甘肃陇西凯华化工有限公司2x170技术

甘肃陇西凯华化工有限责任公司2×170吨/天活性石灰项目技术文件石家庄市新华工业炉有限公司二○一一年五月河北省冶金行业协会理事单位压力容器协会理事单位ISO9001认证企业-1-1、简述1．1电石生产使用活性石灰，具有反应速度快、反应能力强、性能活泼、降低能耗的特点。活性石灰具有如下特性：体积密度小：1.4～1.8g/cm2气孔率高：＞50%比表面积大：1.6～2㎡/g晶粒细小：3μm活性度高：≥340ml(4N-HL-10min)CaO纯度高，一般大于90%使用活性石灰生产电石比使用普通石灰节电5~10%。根据贵公司电石工程情况，一期改造1台，新建2台电石炉，相应配套2座活性石灰竖窑预留1座位置，公辅设施按3座考虑。结合贵司所提燃气条件，设计规划2×170t/d活性石灰窑工程，其工艺布置及技术方案如下：河北省冶金行业协会理事单位压力容器协会理事单位ISO9001认证企业-2-2.梁式竖窑技术特点◆生产规模100～600t/d圆型窑或矩型窑。◆窑操作弹性大，从60-110%任意调节，均能实现稳定生产，而且不影响石灰质量和消耗指标。◆适用多种燃料：天然气、煤粉、电石炉尾气、焦炉煤气、混合煤气、高炉煤气（热值≥750kcal/m3）或煤粉与煤气的混合燃料。◆热耗低，热能利用合理，二次空气通过冷却石灰预热，一次空气通过预热器预热进入燃烧梁，燃料完全燃烧，热值充分利用。◆采用低热值燃料，空气、煤气双预热；采用高热值燃料，只预热空气。◆应用低热值燃料，除保留原窑型双层烧咀梁外，还设置了周边燃烧系统，使煅烧截面更加合理。◆窑体结构特点：1）窑体呈准矩形，窑体设置上下两层烧咀梁和周边烧嘴，窑体上部设置窑气抽出管（上吸气梁）,窑气抽出管上部为储备石灰石区域,抽气管至上层烧咀梁之间为预热区，利用高温煅烧后的窑气预热石灰石至煅烧的温度,上层烧咀梁至下层烧咀梁之间区域为煅烧区，石灰石均匀煅烧成活性石灰，此区域根据石灰质量、产量要求加以调节。2）当一定量石灰石通过窑顶加料门进入储备区，均匀分配于窑截面上，窑顶的两道密封门自动密闭阻止空气在加料时进入窑内，因而不影响窑顶的负压。石灰石加入窑内缓慢往下移动，煅烧分解成产品—活性石灰。整个系统分为：储料带、预热带、煅烧带、冷却带。3）采用两层烧咀梁是该窑的技术诀窍和核心部分，烧咀梁采用导热油冷却。根据产量梁内设置若干个烧嘴，使多点供热的范围覆盖石灰窑整个横截面，通过调节各烧嘴组分配比来保证供热均匀，通过调节空燃比来保证燃烧效率。从而保证了石灰的生过烧率和高的活性度。4）窑上层设一层窑气抽出管即上吸气梁，梁下侧设有多个分布均匀的开口，窑气通过开口由吸气梁抽出，保证窑内整个截面的负压分布均匀，使该河北省冶金行业协会理事单位压力容器协会理事单位ISO9001认证企业-3-窑整个段面的气流分布均匀和顺畅,保持最佳燃烧效果和最低燃料消耗。5）在窑下层冷却带位置设置一套窑下冷却器，冷风从冷却器鼓入，使石灰冷却，换热后的空气上行至煅烧带参与燃烧。6）窑体除横贯1层窑气抽出管，2层烧咀梁和出灰机构外无其他内件，耐火材料表面垂直规整无异型，因而该窑结构简单，钢结构和耐材用量小，维修量小，操作费用低，热能耗、电耗比较低。7）炉窑操作配置PLC控制操作系统，整个操作控制系统简单易掌握。河北省冶金行业协会理事单位压力容器协会理事单位ISO9001认证企业-4-3.生产规模及产品方案3.1生产规模根据年产11.2万吨活性石灰要求，规划建设2座170t/d双梁式竖窑。3.2外部条件3.2.1原料生产石灰原料是一种天然的碳酸钙（俗称石灰石），由于石灰石组成及物理机械性能不尽相同，因此要想生产出好的石灰必须对石灰石化学成分及杂质有一定的要求：附注：石灰石质量标准(ZBD53002-90)项目指标化学成份%CaOMgOSiO2PS特级≥54＜3≤7.0≤0.005≤0.002一级≥53＜3≤1.5≤0.001≤0.003二级≥52＜3≤2.2≤0.02≤0.10三级≥51＜3≤3.0≤0.03≤0.12本工程采用石灰石原料粒度要求30～60㎜，经原料场筛分后直接送至窑前受料仓，年用量23～24万吨。以上条件应稳定可靠3.2.2燃料：本工程采用电石炉气为燃料，由电石炉尾气高温除尘后直接送入。其中：电石炉气热值2400～2800kcal/Nm3名称粒度（mm）化学成分%CaCO3Fe2O3+Al2O3MgOSP石灰石30~60≥96≤1.0≤1.0≤1.0≤0.02河北省冶金行业协会理事单位压力容器协会理事单位ISO9001认证企业-5-流量3000～3500Nm3/h·座总管压力14～17kpa窑前压力10～14kpa炉气温度：220～260℃3.2.3干燥压缩空气（无水无油）供气压力≥0.6～0.8MPa使用压力0.2~0.6Mpa流量400m3/h露点-40℃3.2.4供水循环水：主要风机和油泵设备冷却水。入口压力0.2~0.4MPa入口温度：≤36℃总硬度：15德国硬度（300ppm）流量：30~50m3/h3.2.5电源双电源供电（导热油系统设双回路保安电源）低压380V/220V±5%频率50±5Hz交流三相四线制，中心接地3.2.6氮气（燃气置换）供气压力≥0.6MPa使用压力0.2~0.6Mpa流量500m3/h露点-40℃3.3产品方案在保证原料和煤气质量、竖窑正常稳定操作的条件下，保证11.9万t/a河北省冶金行业协会理事单位压力容器协会理事单位ISO9001认证企业-6-产量，利用系数0.6t/m3·d。双梁式石灰竖窑能煅烧出均匀的、反应速度快、反应能力强、性能活泼的活性石灰。体积密度小：1.0～1.2g/cm2晶粒细小：3μm气孔率高：＞50%粒度：10～40㎜比表面积大：1.6～2㎡/g生过烧率≤8%CaO含量≧90%活性度≧320ml河北省冶金行业协会理事单位压力容器协会理事单位ISO9001认证企业-7-4.工艺部分4.1工艺流程图原料筛分上料斜桥窑顶布料器170t/d双梁竖窑废气布袋除尘引风机烟囱电石炉气空气预热器出料斗电磁振动给料机储料斗振动给料机窑下皮带输送机石灰石料场卷扬机料斗助燃风机上吸气梁窑下冷却器窑下冷风机大倾角皮带机成品仓河北省冶金行业协会理事单位压力容器协会理事单位ISO9001认证企业-8-4.2工艺流程简述（1）原料筛分部分。（2）竖窑部分：此部分包括上料系统、燃烧系统、导热油系统。①上料系统：当窑体料位计指示需要装料时，窑前料仓下部的电机振动给料机（处理能力100t/h）开始工作，向上料小车（装料2t）内装料，延时30～90秒（可调）后停止装料，延时2～5秒启动卷扬机，由卷扬机（卷扬机型号JM10，牵引力100KN）牵引料车沿斜桥轨道上升，料车到达窑顶后通过窑顶布料器（窑顶布料器为双段式布料器，以防止卸料时窑外空气进入窑内）将合格原料装入窑内。②燃烧系统：物料进入窑内均匀下落，依次经过储料带、预热带、煅烧带、冷却带转化为成品活性石灰进入出灰储运工序。在储料带设置有1层3根上吸气梁，上吸气梁横贯于窑截面上，设置有均匀布置的吸气口，以保证窑内废气均匀的排出窑外，有效防止了窑壁效应。在煅烧带设置有2层5根燃烧梁（上3下2），烧嘴型式为电石尾气专用烧嘴。煅烧区域布满窑内整个截面，煅烧带温度1100℃～1250℃，原料石灰石在此处经过均匀煅烧，转化为活性石灰。在冷却带设置有1套窑下冷却器，通过窑下冷却风机鼓入冷风，将成品灰冷却到100℃～120℃。在此系统内助燃空气经过换热器温度提高到200℃左右，进入燃烧梁和周边烧嘴，助燃空气气源主要由助燃风机提供；窑内废气一路向上经过上吸气梁排出窑外，进入空气换热器换热后进入主除尘器，除尘后废气含尘量50mg/m3,进入主引风机，通过50m高烟囱排入大气。③导热油系统：在整个系统中，导热油系统是石灰窑的一个关键组成部分，它担负着对燃烧梁的冷却任务，以保证设备的正常使用。导热油系统的主要设备有储油罐、电动加油泵、散热器、过滤器、离心油泵组、膨胀罐。导热油系统使用的介质油是导热油（标号为申兴HD320）。河北省冶金行业协会理事单位压力容器协会理事单位ISO9001认证企业-9-导热油系统工作流程：电动加油泵将导热油从储油罐（容量3140L）注入循环系统。启动循环油泵，导热油顺着进油管进入上、下燃烧梁，将设备冷却下来，顺着回油管回到散热器，散热器上装有三台轴流风机，风量58841m3/h，油温170℃时，三台轴流风机全停；油温170℃时，启动1台轴流风机；油温180℃时，启动2台轴流风机；油温190℃时，启动3台轴流风机），温度降下来以后进入过滤器，从过滤器再回到循环油泵。导热油系统可以进行自动控制。系统装有热电阻温度计、流量传感器、压力传感器等自动监控设备，确保导热油系统工作正常。（3）出灰储运系统：煅烧的成品灰通过窑底均匀布置的4个出灰斗卸料，在每个出灰斗下面设有电磁振动给料机，在电磁振动给料机下面设有称量装置，此处为连锁控制，能够对每个出灰口的出灰量进行调节，以保证在整个窑截面上出灰均匀，防止出现偏窑现象。从称量装置出来的灰直接进入储料斗，储料斗中的料通过电机振动给料机卸到窑下平皮带。4.3主要技术经济指标竖窑主要技术经济指标序号名称数值备注1竖窑型式双梁窑2竖窑座数2座3日产量340t/d4竖窑有效内径4490mm×3240mm5竖窑有效高度21m6竖窑有效容积280m37烟尘排放浓度50mg/m38年产量11.2×104t9燃料电石炉气流量3000～3500Nm3/h·座河北省冶金行业协会理事单位压力容器协会理事单位ISO9001认证企业-10-电石炉气窑前压力10～14kpa10生过烧率≦8%11利用系数0.6～0.7t/m3.d12日历作业率92%13年作业天数335天14产品粒度10～40㎜15CaO含量≥90%活性度≥320ml16石灰石消耗1.78t/t灰17竖窑大修周期5年河北省冶金行业协会理事单位压力容器协会理事单位ISO9001认证企业-11-5、工业炉5.1生产规模生产规模确定为年产11.2万t石灰，主要煅烧设备为2座日产170t双梁竖窑，年工作日330天，三班制，8小时作业。生产能力计算：小时产量：14.17t日产量：14.17t×24h=340t年产量：340t×330d=11.22万t5.2热工流程简述合格料经窑前料仓落入上料小车送入窑内，料面均匀下落，经预热带、煅烧带、冷却带，在煅烧带设置二层潜入式燃烧梁，上三下二共五根。燃烧梁延伸跨过窑的横断面，燃料通过燃烧梁均匀排列喷嘴与空气混合喷射入窑体截面（石料床）混合燃烧。石料经1100～1250℃高温煅烧，分解形成石灰落入冷却带，定时经4个出灰斗进行称量，进入储料斗，经皮带输送机进入成品仓。5.3热工设备的规格和设计参数窑壳总高23.75m竖窑有效高度21m竖窑有效内径4.49m×3.24m竖窑有效容积280m3煅烧温度1100～1250℃5.4窑体结构组成：5.4.1竖窑窑壳结构：竖窑窑壳选用钢结构功能：◆保证竖窑窑衬砌体牢固可靠;◆保证窑体的密封性；河北省冶金行业协会理事单位压力容器协会理事单位ISO9001认证企业-12-◆支撑窑体上的各种载荷；◆保证燃烧过程的正常进行；竖窑结构合理与否直接影响到石灰的质量、产量和使用寿命。窑壳选用12mm钢板焊成，为确保钢窑壳强度可靠和密封性，在横向焊缝处增加一圈12㎜厚的箍筋板，内壁增加一圈12㎜厚的水平隔板，为消除四角处内应力，在四角内壁焊了纵向角形筋板，设计在煅烧过程窑温上升砌筑材料膨胀、石料分解生成的气体向外膨胀时，窑体不会胀裂和开焊。为了施工检修方便，在不同高度设三个人孔，若干个检修门。5.4.2竖窑窑衬：窑衬的作用是形成窑型，维持窑温，保护窑壳等装备不受高温作用，砌筑炉衬的耐火材料应具有耐高温，高强度及防化学侵蚀，抵抗上升气流冲刷的能力，并且有隔热作用。窑衬厚度约680mm，工作层使用一、二级高铝砖，隔热层使用二级高铝砖、粘土砖，保温层是硅藻土保温砖、硅钙板、纤维毡。5.4.3竖窑窑盖：窑盖是窑体顶部的支撑部