解密燃煤混烧石灰窑超低耗能

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1、解密燃煤混烧石灰窑超低耗能（燃煤比）的热工原理及操作要点一、石灰竖窑的热工原理：石灰竖窑采用逆流预热煅烧原理，石灰在窑内的热工过程是在窑内自上而下经过三个区域：预热区、煅烧区、冷却区，助燃空气自下而上与物料逆向运动，在上述区域内做不同的热工过程，助燃空气在窑底进入，首先与下降到冷却段已煅烧好的石灰进行预热，在预热的同时完成冷却，经过热交换预热后的热空气进入煅烧区，在煅烧区提高煅烧温度完成助燃作用，由煅烧区流出的含有CO2成分的高温气流进入预热区，高温气流与进入窑内的石料和燃料再次进行热交换，在热交换的同时

2、降低了自身的温度，减少了出窑废气带出的热能，这种逆流热交换方式的合理性显而易见，是其它窑型所不能比拟的。二、石灰窑的煅烧理论：石灰的煅烧就是借助高温将碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳，其反应式如下：CaCO3→CaO﹢CO2—177.6KJCaCO3的分解压力与分解温度、速度的关系：CaCO3的分解过程是一个吸热、多相反应，它的平衡常数表达式为：CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)其平衡常数为：　Kp＝PCO2/P（1）　式中P—标准大气压。因此，CaCO3的分解温度就是其分解压（PCO2）等于气相中

3、CO2分压（PCO2）时的分解温度。用化学反应等温方程式表示如下：　△G=－RTlnKp+RTLnQP=RTlnQP/Kp（2）　式中QP—非平衡时的比例常数。　只有QP＜Kp，△G＜0时，分解反应才能自动进行。据此创造条件来满足石灰石的煅烧气氛：（1）减少产物[WTBZ]CO2气体的压力，即采用风机不断抽出窑气混合物，从而使QP降低。（2）提高温度，增大Kp。　根据CaCO3的分解反应，CaCO3的分解压PCO2与分解温度T的关系可用热化学方程式表示如下：　lgPCO2＝－8920/T+7.54(3)

4、　式中T—分解温度，K。　此方程可知，CaCO3在一定温度下要对应一定的分解压，并随着温度的升高而升高，而且升高的速率相当快，因此升高温度是加速CaCO3化合物分解的有效措施。在实际生产中，石灰在窑炉内煅烧并不是理想状态下，石灰石表层在810～850℃开始分解，而内层由于分解表层CaO的气孔中充满分解析出的CO2，石灰石内层的CO2分压比窑气中高，分解温度也相应要高。因此可通过引风机不断抽出窑气，采取负压操作，加快CaCO3的分解速度，可缩短石灰石在窑内烧成带的停留时间。三、石灰竖窑煅烧石灰需要的热能：根

5、据上述煅烧原理计算，分解1kg石料需要1776KJ热量，当采用热值为2.9X104KJ/kg的焦炭作为燃料时，理论上分解1000kg石灰需要60kg焦炭，实际上，由于废气热损、窑壁散热、石灰带热、水分蒸发及燃料不完全燃烧等原因，所需燃料至少要增加8-12%，所以分解1000kg石灰至少需要70kg以上焦炭，折合成标煤70kgX0.971=67.97kg，如果按照生产一吨石灰需要分解1.8吨石料计算,67.97kgX1.8=122.34kg标煤，所以，生产一吨石灰理论上需要标煤122.34kg。四、竖窑热能

6、的利用与节能措施：既然竖窑煅烧一吨石灰需要122kg标煤，那么在实际生产中有的窑型燃煤用量高达150-180kg，而有的窑型用煤却低于理论122kg用煤数据？为何有这么大区别？这个目标可以实现吗？我们可以从以下方面找到答案：1、先进节能设备的选用：首先要选用先进节能的配套装备，通过生产实践得知：合理利用先进节能型的供料、配料、布料、供风、布风、出灰装置等设备是实现节能的主要措施，此项功能叙述可见：《解密新型混烧石灰竖窑高生产率和高效节能的有效措施》—协会调查九，此处不再详述。2、石灰竖窑热能在生产操作中的

7、有效利用：同样的装备如果操作方式及方法不同节能效果也不同，同样的装备配置，如何利用上述热工制度的特性，通过热工过程的优化操作来达到提高煅烧质量、降低煅烧耗能，是很有意义的，也是一个节能的有效途径。石灰在竖窑煅烧过程中，煅烧区进入预热区的初始温度一般在950°左右，煅煅烧区进入冷却区的温度也在900°—1000°范围内，那么，怎样利用这两个煅烧带的温度进行合理余热利用进行热交换？一般控制窑顶温及排灰温度的热损失是有效的节能降耗措施。据文献记载，石灰竖窑的热损失主要有以下5个方面组成：（1）、窑体的热损失占总

8、热量的14%左右。（2）、窑气带出的热量占总热量的6-8%左右。（3）、石灰带出的热量占总热量的2-3%左右。（4）、燃料未完全燃烧占总热量的2-3%左右。（5）、蒸发物料的水分占总热量的0.2-0.3%左右。以上影响热能损失的5项中，第1项一般通过选择高性能的保温材料及增加窑壁耐材厚度可以减少一些热损失，此项是外在固定的，在生产中是不可调的，我们只有从后4项中通过生产操作进行调节来降低热能损耗，实现节能目的。经过我们调查发现