混燒立式石灰窯結構的系統改造

馬玉清*，景占福，王正愉，李其富

（青海鹽湖鎂業有限公司純堿廠，青海格爾木，816000）

混燒立式石灰窯結構的系統改造

馬玉清*，景占福，王正愉，李其富

（青海鹽湖鎂業有限公司純堿廠，青海格爾木，816000）

在氨堿法生產純堿過程中，在石灰窯內煅燒石灰石和焦炭為碳化提供二氧化碳。本文介紹混燒立式石灰窯的改造過程，以及在試車過程中出現的問題及解決改進措施，為純堿行業石灰窯改造提供一種新思路。

混燒立式石灰窯；原料篩分；上料；密封；出灰；系統改造

引言

青海鹽湖鎂業純堿項目的初始可行性研究計劃中，純堿的生產用原料二氧化碳和輔助物料氧化鈣分別來源于鹽湖金屬鎂一體化項目中的甲醇裝置、電石裝置和 PVC裝置，實現了循環經濟產品鏈。從裝置配套方面，原有計劃中PVC裝置的電石渣提供的氧化鈣對于配套100萬噸的純堿裝置有缺口，故在純堿裝置增設兩座混燒窯，混燒立式石灰窯具有清潔、節能降耗、安全可靠等優點。金屬鎂純堿廠在石灰窯裝置建設投用過程中，與西北幾家成熟生產純堿的同行業間進行了較為頻繁的溝通、學習、交流，針對鹽湖鎂業前期生產中以石灰窯定產定量的特點，重點對石灰窯進行了經驗性總結和技術改造。由于石灰在煅燒時排放的煙塵中含有大量的有害氣體和10微米以下的粉塵，粉塵中又包含SO2; F2O3; AIO3等。如果人們長期吸入會引起支氣管和肺部等呼吸性疾病，飄浮在空中的粉塵中還含有致癌物質，若長期呼吸對人體會造成致命危害。窯內結瘤子嚴重，導致出灰機和斗提機經常卡停，清理、檢修時間較長，影響連續生產。

混燒立式石灰窯主要結構有上料機構，布料器，供風裝置、燃燒裝置,卸灰裝置等，燃料和石灰石同時裝入窯內時，通過布料實現爐料在窯內的合理分布，消除爐壁效應，均衡爐內阻力，力求整個爐截面“上火”均勻一致和解決石灰窯存在的缺陷。鹽湖鎂業純堿廠立足石灰窯的本體結構，在現有石灰窯設備基礎上，對石灰窯進行了技術改造，將窯頂出氣裝置加裝了襯板、滾珠及油封，保證整個裝置的密封性；并對上料系統進行了技術改造，新增加大容量控制回路，將回路當中的接觸器放大，并在塑殼斷路器加裝脫扣裝置，當發生接觸器燒毀故障時，直接觸發塑殼斷路器斷電，保護設備；出灰裝置加裝篩格條，極大減少了由于出瘤子導致的設備卡殼現象，在現有原料不足、供應石材不穩定的情況下，加裝原料篩分系統，碎石回收利用，極大改善了石灰窯的工況；自動化控制是新技術石灰窯的重要特點，它的上料，配料、供風、供氣、卸灰都是通過電腦自動化控制完成。鹽湖純堿廠將布料器加油裝置、出灰機、出灰轉盤加油裝置也均改為自動加油，實現了全自動化控制。

改造后的石灰窯除能耗低、產量高、質量好外，最大的好處是便于除塵。因為它整個煅燒過程是相當于在一個密封容器中進行，它的煙氣可從窯頂煙氣管道排出，通過除塵凈化，然后達到無害、無污染的達標排放，純堿廠經濟效益有了明顯增加?，F就相關改造情況論述如下：

1 具體改造內容

1.1 原料篩分系統的改造

改造前：純堿生產要求石灰石粒度為∮60-120mm，純堿廠周圍石灰石廠家分布較多，但礦源質量波動較大,在石灰石的原料中有8%左右的小于∮60的碎石，特別含有一些塵土，這部分碎石及土塵不分離出來，此類石灰石進入石灰窯在煅燒過程中由于溫度過高導致部分碎石及粉塵形成結瘤，導致出灰帶火，瘤子卡出灰機及斗提機，處理時間較長且對設備磨損較大，影響生產，存在安全隱患。

改造后：針對純堿廠周圍石灰石廠家分布較多，但礦源質量波動較大的情況，純堿廠新增石灰石篩分裝置，并加裝振動篩，通過對傾斜角度的設計到實踐應用的不斷調整。目前，可將原料質量控制在合理范圍內，并對相關碎石進行回收再利用，達到了以控制原料提高混燒窯窯況的目的。

1.2 石灰石及焦炭上料系統的改造

改造前：石灰窯上料系統卷揚機行程是由人工調整，在此期間由于行程未調試準確或行程開關故障等原因導致石灰窯上料小車多次墜底，此類事故檢修周期約為8-12小時，對石灰窯窯況及純堿廠正常生產造成較大影響，而且此類事故存在極大安全隱患。

改造后：新增加大容量控制回路，將回路當中的接觸器放大，并在塑殼斷路器加裝脫扣裝置，當發生接觸器燒毀故障時，直接觸發塑殼斷路器斷電，保護設備。

1.3 窯頂密封系統的改造

改造前：石灰窯在生產過程中由于窯況的變化窯頂會出現正壓及負壓現象，由于窯頂布料器及放空帽密封性不好，窯頂正壓大時，大量灰塵從布料器的空隙中吹出隨風飄散，嚴重影響環境；窯頂負壓大時，大量空氣從布料器的空隙中吸入窯內，降低CO2濃度，影響純堿生產。

改造后：針對窯頂負壓小，上料時灰塵隨風飄散，嚴重影響環境，操作環境極度惡劣的情況，對窯頂的布料器部位設置了鋼襯板，并加裝滾珠，以油封形式進行石灰窯的密閉改造，從而達到改善操作環境的目的，并提高了工藝操作水平，使CO2濃度從設計值的38%提升至40%左右，極大提高了單臺石灰窯的煅燒品質。

1.4 出灰系統的改造

改造前：經常發生卡料現象，有的一個班發生20多次，每次卡料清理少則20分鐘，多則一個小時，嚴重影響石灰窯的生產。有時石灰的出灰溫度高時，卡料后導致出灰皮帶燒毀。

改造后：由于原材料的不同，與周圍環境的關系，不同時期需對石灰窯進行窯況的合理調整，調節一定的焦石比，以保證CO2濃度及出灰的品質，在季節變化及原材料更換的過程中，窯況改變，使得窯內有時會結瘤，瘤塊會隨出灰皮帶至出灰系統，導致出灰系統堵塞，造成全線癱瘓，針對這一問題，純堿廠立足本體設備，在出灰皮帶轉運部位設計加裝了篩條，不需人工處理，自動通過篩條將出灰系統的瘤塊甩出系統，保證了石灰窯的長周期運行。

1.5 出灰機及出灰轉盤加油系統的改造

改造前：石灰運灰皮帶除塵系統置于零平面上，分離的粉塵撒落在地面，需要人工清理且無法回收，嚴重影響現場環境。石灰出灰系統加油為人工加油，人需進入窯底加油，既不安全，也不能保證設備運行。

改造后：石灰工序現場操作環境相對其他工序粉塵較大，通過自動化的系統改造，減少了操作人員的勞動強度，并減少了由于人為原因缺油造成的設備故障。

2 改造后的經濟效果評價

經過上述各項的改造后，2015年6月生產指標統計結果顯示，焦炭消耗為：0.09t/t純堿，石灰石消耗為1.45t/t純堿，均已在設計消耗范圍之內。6月份產量為31480t，平均日產1049t。已超出了兩座石灰窯設計產能960t/天的能力。石灰窯系統方面成果如下：

1）石灰窯能連續穩定運行，事故率減少。

2）CO2濃度從原來的36-38%，提高到40%，為碳化生產創造了良好條件，改造前純堿產量850噸-900噸/天，改造后純堿產量在980噸-1050噸/天之間。

3）石耗、焦耗指標由原來高于設計指標，現已低于設計指標。

項目 設計 1月 2月 3月 4月 5月 6月石灰石單耗 1.45 2.57 2.2 1.80 2.47 1.705 1.45焦炭單耗 0.11 0.1370.1260.1260.1850.114 0.09

純堿產量 13401t 22189t 15133t 17693t 20842t 31480t CO2濃度 ≥38% 37.2% 35.6% 36.8% 37.5% 38.1% 39.6%

4）改造后增加了純堿產量，增加了產值，按日增加純堿100噸/天，生產實際340天，純堿價格964元/噸，增加產值為100*340*964=3277.6萬元。每天回收石灰（CaO）500kg，按石灰價格 300元/噸計算，直接效益500*10-3*340*300=5.1萬元，增收效益共計3282.7萬元。

5）環保效益：改造前窯頂部是發生窯氣、石灰粉塵飛揚。改造后大大減少。除塵皮帶分離的粉塵得以回收，解決了這部分粉塵。

6）社會效益：通過現代新技術石灰窯推廣應用，在新技術石灰窯原有的設備基礎上進行可行性工藝技術的改造，提高石灰窯工藝操作水平，改善石灰窯工藝操作環境，提升石灰窯自動化操作控制水平，減輕操作人員勞動強度，有效提高生產率，保護環境，帶動地方經濟發展的同時，對保障國家農業安全、發展循環經濟、樹立科學發展觀具有重要的戰略意義。

3 結束語

通過以上一系列改造，不僅極大的減少了人工操作清理的難度，更提高了石灰窯的工藝控制水平，改造后窯氣濃度由初步設計38%提升至40%左右，灰乳濃度達到170tt以上進一步更好的分解廢液中的結合氨，純堿廠生產能力由原設計的960噸/天的產量提升至1000噸/天。

在技術先進可靠的基礎上，充分利用國內多年來純堿行業的生產成功經驗，提高機械化和自動化水平，減輕勞動強度，提高勞動生產率；突出環境保護，選用清潔生產工藝，采用行之有效的“三廢”治理措施，達到“三廢”治理資源化、減量化、無害化的目的。

[1]關宸祥.石灰窯[M].北京:中國建筑工業出版社,1986.

[2]成大先.機械設計手冊(第五版)[M].北京:化學工業出版社,2013.

[3]王楚.純堿生產工藝與設備計算[M].北京:化學工業出版社,1995.

[4]周展民.將豎式氣燒窯改造成混燒石灰窯[J].現代化工,1999,(02):25-26.

[5]毛國高,黃曉蘭,王敏霞.石灰窯節能環保技術改造及效果分析[J].江西能源,2005,(02):32-34.

System Modification of Blended Vertical Lime Kiln Structure

MA Yuqing*,JING Zhanfu,WANG Zhengyu,LI Qifu
(Qinghai Salt Lake Magnesium Co.,Ltd.soda ash plant Qinghai Golmud 816000,China)

Calcined limestone and coke in lime kilns provide carbon dioxide for carbonation during the production of soda ash by ammonia.This paper introduces the transformation process of the mixed lime kiln and the problems in the process of the test and the improvement measures to provide a new idea for the transformation of the lime kiln in the soda ash industry.

mixed vertical lime kiln; raw material screening; feeding; sealing; ash; system transformation

TP996

A

1672-9129(2017)04-0193-03

馬玉清,景占福,王正愉,等.混燒立式石灰窯結構的系統改造[J].數碼設計,2017,6(4):193-195.

Cite：MA Yuqing,JING Zhanfu,WANG Zhengyu,et al.System Modification of Blended Vertical Lime Kiln Structure[J].Peak Data Science,2017,6(4):193-195.

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.04.049