气烧窑综合调查报告

关于对气烧石灰窑进行专题考察的情况报告张总工：为了充分利用高炉煤气，了解能否使用低热值煤气煅烧活性石灰，确保满足新区炼钢需要，2008年3月15日，由集团公司总工办、龙山矿、技术中心和设计院组成的5人考察小组对广东韶钢焙烧厂使用低热值煤气煅烧活性石灰情况进行了考察，现将情况汇报如下：一、选用气烧石灰窑的现状分析新钢铁园区炼钢用石灰熔剂产品，武钢集团要求其硫的含量要低于0.03%，安宁和易门地区的石灰石矿中硫的含量在0.05%—0.07%，而煤大多属于高硫煤，新园区的配套石灰生产线，石灰煅烧窑如果以煤为燃料，生产出的石灰熔剂产品S含量高达0.07%—0.15%，质量将达不到新园区炼钢生产的要求。因此，新的石灰煅烧窑应选用脱硫煤气作燃料，既能避免燃煤作燃料时其中的有害元素的渗入和汽车运输造成活性石灰质量的衰减，又能减少能源的浪费和空气污染，顺应了当今社会所倡导的节能减排的环保要求。二、对低热值煤气煅烧石灰情况的考察分析广东韶钢焙烧厂共建有17座气烧石灰窑，以满足年产500万吨钢所需石灰熔剂产品的需求。该窑型为使用低热值煤气的普通直筒型机械立窑，炉膛内径3米，有效高度21米，窑容150m3，利用系数0.86，设计产能130吨灰/日，而实际不足120吨灰/日，石灰成本为250元/吨，烟气温度300—500OC。该窑的燃料、原料使用及质量情况如下：（一）、该窑使用燃料为纯高炉煤气，热值为800-850Kcal/m3，吨灰煤气耗量换算成标煤为150公斤标煤/吨·灰。（二）、该窑对原料的要求是：CaO含量53%以上，粒度设计要求为35-70mm，实际使用为30-80mm。（三）、根据广东韶钢焙烧厂质量检验科化验检测统计，该窑的石灰质量CaO+Mgo≥93%，活性度≥300ml/10min。但考察时，对出窑石灰进行目测，有些石灰生烧比较严重，有些石灰煅烧比较好，但夹杂有生烧严重的石灰，正进行人工分捡，说明该单膛窑石灰煅烧不均匀。（四）、在广东韶钢焙烧厂的考察中得知，该厂还要扩建石灰生产线，他们经过一年多的考察后，确定选用迈尔兹窑作为石灰煅烧窑，规模是3座，500吨/日·座，燃料是混合煤气。分析：通过考察和了解，低热值煤气可以作为生产活性石灰的燃料。但是，由于煤气发热值低，石灰石煅烧温度无法提高，煅烧不均匀，石灰质量不稳定。为使质量达到冶金用石灰标准，必须增加石灰石煅烧时间，结果造成石灰产量无法提高，致使窑炉无法大型化，石灰生产成本较高（广东韶钢焙烧厂建了17座石灰窑才满足年产500万吨钢用灰需要量，建筑占地面积过大）。三、各种气烧窑的调查情况为掌握各种气烧窑煅烧活性石灰的情况，我们通过资料收集、咨询供应商以及对各种窑型使用厂家生产情况的查询等方式，得到的调查资料整理如下：项目双膛窑（MAERZ）双D窑（CIM）弗卡斯窑弗利达窑套筒窑日产量（吨）300-80030-55030-80050-80080-600煅烧原理全程并流煅烧全程并流煅烧全程逆流煅烧全程逆流煅烧部分逆流部分并流煅烧石灰活性度≥370mL，4NHCl10min滴定≥360mL，4NHCl10min滴定≥360mL，4NHCl10min滴定≥360mL，4NHCl10min滴定≥370mL，4NHCl10min滴定单位热耗（KCal/kg）850～900840-850850-900950-1000900-950单位电耗（Kwh/t）22～282520-2518-2023-25大中修周期(年）4-84--86--884--5可使用煤气热值（Kcal/Nm3)混合煤气1500混合煤气1500混合煤气1600高焦混合煤气1000～1100混合煤气1500原料粒度适应范围及要求适应范围40mm—160mm入窑原料大小块径比为1：2适应范围30mm—120mm入窑原料大小块径比为1：2--1：3入窑原料50mm—100mm适应范围15mm—160mm入窑原料大小块径比为1：2--1：3适应范围30mm—120mm入窑原料大小块径比为1：2--1：3全世界业绩450多座约300座约200座约190座约300座在中国业绩33座1座7座1座在建1座在设计28座窑内工作压力/Pa正压，约39200正压，约39200负压负压负压，约196~－3430投资（只包括窑本体及上料和出料系统）6500万元/500吨窑5500万元/500吨窑4000万元/500吨窑5500万元/500吨窑5000万元/500吨窑从上表可以看出，迈尔兹窑和双D窑同属一种窑型，为双膛窑；弗卡斯窑和弗利达窑同属一种窑型，为单膛窑；套筒窑为单独类型窑。（一）、迈尔兹窑和双D窑的工作原理：该窑型有两个窑膛，石灰煅烧由两个窑膛交替进行，石料在两个窑膛交换煅烧时从窑顶加入。工作时，煅烧窑膛从顶部输入燃料，燃料与物料并流向下进行煅烧，烟气经过通道进入非煅烧膛，在非煅烧膛内高温废气与物料逆流进行热交换，对物料进行预热。迈尔窑的特点：设备较多，工艺、操作、控制较复杂，单位电耗较高；窑内结构复杂，内衬异型砖使用多，热利用率高，技术成熟，石灰质量稳定。迈尔兹窑的最大问题是通道堵塞，但现在的迈尔兹窑通过改进环形通道的内衬结构，采用悬挂缸式内衬以及使用通道空气炮新技术，极大地改善了环形通道积灰堵塞的问题。双D窑的特点：没有环形通道，只有直连通道，而且距离较短。石料在煅烧时间内（而不是在置换时间内）加入窑中，窑的作业率提高到了97%。从热耗对比中可以看出，双D窑热利用率最高，迈尔窑热耗略比双D窑稍高些。（二）、弗卡斯窑和弗利达窑的工作原理：原料由斗提机提升到窑顶，通过窑顶布料装置，在一定时间内连续向窑内布料，使石灰石均匀地分布到窑内，物料通过预热、煅烧及冷却后出窑。这种单膛窑型的特点：设备较少，工艺操作和控制简单，单位电耗较低，但石灰质量低于双膛窑和套筒窑。弗利达窑的特点：燃料的供给采用周边烧咀及烧咀梁技术，300吨以上的窑全部采用烧梁技术，燃烧技术简单可靠，耐材只使用标准砖，窑烟气温度高，在2600C——3000C，热利用率低。弗卡斯窑的特点：燃料的供给采用半边烧咀及烧咀梁技术，烧咀由传统的“单T”型烧咀梁改进为现在的“双T”型烧咀梁，采用三路压力系统，也就是增设了后置煅烧带，好处在于使石灰煅烧更加均匀，三路压力系统的另外一个优越性是进一步降低了石灰中的硫含量。从热耗的对比中可以看出，弗利达窑的热耗是最高的，弗卡斯窑次之。（三）、套筒窑的工作原理：套筒窑也称双C窑，石灰石从窑顶部加入向下移动，与来自上部煅烧区的高温气体流动方向相反，高温气体对石料进行预热。预热后的石灰石分别在“上煅烧区域”逆流煅烧和在“下煅烧区域”并流煅烧，最后煅烧好的石灰进行入冷却带冷却卸出。套筒窑型特点：热利用率高，石灰质量稳定；烟气中二氧化碳浓度较高；设备较多，工艺、操作、控制相对较复杂，单位电耗较高，且存在燃烧室过桥塌桥的隐患。我们在调查过程中，大部分窑型供应商都声称其窑型可以使用低热值煤气，但在国内未有使用过的厂家，其技术处于理论研究阶段，在调查中除弗利达窑供应商承诺可使用低热值煤气外，其实供应商都建议尽量使用混合高热值煤气作燃料（即高炉煤气中加入25%的焦炉煤气即可达到要求），因为，如果使用低热值煤气作燃料，供气系统管网、风机、阀门和测量装置必须加大，这就必然造成投资加大、单位热耗和电耗较高，运行成本相对增加。考察结论：结合广东韶钢焙烧厂用低热值煤气煅烧石灰的情况及他们的选窑经验和调查结果分析，我们认为，新钢铁园区配套石灰生产线选用的窑炉，建议使用高焦混合高热值煤气作燃料，这样，石灰产品才能满足新园区炼钢生产对其质和量的要求。四、对石灰煅烧窑炉选型的建议根据以上资料分析以及对使用各窑型用户的调查比较，为确保新钢铁园区炼钢用石灰熔剂产品质和量的要求，我们经考察后认为：尽可能使用高热值混合煤气作为煅烧活性石灰的燃料。窑型选择为：（一）、如果新钢铁园区能够提供高热值混合煤气，建议选择迈尔兹窑（标准型）比较适合，虽然迈尔兹窑投资最高，但技术成熟、运行可靠、热利用率高、石灰质量稳定。（二）、如果新钢铁园区只能提供热值偏低的煤气，建议选择弗利达窑，该窑型设备不复杂，电耗低，运行、操作简单，石灰石粒度适应范围广，能使用热值偏低的煤气，且投资相对较小（日产1000吨规模的窑，弗利达公司报价8000万元总包）。弗利达公司承诺，该窑型建成投产后，如果生产的石灰产量和质量达不到要求可拒付费用，但我们在广东韶钢考察中获知，低热值煤气窑煅烧的石灰煅烧不均匀，质量极不稳定。为进一步摸清以上两种窑型在实际生产中的优劣对比情况，为最后确定窑型掌握第一手资料，我们建议下一步对气烧迈尔兹窑和弗利达窑进行实地考察。重点考察弗利达石灰窑所用的低热值煤气煅烧石灰的业绩情况。5月份禄丰德钢以煤为燃料的弗利达石灰窑即将投产，届时，我们可进一步了解其相关情况。石灰窑考察组二〇〇八年四月十一日