1 设备概要

      煅烧设备的配置,辅助设备的配置及附带设备所占地形状与套筒炉有所不同。这种炉子典型的工艺流程图示于图2-1。

      首先把水洗筛分后的合格石灰石用皮带机或提升机送入原石仓1号 中存放,根据操作周期由给料器 2 将料排出,用筛子3 筛除小于标准尺寸的原石后,在称量斗4中秤量出一批料的石灰石投入翻斗料车 5 内。筛下的不符合尺寸的原石由皮带机送往另外的料仓。翻斗车中的石灰石由提升机提升至炉顶,一次倒入辅助料斗 6 ,再由可逆皮带机7 通过装入料口 8及料钟 11交替地投入两个炉身。另外,燃料由泵通过截止阀15 ,流量调整阀均匀供给燃烧炉身上的 19 根喷枪 13 , 。罗茨风机送来的2次空气由炉顶燃烧空气切换阀10和燃料一起周期性地吹入燃烧的炉身之内。

      投入炉内的石灰石在仪表化设备管理下,经过预热、分解、冷却成为石灰排出炉外。石灰用与料位计 . 联锁动作的卸料器从各炉内排出,并经收集器存放在产品料斗中,再由送料器 9 排出,用皮带机等送至各产品料仓。在燃烧的炉身内燃烧了的气体经过炉身的通道 14 在另一炉身中上升预热石灰石,并经废气切换阀 12 进入除尘装置除尘后放入大气。

2 原理

      如图 8-2 所示,炉子由具有预热(蓄热)带(V)、煅烧带(B)、冷却带(K)的两座紧邻的炉身组织而成。两座炉身在由煅烧带过渡到冷却带处相连结。

      图中炉身II为燃烧状态。由在预热带中部侧壁悬挂的喷入燃料的喷枪把燃料(F) 喷入预热带和煅烧带的交界处。燃料在高温条件下气化。另外,燃烧用空气从上部送入,在原石的空隙中和气化了的燃料混合向下燃烧。石灰石偕燃烧生成气体同向流动进行煅烧。冷却空气从炉子下部的卸料器同时送入两座炉身,边冷却石灰边上升,在通道处与高温气体合流进入炉身并上升预热石灰石,然后作为低温废气经切换阀从炉顶排入大气。在此期间,石灰石顺炉顶溜槽投入炉身中。这样煅烧一定时间后暂停止燃料、燃烧空气、冷却空气的供给和产品的排出,炉顶切换阀转换,炉身 I 转为燃烧状态。

      图 2-3 表示了装入物和空气以及燃烧废气的温度分布。在燃烧开始处,由于未燃烧的石灰石不伴有温度升高而急速吸收供给的热,所以石灰石温度与燃烧生成气体比较没有明显的上升,温度不超过900℃。在煅烧带下部,几乎把所有有效热量都传给了被加热物的气体和大体煅烧了的石灰石,气体在这部分以微小的温差把热量传给石灰石,进行残余的未分解物的煅烧。石灰温度大约上升至 1100℃。冷却空气从两炉身的下方开始如图示的虚线变暖,和通过煅烧带的废气合流,流经通道,在预热带把石灰石加热至接近分解温度,混合气体被冷却到约100℃时排出。

      图 2-4是图示化的炉内气体流动情况。图中划线部分表示气相,未划线的部分表示固相。石灰石在预热带被预热至分解温度,虚线表示的是CaO, 和CO2的热分割线。在煅烧带,石灰石的热量区分为两种。CO2的热量(横线部分)以气体形态再回到预热带,预热进入煅烧带前的石灰石。在冷却带,冷却空气(竖线部分)从 CaO中夺取热能,带到预热带。因为采用了这样高度利用废热的再生预热方式。所以燃料的 80%得到有效利用。

3 构造

      炉子的构造如图2-5所示。

石灰煅烧设备的选型之麦尔兹竖窑

(1)竖炉 由 2-3个圆形或方形炉身构成,外壳是钢板,内部砌筑耐火砖和绝热砖。炉身在煅烧带下部由通道相连接。

(2)喷枪 向炉内供给燃料的喷枪悬挂于预热带中部侧壁,由三层套管组成。最内部的管子送入雾化的燃料,第二层的管子送入冷却空气,外层管内装隔热材料起保护隔热作用。另外,为防止原石落下的冲击和磨损,枪上面装有保护盖。一个炉身内有19( 根喷枪,燃料的分配如图2-6 )。在蓄热侧炉身的喷枪喷蒸气,防止氧化和堵塞。

(3)通道 通道处于煅烧带和冷却带的接合部。如图 2-7所示在燃烧侧生成的气体从炉身外侧均匀地进入蓄热侧炉身。

   (4)原石投入装置 原石投入装置由辅助料斗、可逆皮带机、装料口及钟组成。石灰石由提升机或皮带机装入辅助料斗,然后,由可逆皮带机存放到接受了指令的炉身的料钟内。转换动作完成后料钟内石灰石装入蓄热侧炉身内。装料口随后变成第二个系列程序,各机器的动作按照炉子的时间表进行。

   (5)炉顶气体转换装置 在炉顶各设置一个燃烧空气转换阀(燃空阀)和废气转换阀(废气阀)。燃烧时燃空阀打开,蓄热炉的燃空阀关闭。空气从燃烧炉送入。燃烧炉的废气阀关闭,蓄热炉的废气阀打开,废气从蓄热炉向炉外排出。各阀的状态相反燃烧炉便相互转换。

(6)控制机械 控制机械是实现对应于产量的时间设定、原石料位和产品排出量的控制,根据通道温度管理燃烧的ON-OFF 控制的装置。

      燃烧时间可以根据控制盘的时间定值器任意调整。按一定的周期将重锤降到原石投入面,据此测定原石的料位,与标准料位相比较向产品排出装置发出指令。通道温度设定有一次高温及二次高温,高温时借切断燃料的方法控制炉内温度。

      图 2-8、图 2-9 和图 2-10, 联合表示了炉身 I 和炉身 II 交替进行燃烧和蓄热状态进行过程中炉内料面的循环变化。图2-9 表示炉身 I 和炉身II 的工作制度。黑色长方体表示燃烧状态,时间间隔为 A,空格长方体表示蓄热状态,时间间隔也是A,其间为转换时间,时间间隔为B,转换期间向刚结束燃烧状态的炉身装料(从 L料位装到 H1 料位)。即当炉身 II 开始进入燃烧阶段时炉身 I 料位为 H12 ,炉身 II 为 H2 ,随时间间隔 A 的延长,炉身 I 料位逐渐由 H1降低到 A 结束时降到 H2 处。此期间炉身 II 料位同步由 H2 降到 L 料位处,然后进行转炉,在转炉期间炉身 II 料位由 L 外装至 H1 料位,而后又进入炉身 I 燃烧。炉身 II 蓄热运行期,经过A 时间炉身 I 由 H2 降到 L,炉身 II 由 H1 降到H2 再进行转换,如此周而复始。图 2-10 就反应了该两炉身料位随时间变化的情况。

(7)产品排出装置 油压驱动卸料器把产品排出至收集器内,根据控制机械的指令增减油量,改变卸料器的速度。在燃烧炉转换时,开放收集器把产品排入产品料仓。

(8)送风装置 燃烧空气和冷却空气都由专用罗茨风机送入炉内。根据过剩空气比和产量任意设定送风量。炉子在燃烧过程中为正压,通常风压在 ,30Kpar以下操作。

(9)程序定时器 一个周期的时间一旦被确定,程序计时器便是指令此一周期中的各个工序(炉顶阀的转换、燃烧、原石的投入、其他)的开始及终了的控制装置。这个时间的变更可任意调整。

(10)耐火材料 耐火材料及炉衬构造如图 2-11 所示,构造简单,耐火材料种类也少。各部炉衬的构造如下:

预热带(蓄热带)———硬质粘土;绝热料;石棉板。

煅烧带———碱性耐火砖;粘土;粘土粒;绝热料;石棉板。

冷却带———粘土;绝热料;石棉板。