中国粉体网讯 随着钢铁、电石、氧化铝、耐火材料等工业迅速发展，石灰供应紧张，从而刺激了各类土石灰窑项目大量上马。要彻底治理土烧窑的污染，必须推行现代新技术石灰窑，从根源解决需求的问题。所谓现代新技术石灰窑就是具有环保、节能功能和机械化、自动化程度较高的现代化石灰窑。粉体网编辑整理了石灰窑的部分内容，与大家一起了解目前的石灰窑工艺、窑型分类、配套设备。
石灰窑 图源：山西新三维工程科技有限公司
1石灰窑的基本原理和热工工艺
1.1石灰窑的基本原理
石灰石主要成分是碳酸钙，而石灰主要成分是氧化钙。烧制石灰的基本原理是借助高温，把石灰石中碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳的生石灰。
1.2工艺过程
石灰石和燃料装入石灰窑(若气体燃料经管道和燃烧器送入)预热后到850℃开始分解，到1200℃完成煅烧；经冷却后，卸出窑外，即完成生石灰产品的生产。不同的窑形有不同的预热、煅烧、冷却和卸灰方式，但有几点工艺原则是相同的，即：原料质量高，石灰质量好；燃料热值高，数量消耗少；石灰石粒度和煅烧时间成正比；生石灰活性度和煅烧时间，煅烧温度成反比。
各类石灰窑 图源：粉体网
2不同石灰窑应用
2.1回转窑
目前，我国自主研发的带竖式预热器和竖式冷却器的石灰回转窑系列产品已经在国内广泛推广。设计生产能力涵盖250t/d～1200t/d，以满足不同企业的需求。以一条比较完善的600t/d石灰回转窑生产线为例：投资在4000~4500万元，热耗低至1150x4.18kJ/kg以下，电耗在45kwh/t以下。回转窑可使用国内普遍采用的煤粉、电石炉煤气、焦炉煤气、天然气、混合煤气，以及多种煤气混烧、或多种煤气与煤粉混烧，基本可以满足生产企业利用当地廉价能源的要求。
2.2双膛竖窑
双膛竖窑作为先进的石灰窑炉之一，其最大特点在于并流蓄热焙烧原理，它具有石灰生产行业所认可的最小热消耗。目前，国内设计的双膛竖窑，设计能力覆盖120t/d～800t/d，气体燃料热耗低至850x4.18kJ/kg，电耗40kwh/t，煤粉和煤气热源安全可靠，关键窑衬寿命可达3~6年。
2.3套筒窑
套筒石灰竖窑于上世纪80年代引入国内。目前市场上典型的套筒窑窑型规格有150t/d、300t/d、500t/d、600t/d等。套筒窑操作较为简单，产品质量稳定，活性度在360ml以上，气体燃料热耗在900x4.18kJ/kg，电耗40kwh/t，窑衬寿命可达3~6年。但套筒窑结构复杂，异型砖多，砌筑复杂，维修困难，基建投资高，不宜烧煤粉是制约其发展的主要问题。
2.4梁式窑
梁式窑是以燃烧梁为热工工具焙烧石灰的石灰生产设备，自2000年国产化以来，国内已建100t/d~500t/d的梁式石灰窑200多座，并且已经输出到了国外。梁式窑适用多种燃料，如天然气、焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气(热值≥800x4.18kJ/m3)、混合煤气、煤粉、焦粉、重油或固液、固气混合燃料。生产操作正常时，石灰活性度可达350ml以上，能耗可达900x4.18kJ/kg，电耗可达30kwh/t。
2.5混料窑
当前国内流行的混料窑主要有三种：机械化竖窑、节能窑、马氏窑。
国内机械化竖窑，窑型有50~500m3，利用系数在0.65~0.8，燃料采用焦炭、无烟块煤、无烟煤球。吨灰热耗为140公斤标准煤，生过烧在10%左右。
节能窑是建材行业在土窑基础上，合理优化窑形结构，增加配料设施，供风排气装置后开发的节能型石灰窑。窑型有50~300m3，利用系数在0.5左右，燃料采用无烟碎煤。吨灰热耗为140公斤标准煤，生过烧在10%左右。
马氏窑的窑形为花瓶型，产能为150t/d，利用系数在0.2左右，燃料为无烟块煤。采用石灰石CaO含量53.5%，SiO2含量1.25%，筛分后粒度40-80mm，燃料无烟粒煤20-40mm，低发热值≥6500kcal/kg。石灰质量可达到CaO>90%，活性度>300ml。
3石灰窑主要设备及配套设施
石灰窑的基本结构和设备石灰窑主要由窑体、上料装置、布料装置、燃烧装置、卸灰装置、电器、仪表控制装置、除尘装置等组成。
3.1布料器
混烧石灰窑布料是关键一环，布料器选择和使用效果对石灰窑的生产效率有很大影响，现在有各种各样布料器，包括旋转布料器、海螺形布料器、固定布料等。选用原则，一是能让所用石灰窑原燃料均匀混合，大小粒度合理分布；二是具有耐高温、耐磨损特性；三是方便检修。
3.2燃烧器
气烧窑它的主要附属设备是燃烧器，气体燃料通过燃烧器把可燃气体和所需氧气(空气)按一定比例在燃烧器内混合后送入炉内燃烧，不同的燃气所需的空气量不同，不同的炉型，不同的加热方式，需要的火焰类型也不相同。如预混式、半混式、外混式及氧化焰、中性焰、还原焰等。气烧窑的燃烧器一定程度上决定着石灰窑的煅烧效果。
3.3供风装置
无论混烧窑还是气烧窑都需要合理供风，燃烧都必须具备三个条件，即燃料、空气(氧气)、明火，缺少任何一项条件都不会燃烧。风的用量是根据燃料的可燃成分的需氧量来计算，若供风不足燃料就不会充分燃烧，供风过量过剩空气则变成烟气带失大量热量，从面造成燃料的增加和浪费。风机的选择既要有理论计算，又要根据具体炉型和实际经验为依据。
3.4除尘设备
3.4.1旋风除尘器-初级除尘
比较适合对高温、粗细粉尘颗粒物分离收集，效率高，处理风量大，性能比较稳定，适合对烟气进行初级除尘。
3.4.2布袋除尘器-二级除尘
石灰石粉尘烟气经过反应和初级除尘后，烟气温度较低至180℃以下，温度满足布袋除尘器的温度要求；烟气中酸性气体浓度降低，腐蚀性小，布袋适用寿命得到保障；粉尘颗粒为干燥粉粒，粉尘附着性差，不易粘袋、堵袋、布袋除尘器适合捕集细小、干燥、非纤维性微细的尘粒；对处理气量变化适应性强，可捕捉粉尘粒径范围大，且结构简单，运行稳定。
结语
目前，国内石灰窑的种类较多，但工艺原则大同小异，真正的差异在于需求的不同。在实际生产中，可以从整体到局部考虑如何解决窑炉问题；同时注重日常维护，注重配套设备的优化。
参考来源：
邬建国，等：工业石灰窑生产技术评述，中盐内蒙古化工股份有限公司
王勇，等：石灰石工业窑炉常用除尘器特点及应用，新疆有色冶金设计研究院有限公司
白城，等：冶金石灰窑炉节能技术及发展方向，中冶焦耐(大连)工程技术有限公司
