灰窑对比

套筒石灰窑与传统石灰窑的对比

一、传统石灰窑

传统石灰窑投资比较低，配套辅助设施相对来说配备不齐，许多传统石灰窑的除尘系统形同虚设。其生产工艺是在孔内一层煤炭一层石灰叠加，从下方燃烧，等各层的煤炭燃烧完毕，石灰也就煅烧完毕。

建设每个孔需要200万左右，每个孔的产量约为20t/d，能耗比较高，热效率比较低，煅烧一吨石灰需要无烟煤700～800公斤。

传统石灰窑的优点：

1、投资少

2、配套设施少

传统石灰窑的缺点：

1、产量低、能耗高、生产利润极低

我国大部分土窑及传统石灰窑都采用停风出料，极少部分用简易的设备出灰，大都采用人工出灰，石灰窑的生产利用系数始终徘徊在0.4-0.4之间，每生产一吨灰需要耗煤160-200公斤，而且只能用单一标准块煤，不能用焦炭、焦丁、面煤等节能燃料。目前随着燃料价格的上涨土窑已没有利润可赚。

2、人工成本高、人力投入太多、管理困难

一般土窑生产一座窑需要8人以上，由于人工操作水平

不一生产的产品产量、质量极不稳定，尤其活性度及品味根本无法保证。土窑工人工资成本是环保窑工人工资的3-4倍。

3、生产难操作、综合成本高、生过烧严重

由于传统窑没有有效的布料、混料、排料、布风等设备，使炉内温度无法控制、出现严重的生烧、过烧现象也无法解决，停风排料间隔时间太长，每次排料从开始到结束成品的质量差别很大，排料时出现大量红料、结瘤和生烧、过烧产品，因此产品活性度及含钙量非常低。

4、环境污染严重，国家强制取缔

由于传统窑窑型的限制无法进行环保治理，工人体力劳动严重、工作环境条件恶劣，严重影响工人身心健康，国家2009年四月开始已明令禁止土窑的生产，因此土窑、传统窑改环保窑势在必行。

二、套筒石灰窑

套筒石灰窑是联邦德国人卡尔〃贝肯巴赫(Karl—BeceKenbach)在20世纪60年代研究成功的。套筒石灰窑生产的活性石灰具有气孔率高(5O％)、表面积大(1.5—2m2／kg)、活性高(活性度345 ～4O0 mE)、硫含量低等特点。

套筒窑的主要优点有：

(1)套筒石灰窑改变了以往竖窑传统的正压操作方式，窑内为负压环境，因此无烟气和粉尘外溢。

(2)设置上、下两个中心内套筒，使窑的装料空腔呈环形，

减少料层厚度，有利于火焰或高温气体穿透整个料层。上套筒内抽出气体与驱动空气在换热器里换热，下内套筒抽出循环气体，喷入燃烧室；下内套筒夹层里通入的冷却空气，收集到环管内后被送到各燃烧器做一次空气，这些都能够充分利用热能。

(3)设置上、下两层错开均布的多个燃烧室，且每个燃烧室通过由耐火砖砌筑而成的拱桥与内筒相连，以便燃烧产生的高温烟气均匀地分布在窑的整个断面上，使石料能够受热均匀。

(4)石料经过预热带、上部逆流煅烧带、中部逆流煅烧带、下部并流煅烧带，符合煅烧石灰的加热要求，尤其是并流煅烧带，能对已经产生氧化钙外壳的石料温和加热，对烧成高质量的石灰非常重要。

(5)套筒石灰窑使用燃料范围广，可使用发热值约7 524 kJ ／m3的低热值煤气，且煤气压力仅为l5kPa左右的常规压力，与固体燃料相比，气体燃料不仅能与空气混合均匀，燃烧所需空气过剩系数小，可以达到较高的燃烧强度，而且气体燃料较清洁，烧制的石灰s、P等有害元素含量低，石灰中的瘤块减少。

套筒窑存在的主要问题为:

(1)环形套筒窑拱桥(火桥或过桥)的坍塌

拱桥的坍塌可以说是影响环形套筒在国内市场应用的

最主要原因。从目前国内出现的几座环形套筒拱桥坍塌来看，拱桥的坍塌不仅缩短了环形套筒窑的正常使用寿命(马钢不足两年)，还严重影响着生产出来的石灰产品的质量和炼钢生产的顺利进行，使耐火材料用量大幅度上升。所以拱桥坍塌问题决定了环形套筒窑是否能正常生产和运行。为解决拱桥的坍塌，国内选用了综合性能较好的镁铝尖晶石砖代替了原来的镁砖，国外则是采用了综合性能好的镁砖作为拱桥砖材质，同时也对拱桥的结构做了改进。

(2)换热器换热管束及循环通道管的堵塞

换热器作为环形套筒窑的热交换装置，在窑的运行过程中，起着至关重要的作用，它保证着窑内的热量和气体流量的平衡，并很大程度上影响着生产的石灰质量，保证了整座窑的正常运行。而换热器中换热管束的好坏决定了换热器的工作效率，由于换热管长时间处于冷热两种工作环境下，在进行气体热量交换的过程中，在热管束的管口及管内容易形成结瘤，堵塞换热管而降低了换热器的换热效率。换热管束的堵塞需对环形套筒窑休风操作以进行换热器的检修，对窑的正常生产影响较大，严重时会引起生产的石灰质量不稳。文献[6]针对套筒窑换热器的堵塞问题，通过对换热器管垢分析，化验垢中成分主要有碱金属、碱土金属的氯化物(KC1、NaC1、Ca．Cl2)、碳酸盐(CaCO3、MgC03、K2CO3)、硫酸盐(K2504、Na2S04)、氧化物(CaO、Mso)以及少量的硅酸盐；

同时找到了结垢的主要原因：①进口废气温度过高；②管内废气流速较低；③燃烧过程中的尘量过大。笔者认为进口温度过高是主要问题，并提出了在换热器里理论上可以发生以下反应：

K2CO3+CaCO3=K2Ca(CO3)2(反应温度650 oC)

K2CO3+sio2=K2Si205(反应温度6O0 oC)

换热器废气进口温度在700 oC以上，故容易结垢。为此，笔者提出掺冷风将换热器进口温度降低，这样还可以降低换热器的含尘浓度，简单实用，已经取得了较为理想的效果。

(3)燃烧与控制

生产高质量的活性石灰需要先进的燃烧技术与控制技术。作为一个整体而言，燃烧与控制是不可分割的。窑温控制是一个极其重要的操作指标。通过对窑温的监测来控制燃烧，是较为有效的方法。但在实际生产中，由于生产条件的改变，如煤气热值的波动，采用不好的燃烧设备和控制系统，将使控制难于实施。马钢虽然在环形套筒窑控制系统中增设了废气分析仪和在线热值仪，通过对废气与煤气的在线分析，及时反馈环形套筒的工作状况，使操作人员能准确调整石灰窑的工作参数，但操作上仍然难以实施，主要是其燃烧设备并不能保证燃烧控制。

(4)窑体耐火材料结构与材质的改变

窑内部分结构中的耐火材料砖因工作环境恶劣，耐火砖