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  • 高效节能氧化钙煅烧处理新工艺介绍
  • 帖子创建时间:2011-06-27  评论:1   浏览:1109
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    高效节能氧化钙煅烧处理新工艺介绍

    一、传统和现代窑型的缺陷与弊端

    1、传统的碳酸钙(岩)煅烧有土窑、机械立窑、气烧竖窑、回转窑还有一些日本、德国、奥地利、等引进的弗卡斯、麦尔兹和套筒窑等,这些窑的煅烧产品大多为适应不同的用途而设,如为减少产品污染采用气烧竖窑,为适应较小粒径物料的煅烧采用回转窑、麦尔兹等。这些窑型在燃料的选择、运行监控、结构和设施设备投资方面各有特点,回转窑、套筒窑等窑型其土建和设备装置投资庞大,而日本窑对燃料的均匀度、强度、灰熔点都有较严格的要求,小型企业一般都不会企及。对于配套轻钙生产的线的工艺来讲,从窑顶收集的二氧化碳尚存在浓度低、烟尘灰份多,烧成出窑的氧化钙需机械和人工辅助筛选、破碎后才能进入消化工段等缺点,过程不利于高度自动化。

    2、上个世纪逐步发展起来的气体旋浮和流化悬浮粉体物料煅烧技术,在水泥预分解和高岭土等一些非金属矿化物的煅烧处理上取得了成功应用,但因存在以下主要技术缺陷与弊端,难以满足对氧化钙高品质煅烧处理的苛刻要求。其主要技术缺陷与弊端有以下几个方面:

    a、为使物料在特定的空间充分扩散和悬浮运动,不得不在系统中通入大流量气体来保证气固比等运行参数,在一些大型的煅烧窑炉中单位时间鼓入的风量达几十万至上百万方,大流量气体的通入造成的热损耗直接导致能耗的急剧增加。

    b、系统装备在大流量气体下运行,其结果导致系统设备料器的体积急剧增加、与之配套的收集与排放系统、供热、冷却及热回收系统设计配套的复杂性增加,相应的设备装置与土建工程量也急剧增大,这方面造成投资成本扩大的代价是十分高昂的。

    c、为使物料能更好地与热源进行热交换,将物料直接加入到提供热源的热气流中(如水泥窑的预分解)虽然可以得到较高的热比,但造成物料与所采用燃料的交叉污染,在煅烧产品质量有要求时,不改变对燃料的选择可至煅烧产品质量下降有时甚至不可应用(如对白水泥的煅烧处理)。为避免燃料对煅烧产品质量的交叉污染,对燃料品种的多样化选择又受到极大地限制。

      仅以上述例举的几项,已足见流化悬浮粉体物料煅烧技术存在的弊端与技术缺陷,难以适应现代技术发展和环保节能形势提出的更高要求。而立窑、回转窑这类设备与工艺模式分别沿用了上千年和百余年的方法至今仍在大规模运用,严重制约着纳米碳酸钙配套工艺的技术发展。

     二、全新的高效节能氧化钙煅烧处理新工艺——“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”

     a、 “高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”是长期不懈努力试验研究取得的发明成果。

    粒径越细颗粒的比表面积越大,采用粒径较细的粉体物料进行煅烧处理,因其受热面积大,换热速率极高,可以瞬间达到热平衡,“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”是基于这样的技术原理,由不同作用的核心器件组合,构成粉体物料煅烧处理单元装置。依不同粉体物料的煅烧度要求,通过一单元或多单元组合来完成粉体物料的煅烧处理过程。

    b、由于对粉体物料的扩散悬浮、快速置热反应的方法与模式取得突破,使得设备装置的料器尺寸设计得以大大压缩和减小,经过对设备与装置的优化设计,“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”整个设备装置已小型化(一个年产10000吨的灰钙厂,设备装置需要的占地安装面积尚不足200平米,高度仅15米左右),并可由机械厂进行加工制作与装配。用它作纳米碳酸钙厂的工艺配套,不但可以大幅度降低设备投资成本还可以节省大笔土建工程费用。

    c、“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”对于粉体碳酸钙的煅烧反应处理,有瞬间完成即脱离的特点,因此可以完全避免物料的生烧、过烧现象。这一特点对于配套纳米碳酸钙产品生产工艺特别重要,它可以大幅提什纳米碳酸钙产品品质和产率。

    d、通过高温高压气体,对粉状物料进行强制切割扩散,瞬间完成置热反应分解的技术,它区别于目前的流化床、回转窑、立窑、预分解窑等煅烧工艺和模式,对于碳酸钙的煅烧处理,可达到节能40%50%以上的惊人效果。从煅烧装置工艺结构看,它已突破传统 “窑”的概念,并适应对多种金属、非金属粉体矿化物的煅烧处理。

    三、采用高效节能氧化钙煅烧处理新工艺 配套纳米碳酸钙厂生产工艺的突出优势

      1、 可以提高原矿的利用率

    以普通立窑、回转窑及煅烧成本较高的气窑为配套工艺的纳米碳酸钙厂,因煅烧工艺的限制,原材料难以全部利用,因为普通立窑难以适应对粒径细小的物料进行煅烧处理。工厂要对这部分弃料作铺路、建筑或其它用途处理掉。纳米碳酸钙厂对于原材料的杂质元素和煅烧性有较高要求,往往为找到较为适合的矿源需要付出不小代价,如原矿不能充分有效地利用是一大损失。配套普通立窑的纳米碳酸钙厂,对原矿利用率一般只在70%80%左右。“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”由于采用粉体碳酸钙物料作原料,因此对原矿仅需剔除明显的脉石(如二氧化硅等)等杂质,将其粉碎成150-200目左右粉体即可全部入炉进行煅烧处理,对原矿的利用率是很高的。

       2、可以简化氧化钙消化工艺过程,节省设备与人工投入

    普通立窑煅烧出来的氧化钙,通过机械筛分和人工剔除结巴与粘渣之后,尚需对大块径的氧化钙,通过鄂破机破碎并适当剔除生烧部分块体后,才宜送入消化机进行消化处理。这个环节需要网筛机、鄂破机、皮带机及人工的辅助,在我们创新的工艺技术系统中,这个环节可以将螺旋出灰机、筛灰机以及消化机在内的相关设备全部革除。需要指出的是,立窑出来的氧化钙在筛分剔除生烧的灰头和结巴之后,可资利用率仅余80%左右,在一些操作管理水平较差的企业甚至80%的水平都达不到(气窑稍好一点)。采用“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”煅烧出来的氧化钙全部均为分解度达98%以上,未受燃煤和窑炉任何污染的纯净氧化钙(所指“纯净氧化钙”相对于质量分数较高的原矿而言),其产率和可资利用率均高达95%以上,它由类似水泥成品料仓出来的水泥,可通过下行管道直接进入消化工段,利用系统装置热回收系统制备的蒸汽(或热水)在消化槽中进行消化处理,从而简化工艺过程并省去部分机械设备和人工投入,实现生产高度自动化。

       3、可以简化碳化乳除杂过滤的调制过程,提高碳化乳液的品质

    通过“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”煅烧处理的高品质氧化钙易于消化处理,同时仅需设一道旋流除杂装置,就可以较高程度去除乳液中的杂质元素颗粒而得到高品质的碳酸乳,因此可以简化工艺设施并可缩短浆液的处理时间,这对工厂生产来说意义重大,可以大幅提高设备生产率。

       4、可以提高二氧化碳浓度和品质,改善碳化工艺处理效果

        采用原煤作燃料的立窑、回转窑,其收集的二氧化碳气体污染大、灰分多,立窑收集还有浓度不均匀和间歇性等问题。“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”碳酸钙煅烧反应分解出来的二氧化碳浓度和压力都是均衡的,它不受燃料煅烧过程和窑内粉尘、灰份的污染,经煅烧分解出来的二氧化碳仅含少量极细的,从收集器逃逸出来的飞逸颗粒,将它们过滤与沉降处理后得到的是高浓度、高洁净的二氧化碳,为提高碳化处理工艺效果提供了前提保障。

       从以上的分析介绍,我们可以理解为什么有的纳米碳酸钙企业纳米钙产品产率不高的原因,通过对前端碳酸钙煅烧工艺的改革配套,不但可以提高对原矿的利用率,提高产品品质及产率,还可以简化工艺设施、设备的配套,压缩过程生产时间提高生产速率,并可实现生产高度自动化大量减少人工消耗和降低工人劳动强度。显而易见单位产品生产成本也可得到压缩从而提高工厂效益。

    5、可以降低煅烧处理工艺成本

    以年产10000吨氧化钙规模与烧成产品实际得率对比分析

    普通立窑与“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”(列表中简称:新工艺装置)对氧化钙煅烧处理成本对比表

         

    煤耗吨/kg/

    碳酸岩//

    电耗吨//

    人工工资吨/

    合计(元)

    普通立窑

    150kg/120

    1.85/37

    42.6/42.6

    /12

    211.6

    新工艺装置

    75kg/60

    1.5/30

    67.6/67.6

    /12

    169.6

    列表中计算单价:原矿碳酸岩吨/20元。标煤每吨/800元。电费每度/1元计算。

    两项对比:211.6169.6=42元同等条件下生产一吨实际可资利用的氧化钙,普通立窑对氧化钙的煅烧处理成本比高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”煅烧处理成本高出42元。(本分析尚未计入普通立窑生产中螺旋出灰机、灰渣筛分及人工辅助的投入)。

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  • admin  2011-06-27

    高效节能氧化钙煅烧处理新工艺介绍

    一、传统和现代窑型的缺陷与弊端

    1、传统的碳酸钙(岩)煅烧有土窑、机械立窑、气烧竖窑、回转窑还有一些日本、德国、奥地利、等引进的弗卡斯、麦尔兹和套筒窑等,这些窑的煅烧产品大多为适应不同的用途而设,如为减少产品污染采用气烧竖窑,为适应较小粒径物料的煅烧采用回转窑、麦尔兹等。这些窑型在燃料的选择、运行监控、结构和设施设备投资方面各有特点,回转窑、套筒窑等窑型其土建和设备装置投资庞大,而日本窑对燃料的均匀度、强度、灰熔点都有较严格的要求,小型企业一般都不会企及。对于配套轻钙生产的线的工艺来讲,从窑顶收集的二氧化碳尚存在浓度低、烟尘灰份多,烧成出窑的氧化钙需机械和人工辅助筛选、破碎后才能进入消化工段等缺点,过程不利于高度自动化。

    2、上个世纪逐步发展起来的气体旋浮和流化悬浮粉体物料煅烧技术,在水泥预分解和高岭土等一些非金属矿化物的煅烧处理上取得了成功应用,但因存在以下主要技术缺陷与弊端,难以满足对氧化钙高品质煅烧处理的苛刻要求。其主要技术缺陷与弊端有以下几个方面:

    a、为使物料在特定的空间充分扩散和悬浮运动,不得不在系统中通入大流量气体来保证气固比等运行参数,在一些大型的煅烧窑炉中单位时间鼓入的风量达几十万至上百万方,大流量气体的通入造成的热损耗直接导致能耗的急剧增加。

    b、系统装备在大流量气体下运行,其结果导致系统设备料器的体积急剧增加、与之配套的收集与排放系统、供热、冷却及热回收系统设计配套的复杂性增加,相应的设备装置与土建工程量也急剧增大,这方面造成投资成本扩大的代价是十分高昂的。

    c、为使物料能更好地与热源进行热交换,将物料直接加入到提供热源的热气流中(如水泥窑的预分解)虽然可以得到较高的热比,但造成物料与所采用燃料的交叉污染,在煅烧产品质量有要求时,不改变对燃料的选择可至煅烧产品质量下降有时甚至不可应用(如对白水泥的煅烧处理)。为避免燃料对煅烧产品质量的交叉污染,对燃料品种的多样化选择又受到极大地限制。

      仅以上述例举的几项,已足见流化悬浮粉体物料煅烧技术存在的弊端与技术缺陷,难以适应现代技术发展和环保节能形势提出的更高要求。而立窑、回转窑这类设备与工艺模式分别沿用了上千年和百余年的方法至今仍在大规模运用,严重制约着纳米碳酸钙配套工艺的技术发展。

     二、全新的高效节能氧化钙煅烧处理新工艺——“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”

     a、 “高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”是长期不懈努力试验研究取得的发明成果。

    粒径越细颗粒的比表面积越大,采用粒径较细的粉体物料进行煅烧处理,因其受热面积大,换热速率极高,可以瞬间达到热平衡,“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”是基于这样的技术原理,由不同作用的核心器件组合,构成粉体物料煅烧处理单元装置。依不同粉体物料的煅烧度要求,通过一单元或多单元组合来完成粉体物料的煅烧处理过程。

    b、由于对粉体物料的扩散悬浮、快速置热反应的方法与模式取得突破,使得设备装置的料器尺寸设计得以大大压缩和减小,经过对设备与装置的优化设计,“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”整个设备装置已小型化(一个年产10000吨的灰钙厂,设备装置需要的占地安装面积尚不足200平米,高度仅15米左右),并可由机械厂进行加工制作与装配。用它作纳米碳酸钙厂的工艺配套,不但可以大幅度降低设备投资成本还可以节省大笔土建工程费用。

    c、“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”对于粉体碳酸钙的煅烧反应处理,有瞬间完成即脱离的特点,因此可以完全避免物料的生烧、过烧现象。这一特点对于配套纳米碳酸钙产品生产工艺特别重要,它可以大幅提什纳米碳酸钙产品品质和产率。

    d、通过高温高压气体,对粉状物料进行强制切割扩散,瞬间完成置热反应分解的技术,它区别于目前的流化床、回转窑、立窑、预分解窑等煅烧工艺和模式,对于碳酸钙的煅烧处理,可达到节能40%50%以上的惊人效果。从煅烧装置工艺结构看,它已突破传统 “窑”的概念,并适应对多种金属、非金属粉体矿化物的煅烧处理。

    三、采用高效节能氧化钙煅烧处理新工艺 配套纳米碳酸钙厂生产工艺的突出优势

      1、 可以提高原矿的利用率

    以普通立窑、回转窑及煅烧成本较高的气窑为配套工艺的纳米碳酸钙厂,因煅烧工艺的限制,原材料难以全部利用,因为普通立窑难以适应对粒径细小的物料进行煅烧处理。工厂要对这部分弃料作铺路、建筑或其它用途处理掉。纳米碳酸钙厂对于原材料的杂质元素和煅烧性有较高要求,往往为找到较为适合的矿源需要付出不小代价,如原矿不能充分有效地利用是一大损失。配套普通立窑的纳米碳酸钙厂,对原矿利用率一般只在70%80%左右。“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”由于采用粉体碳酸钙物料作原料,因此对原矿仅需剔除明显的脉石(如二氧化硅等)等杂质,将其粉碎成150-200目左右粉体即可全部入炉进行煅烧处理,对原矿的利用率是很高的。

       2、可以简化氧化钙消化工艺过程,节省设备与人工投入

    普通立窑煅烧出来的氧化钙,通过机械筛分和人工剔除结巴与粘渣之后,尚需对大块径的氧化钙,通过鄂破机破碎并适当剔除生烧部分块体后,才宜送入消化机进行消化处理。这个环节需要网筛机、鄂破机、皮带机及人工的辅助,在我们创新的工艺技术系统中,这个环节可以将螺旋出灰机、筛灰机以及消化机在内的相关设备全部革除。需要指出的是,立窑出来的氧化钙在筛分剔除生烧的灰头和结巴之后,可资利用率仅余80%左右,在一些操作管理水平较差的企业甚至80%的水平都达不到(气窑稍好一点)。采用“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”煅烧出来的氧化钙全部均为分解度达98%以上,未受燃煤和窑炉任何污染的纯净氧化钙(所指“纯净氧化钙”相对于质量分数较高的原矿而言),其产率和可资利用率均高达95%以上,它由类似水泥成品料仓出来的水泥,可通过下行管道直接进入消化工段,利用系统装置热回收系统制备的蒸汽(或热水)在消化槽中进行消化处理,从而简化工艺过程并省去部分机械设备和人工投入,实现生产高度自动化。

       3、可以简化碳化乳除杂过滤的调制过程,提高碳化乳液的品质

    通过“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”煅烧处理的高品质氧化钙易于消化处理,同时仅需设一道旋流除杂装置,就可以较高程度去除乳液中的杂质元素颗粒而得到高品质的碳酸乳,因此可以简化工艺设施并可缩短浆液的处理时间,这对工厂生产来说意义重大,可以大幅提高设备生产率。

       4、可以提高二氧化碳浓度和品质,改善碳化工艺处理效果

        采用原煤作燃料的立窑、回转窑,其收集的二氧化碳气体污染大、灰分多,立窑收集还有浓度不均匀和间歇性等问题。“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”碳酸钙煅烧反应分解出来的二氧化碳浓度和压力都是均衡的,它不受燃料煅烧过程和窑内粉尘、灰份的污染,经煅烧分解出来的二氧化碳仅含少量极细的,从收集器逃逸出来的飞逸颗粒,将它们过滤与沉降处理后得到的是高浓度、高洁净的二氧化碳,为提高碳化处理工艺效果提供了前提保障。

       从以上的分析介绍,我们可以理解为什么有的纳米碳酸钙企业纳米钙产品产率不高的原因,通过对前端碳酸钙煅烧工艺的改革配套,不但可以提高对原矿的利用率,提高产品品质及产率,还可以简化工艺设施、设备的配套,压缩过程生产时间提高生产速率,并可实现生产高度自动化大量减少人工消耗和降低工人劳动强度。显而易见单位产品生产成本也可得到压缩从而提高工厂效益。

    5、可以降低煅烧处理工艺成本

    以年产10000吨氧化钙规模与烧成产品实际得率对比分析

    普通立窑与“高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”(列表中简称:新工艺装置)对氧化钙煅烧处理成本对比表

         

    煤耗吨/kg/

    碳酸岩//

    电耗吨//

    人工工资吨/

    合计(元)

    普通立窑

    150kg/120

    1.85/37

    42.6/42.6

    /12

    211.6

    新工艺装置

    75kg/60

    1.5/30

    67.6/67.6

    /12

    169.6

    列表中计算单价:原矿碳酸岩吨/20元。标煤每吨/800元。电费每度/1元计算。

    两项对比:211.6169.6=42元同等条件下生产一吨实际可资利用的氧化钙,普通立窑对氧化钙的煅烧处理成本比高温高压气体强制切割扩散粉体煅烧处理系统”煅烧处理成本高出42元。(本分析尚未计入普通立窑生产中螺旋出灰机、灰渣筛分及人工辅助的投入)。

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