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    全面解析煤气发生炉煤气生产活性石灰的关键技术

    2015-03-13 17:41:54
    全面解析煤气发生炉煤气生产活性石灰的关键技术
                    北方炉窑协会
          一、前          
      
    这个世界只有变是不变的。产品也是如此,只有不断的革新,才能创造出更加符合大众需求的好技术、好产品,只有不断的变化,才能更加的符合这个发展中社会的需求。自从2007年由唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车设计的国内*.*/*座168m³煤气发生炉煤气石灰窑在山东济南成功点火生产后,有关煤气发生炉煅烧石灰的技术在不断完善、不断进步,随着国家新环保法的实施,该项技术越来越受到用户青睐。该项技术作为气体燃料彻底取代了传统用固体、液体燃料煅烧石灰的方式,提高了石灰的质量,达到了环保要求,改善了工厂环境,节省了能源的消耗,减轻了工人的劳动强度,提高了经济效益和社会效益,它在石灰行业有着广泛的发展前景。该项技术经过近十年的发展都有哪些技术进步?都有哪些创新?笔者通过对该项技术的跟踪调查,在生产实地调取了大量应用数据与用户反馈信息,同时综合了对原创技术团队的进一步采访调研,通过对该项技术的全方位解析,使得这项技术首度揭开面纱。
    • 二、煤气发生炉的前生与今世
      1. 关于煤气发生炉的渊源:
       煤气发生炉最早由德国于上个世纪初发明,解放后由前苏联传入我国。早期主要是用于化肥及民用燃气领域,后来伴随国家环保政策的要求,于上世纪90年代逐步扩大应用于金属锻造、热处理、轧钢、陶瓷等行业。煤气发生炉炉型主要有一段式、两段式发生炉、鲁奇炉、沸腾炉等。目前国内使用最多的是一段半式及两段式煤气发生炉,可以说,利用煤气发生炉产生煤气的技术是很成熟的。
      从50年代至80年代初国内使用的炉型基本上是国产的常压固定床煤气发生炉炉型。80年代初国先后从美国、意大利、法国、英国等发达国家引进两段式发生炉气化技术,很快在国内某些厂家开始研制生产两段炉,煤炭气化技术在国已有近50年的历史,我国已研究开发出了若干种成熟的煤气化技术,如传统的常压煤气化方法:有煤的干馏制气、焦炉制气、炭化炉制气、发生炉制气等。总之在国内煤碳气化方法有上百种,就常压固定床混合煤气发生炉来说,50年代,国从苏联引进了3M21等常压固定床煤气发生炉炉型,引进的同时消化吸收国外技术。技术上趋于成熟,90年代,煤气化技术在全国推广,特别在陶瓷行业得到广泛的应用,燃发生炉煤气比燃油降低了成本,煤气发生炉取得了明显的经济效益。近几年来,随着煤气发生炉技术的日趋幼稚,环保型两段式煤气发生炉也相继开发并在企业推广,解决了大量废水外排,具有高效、平安、节能、环保等特点,同时热值比单段煤气发生炉热值提高了并开始自己生产制造。
      发生炉煤气的组成成分与热值关系:
    煤气发生炉的产品也属于固体燃料(煤或焦炭)经过气体的一种热加工过程,即用氧或氧化合物(蒸汽、二氧化碳)通过高温的固体燃料(煤、焦炭)层、其中起氧化作用的有机物质(空气、水蒸汽)称为气化剂,生成含有氢、一气化碳及甲烷等的混合气体称为煤气。
    所谓煤气发生炉的出炉煤气,是指煤在煤气发生炉内气化反应所产生的,自煤气发生炉出口导出未经净化的煤气。该煤气由单一可燃气体成分(COH2CH4)、气态烷烃类化合物(CmHn)、H2S、不可燃气体成分(CO2N2O2)以及焦油蒸汽、粉尘固体微粒和水蒸汽所组成。
    按气体剂的不同分为下列三种:
      (一)、空气煤气:以空气为气化剂。
      (二)、水煤气:以水蒸气为气化剂。
    (三)、混合煤气:以空气和水蒸气为气化剂。
    上述三种煤气的成份如下:(以体积百分数表示)
      煤气成分
      煤气名称 H2 CO CO2 N2 CH4 O2
      空气煤气 2.6 1.00 14.2 7.2 0.5 0.2
      混合煤气 13.5 27.5 5 52.8 0.5 0.2
      水 48.4 38.5 6 6.4 0.5 0.2
    煤气气体组成及煤气热值:
    气化烟煤时,煤中的CO含量较高,而且还会有少量的CmHn,煤气热值也较高;气化无烟煤时,COCH4含量都较气化烟煤时要低,煤气热值也即较低;气化褐煤时,CO含量较低,但H2CH4相对也要高一些,煤气热值也较高,但是,褐煤的气化产率较低,仅为2Nm3/kg()左右,而气化烟煤或无烟煤时,气化产率可达33.5 Nm3/kg()。
    几种煤气化时煤气组成及煤气热值
    煤  种 煤 气 气 体 组 成 煤气热值
    CO H2 CH4 CmHn O2 CO2 N2 MJ/Nm3
    无烟煤 25-30 15-18 0.5-1.5 0.1-0.3 4-8 49-51 5.23-5.86
    烟  煤 28-31 12-16 1.5-3 0.1-0.3 0.1-0.3 4-6 48-50 5。86-6。70
    褐  煤 24-26 17-19 3-3。5 0.1-0.5 6-8 46-48 6。07-6。28
     
      三、将煤气发生炉应用在石灰煅烧中出现的问题
     
    近几年,随着国家环保政策的要求,将煤气发生炉与石灰窑结合起来煅烧石灰应该说是很好的发展项目,目前在国内的推广应用阶段,不同的技术应用其结果差别很大,有些企业生产一直不很成功,分析来说主要有以下几个难点需要解决:
    1、煤焦油的收集处理:煤气发生炉的燃料一般为无烟煤、焦炭、烟煤等,使用无烟煤时焦油比较少一些,用户为了降低生产成本一般采用烟煤生产,由于煤气发生炉如果主要以烟煤为燃料时,因此产生的煤气中含有大量的焦油,如果焦油冷凝的话,会合煤气中的粉尘杂质粘合起来堵塞管道及烧嘴,在很短的时间内就会造成停炉清淤。而如果采取措施清除焦油,将面临以下问题,首先就是除焦方式问题,目前国内用于发生炉煤气除焦方式有两种,一是水洗除焦,一是电捕焦方式。水洗除焦就面临废水的污染问题,因为除过焦后的水中溶解了大量的苯酚等有害物质,如果不经过处理而排掉的话将极大的污染环境,而如果处理的话就需要昂贵的投资。电捕焦技术目前在焦化企业使用,技术成熟不会产生污染,而且收集的焦油亦是很好的化工原料,但电捕焦投资巨大且运营成本过高,非一般企业所能接受。
    2、发生炉煤气无压力,火焰穿透性差:目前除了大型化肥企业及煤化工企业所使用的鲁奇炉、沸腾炉等先进炉型属于加压炉,出口煤气压力较大外,一段式、两段式煤气炉都属于常压固定床发生炉。煤气出口压力都比较小,同高炉煤气、转炉煤气相比压力要小很多,所以在煤气不经过加压的情况下打入石灰窑是不能生产出合格的石灰的,所以制约了石灰窑采用煤气发生炉煅烧石灰向大型化发展的方向。而要解决压力问题就要另建煤气柜,设加压站将煤气加压,这同样会出现投资过大的问题。
    3、煤气中硫的处理问题:
        在石灰的生产过程中,使用煤炭资源一直是我国的主要能源,根据目前我国的发展形势,煤炭资源的利用率以及环保问题急需解决。煤气发生炉是不错的节煤环保设备,转变了煤炭的利用方式,可提升煤炭的综合利用率而且降低粉尘量,然而煤气中依然含有硫化氢成分,燃烧使用还是会对环境产生一些污染。与煤炭直燃生产石灰相比,使用煤气发生炉煤气煅烧石灰主要目的就是提高石灰品质、达到环保治理要求,其中降低或消除二氧化硫是重中之重,否则将失去使用煤气发生炉煤气生产石灰的意义。
    4、冷煤气站废水的治理问题:煤气发生炉废水是指煤气发生炉热煤气为了降温达到冷煤气温度要求时在使用烟气洗涤塔、喷淋塔等设施为煤气降温时排出的废水,主要是煤气冷却后的废水,冷却废水中有含油、含焦油及悬浮物的废水,水中有苯酚和萘的臭味并含有苯酚、氰、硫化物、氨、吡啶等,虽然部分煤气发生炉用户采用了循环水池沉淀处理,但是污水在使用一定周期后也需要外排,如果污水中的有害物质不能去除就强制外排,不但会严重污染影响附近地下水资源,也是会受到环保处罚。
    5、石灰产量不能大型化问题:虽然传统的煤气发生炉系统已经实现煅烧石灰,可是由于诸多原因单窑日产量一直没有提高,一般只能控制在40-70吨范围,如何提高单窑日产量、降低生产成本、减少工程投资是需要解决的问题。
    6、能耗较高石灰成本没有优势的问题:虽然煤气发生炉煤气生产的石灰品质好于煤炭直燃的石灰,但是生产成本高也是需要解决的问题,主要是煤耗高及煤气发生炉的运行成本问题,只有把生产成本降到与燃煤石灰窑生产成本接近或持平时煤气发生炉煤气应用技术才可以全面推广。
    以上几点是我们在考虑将煤气发生炉应用在石灰烧制工作中必须要解决的问题。按照常规的思路,要解决以上问题可以考虑建立成套的冷煤气站,将发生炉出口出来的含有焦油、粉尘等杂质的热煤气经过旋风除尘、电捕焦、水淋冷却后进入煤气柜,经加压站加压后送往石灰窑即可烧出高活性的冶金石灰,可是,这样的一套设备投资下来,即使不含窑本体投资也要以数百万计,如果在加上窑本体及其他附属设施的投资,恐怕远非一般企业所能接受的。
    那么,有没有其他的方法解决以上问题从而减少投资,使一般的中小型石灰企业都能接受的了呢?唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车经过多年的努力及不断的探索以实际案例及成功经验给出了答案。
    四、煤气发生炉煤气应用于石灰生产的多项科技成果应用
    1、新型冷煤气站技术的选用:
       通过用冷煤气煅烧石灰是石灰窑产量大型化发展的主要目标,双段式煤气发生炉在30年发展的历程中经历了不断更新完善,一系列的奖项荣誉,已经证明了其既往的成功,但是把创新引向更深层面,带来更高的经济效益和客观的社会效益才是发展的方向。
       新型双段式煤气发生炉是唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车最新研制的新技术,在传统的双段式煤气发生炉基础上进行了多项革新改进,使之成为一种可以在石灰竖窑、回转窑等石灰生产领域应用的燃气发生装置,其所产燃气也可为燃气锅炉、蒸汽锅炉、金属冶炼、化肥厂、陶瓷烧制等供热使用,具有燃烧无污染、经济实用、操作方便快捷等特点。  
       双段式煤气发生炉是唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车自2005年在国内最先应用到石灰窑的生产中以来,就不断的根据石灰煅烧工艺要求而进行改变,持续的技术创新,彻底的改变了传统窑炉高能耗、高污染等缺陷。煤气发生炉新工艺带来了历史性改变,在新思路指导下,保证了石灰窑生产的稳定性、经济实用性以及环保性。新型煤气发生炉通过内部结构的合理性设计创新,可以适应更多种物料性质的工艺要求,不论是无烟煤,还是蜂窝煤、烟煤,均可安全生产,同时还实现了以下技术创新:
    1)、实现了二氧化硫的零排放和污水治理回收:
       在煤气脱硫技术研发方面,唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车积极研发采用先进技术和工艺,建立和完善技术创新动作机制和保证体系,从而实现了持续的技术创新和产品创新,为提升煤气发生炉环保性能的“含金量”奠定了坚实的基础。
    新型煤气发生炉煤气生产石灰与直接燃煤的石灰窑相比,二氧化硫下降50%。新型双段式煤气发生炉技术采用炉内控温技术可以实现初级脱硫,利用设计研发的专用温控器对温度和压力进行实时调节,通过采用智能控制设备准确稳定地控制炉内温度。煤炭中的硫是以硫铁矿的形式伴生在煤中,把煤气发生炉的炉内温度控制在硫分解温度以内就可以实现一部分硫没有被分解而被留在煤渣中,如果使用的是低硫煤采用此方法二氧化硫是不会超标的。
       近年来,因高硫煤价格低或因地区产煤品种所限,高硫煤受到很多用户选择,面对我国对环保力度的加大,如果使用高硫煤将面临新环保法所要求的指标所制约,对此,该公司攻克了高硫煤烟气脱硫技术上的多项科研难题,在治理煤气中所含的高浓度二氧化硫方面取得技术突破。其开发的双段煤气发生炉冷煤气脱硫技术,不仅脱硫效果好,且装置运行费用低,从真正意义上来讲达到了节能减排的目的。在技术创新上,该脱硫装置通过采用圆筒多层设计,进一步提高了脱硫剂与煤气接触时间,最大限度提高了脱硫效果,同时设计了特制碱性发生器使其产生的碱液与烟气中的二氧化硫彻底中和,脱硫率高达95%SO2排放浓度最低可达50毫克∕立方米,饱和烟气脱水率超过97%。而且该设备除尘效果好,运用了仿生学原理,采取滤泡吸附新工艺,能有效吸附烟气中的飘尘,除尘率高达99。5%
        该项技术还通过采用气液分离装置,将烟气中不同粒度的液滴进行有效脱除,排烟含湿量大大降低,使下游设备不易腐蚀。同时,他们还针对煤气发生炉运行过程中易产生含酚污水对地下水源污染严重的问题,研制开发出酚水蒸发器水处理新工艺,从而根本上解决了含酚污水对地下水源的污染,为用户使用过程中创造“碧水蓝天”的内部环境打下了坚实基础。
    2)煤气除焦净化的新技术应用:在煤气除焦的技术应用上,以往国内设计者在设备选型中因没有对相关配套设备进行认真研究,主要采用、借用了一些其他行业中煤气净化设备,没有针对煤气发生炉烟气净化进行研究,采用的煤气净化系统设备都在几百万元,唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车近几年通过不断研究完善,已经设计成功新型煤气发生炉煤气除焦净化系统专用设备,通过简化设计后的煤气除焦及回收系统站系统由静电除焦器、焦油循环泵、焦油采集器等组成,该系统设备设计工艺简单实用,投资有很大降低,相对于传统除焦设备仅需10%的投资就可以解决。
    冷煤气除焦除尘系统解决了煤焦油堵塞管道、燃烧器等问题,使生产操作更进一步简化、稳定,同时降低了石灰生过烧率,冷煤气站综合系统尤其适合多座窑及产量较大的企业化、规范化的生产应用。
    3)实现了煤焦油有效回收:煤气发生炉焦油又称煤膏,是煤干馏过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体,具有特殊的臭味,可燃并有腐蚀性。是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物。
    煤气发生炉焦油的产生:煤气发生炉焦油是煤炭在焦化过程中产生的。其产量约占装炉煤的3%~4%,在常温常压下其产品呈黑色粘稠液状,密度通常在0。95-1。10g。/cm3之间,闪点100具有特殊臭味,焦油又称煤焦油。焦油的各组分性质有差别,但性质相近组分较多,需要先采用蒸馏方法切取各种馏分,使酚、萘、蒽等欲提取的单组分产品浓缩集中到相应馏分中去,再进一步利用物理和化学的方法进行分离:170前的馏分为轻油;170210℃的馏分主要为酚油;210230℃的馏分主要为萘油;230300℃的馏分主要为洗油;280360℃的馏分主要为一蒽油;二蒽油馏分初馏点为310,馏出50%时为400
    煤气发生炉焦油的用途:
     煤气发生炉煤焦油含有上万种成分,其中很多有机物是生产塑料、合成纤维、染料、橡胶、医药、耐高温材料等的重要原料,因此煤焦化工业以其不可替代性在21世纪煤化工中占有重要位置。
    煤焦油回收的商业价值:目前采用煤气发生炉煤气生产石灰时每煅烧一吨石灰可以回收焦油12-15kg,目前煤焦油回收不得价格在3000元左右,折合每吨石灰可冲抵成本30-40元。
    发生炉煤气增压均压控制系统的新技术应用:传统的煤气发生炉出口煤气压力只有400-500pa是不能煅烧石灰的,新研发设计的煤气压力增压与均压系统彻底解决了煤气压力低的问题,可以达到煅烧石灰的煤气压力要求。同时该系统解决了传统煤气发生炉因煤气出口煤气加压后使发生炉炉内产生负压而造成煤气发生炉爆炸的问题,该系统创新应用了煤气均压平衡器系统,可以把煤气加压后与加压前的压力与流量进行均衡调节,从而实现煤气管网的安全生产操作。
    2、热煤气直接煅烧石灰的新技术应用:
      采用冷煤气煅烧石灰无论采用何种工艺都不可以彻底去除煤焦油,生产中需要定期清理管道中及燃烧器中的残余焦油,而且采用冷煤气生产由于把500以上的热煤气降温至40-50范围,致使煤气热值降低,间接造成了能耗增加问题,同时因使用大量冷却水及污水治理费用也是增加生产成本的原因。
    唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车近几年通过与德国“菲普瑞工业炉窑”合作,自2005年起就一直研究煤气发生炉热煤气烧制石灰项目。经过不断设计应用、研发改进,成功设计出一种将煤气发生炉的热煤气直接煅烧石灰的新技术。
    热煤气石灰窑主要就是利用发生炉煤气产生的热煤气不经冷却直接送入石灰窑的生产工艺。一般工业炉尾气都是常温或100-200左右,而发生炉出来的煤气温度是500-600之间,送入石灰窑内的燃气温度每提高100就可节省燃气5-10%,发生炉和石灰窑就近安装自然就可利用热煤气从而就可提高供入窑内燃气的热量由此便可增加石灰窑产量降低煤气消耗,进而降低石灰生产经营成本提高企业效益。
         运用热煤气生产石灰可以解决很多使用冷煤气时不能解决的问题,首先,针对煤气焦油处理问题得以解决,焦油之所以会堵塞管道及烧嘴,其根本原因是因为煤焦油在未进入窑体之前由于管道长在外界空气冷却下使煤气温度下降,使煤气中焦油冷凝液化,又由于煤气压力小,煤气中的煤灰等粉尘因重力作用而附着在管道壁上与黏稠的煤焦油混合在一起,日积月累从而堵塞住管道。因此,解决焦油在管道中不冷凝并使之快速进入高温煅烧带参与燃烧是很好的解决方法,焦油成分就是碳及芳香烃化合物,易燃且热值很高,焦油燃烧后即解决了堵塞管道的难题又增加了煤气热值,降低了燃料成本。通过在窑体设计预热利用系统用窑体自身的余热温度对煤气进行加热、保温,达到了良好的煅烧效果。
        热煤气煅烧石灰的新技术新装备选用:唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车根据热煤气煅烧石灰的特性设计了新型一段半式煤气发生炉,该工艺上段煤气直接进入新型热煤气专用电捕焦油器进行脱焦处理,由于是高温煤气直接进入管道所以防止了管道堵塞。下段煤气经过新型旋风除尘器除尘,除尘效果好,除尘后的煤气可以与上段煤气混合后进入燃烧系统,混合后的煤气温度可以控制在适宜煤焦油液化不冷凝的温度,通过专门设计的预热煤气管道输送至燃烧系统,由于保证了部分煤焦油与煤气混合后参与了燃烧,与冷煤气相比可增加热值200大卡左右,降低了煤气用量。由于不洗涤,没有污水产生,对环境没有污染;没有污水处理系统,降低了运行成本。控制混合煤气的温度与热煤气除焦和控制煤焦油液化温度是该项技术的关键。
    3CRCD煤气化技术应用:是一种以“富氧空气—CO2烟气—水蒸气”为气化剂的煤气化技术,其中CO2烟气来源于窑炉反应废气中的部分烟气,该烟气中的CO2参与煤气化过程中的还原反应,与煤中的碳反应生产CO可燃气体,该技术在减少废气排放的同时,降低煤炭气化所需的煤炭量,从而实现燃耗工矿企业的节能减排。CRCD煤气化技术,通过增加气化剂中CO2的含量,有效增加了气化反应物中CO2浓度,提高了CO还原反应的速度,使煤气生产效率得以提高。通过增加气化剂中CO2O2的含量,降低其中N2的含量,减少气化反应中N2携出的热量,使煤气化装置的热效率得以有效提高。同时,石灰窑炉出废气温度一般在150-200左右,将其中一部分引出,与富氧空气混合作为气化剂,提高了气化剂的温度,使石灰生产系统的热效率得以提高。该项技术为唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车与国内大型科研单位联合设计推出,该技术为目前国内单独使用煤气发生炉煤气生产石灰成本最低的技术,为国内独创拥有自主知识产权,目前已经开始全面推广。
    4 新型专用燃烧器的应用:从国内的部分传统煤气发生炉生产石灰的失败案例总结发现,有很多原因发生在燃烧器系统,由于发生炉煤气的热值与成分特性和高炉、转炉、焦炉等常用煤气有很大区别,普通的燃烧器是不能生产出合格石灰的,选择适用的燃烧器是生产成败的关键因素,唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车设计的具有特殊结构的“新型轴流助燃混风调节烧咀”具有较大煤气的调节比,可在气源压力流量不稳定及产量变化较大的时候充分混合顺利燃烧,而且火焰穿透力强,对发生炉煤气的热值和特性适应性强,同时针对煤焦油容易堵塞烧咀的情况设计了回流雾化清洁及清理功能。
     五、煤气发生炉煤气生产石灰对窑型的选用原则
          煤气发生炉煤气煅烧石灰对窑型结构及窑容积的选择至关重要,要根据实际情况选择,要循序渐进,逐步摸索发展,切勿盲目追求大产量、大投资,避免造成投资失误。
     目前,根据唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车近几年研发建造的煤气发生炉煤气石灰窑成功案例来看主要以竖炉为主,同时也开发了回转窑生产系统,主要有以下几种窑型:
    1. 日产80-120吨的单筒燃气竖窑:
       主要结构特征:单筒竖窑结构、窑容积在160-180m³范围,直接使用煤气发生炉煤气,可使用冷煤气与热煤气生产,石灰活性度可达340-370,生过烧率在8-12%范围,主要使用30-60mm,40-80mm石料生产工业用灰及化工用灰以及建筑用灰。
    投资概算:石灰窑生产系统一般在150-200万元范围,煤气发生炉系统根据工艺配置不同在80-180万元范围均可以选择。
    1. 日产120-150吨的单筒燃气燃煤两用竖窑:
        该技术是唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车2010年研发成功的具有自主知识产权的新技术,具有石活性度高、生过烧率低、燃料适用范围广、投资低见效快等特点,目前为十二五首批重点推广窑型。
    主要结构特征:单筒竖窑结构、窑容积在180-200m³范围,可直接使用煤气发生炉煤气生产也可以使用煤炭生产,同时也可以采用气、煤混烧生产,可使用冷煤气与热煤气生产,石灰活性度可达340-370,生过烧率在7-10%范围,主要使用30-60mm,40-80mm,80-120mm等粒径石料生产工业用灰及化工用灰以及建筑用灰。目前推广应用最多、投资性价比最高、技术最成熟的窑型就是这种窑型。
    投资概算:石灰窑生产系统一般在180-250万元范围,煤气发生炉系统根据工艺配置不同在90-190万元范围均可以选择。
     3、日产200吨的“悬心套筒窑”:
        采用煤气发生炉煤气生产石灰单窑产量在100-150吨左右的中小型竖窑投资小,石灰质量好,而且操作好维修容易,但要求单窑产量超过150吨以上的就有一定困难,除非装中心烧嘴或梁式烧嘴,可是由于煤气发生炉的煤气含有焦油的特性致使这两种形式的烧嘴极易堵塞而且无法清理。同时这两种形式的窑投资同比要比普通竖窑大很多。唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车研究的“悬心套筒窑”有效解决了上述问题,新型“悬心套筒”窑创新在窑内设计了“窑心”。使单筒窑实现了环形套筒石灰窑的煅烧功能。悬心套筒窑主要解决了大窑容的窑径问题,它的石灰石是在窑心与窑壁之间很窄小的空间煅烧的,所以烧的距离就比较短使石灰煅烧的更充分。由于窑心悬在窑中上空部,上部预热带,下部冷却带窑容仍然不变是大窑径自然石灰石可得到充分预热和冷却,煅烧产量自然也就可提高。日产200吨的“悬心套筒窑”投资石灰窑生产系统可以控制在400万以内。
    4、“环形双室低压对烧套筒窑”:是唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车近期自行研发的具有自主知识产权的新技术,具有热耗低,石灰活性度高,结构简单,燃料适应性强的特点,与传统的石灰窑相比,石灰在环形空间内煅烧,气流分布更均匀,窑内无冷却设备,故障率低,易于维护,单窑日产量在250-450吨。
    该项技术的低压焙烧方式采用燃烧器直燃与隔焰燃烧技术相结合的技术,与传统套筒窑相比,该项新技术改变了原传统气烧窑周边单体烧嘴(外周)直焰单向煅烧方式,实现了双向对烧焙烧技术,使石灰煅烧温度火焰无死角,实现了内筒与外筒同时煅烧,使煅烧带温度更均匀、煅烧截面积范围更广泛,尤其是窑内内筒焙烧室煅烧操控技术是整个煅烧系统核心技术,其结构简单实用。
        该项新技术的经济性是一个显著亮点,与国外传统套筒窑相比工程投资降低了60%以上,如:国内优化设计后的传统套筒窑日产300吨环形套筒窑投资至少需要4000万元,唐山金泉冶金能源新技术开发北京赛车设计的新一代“环形双室低压焙烧套筒窑” 日产350-450吨环形套筒窑投资只需要800-1000万元范围,日产250-350吨环形套筒窑投资只需要600-700万元左右,同等产量下比普通圆形单筒气烧竖窑投资还要低,极具推广价值。
    六、煤气发生炉煤气生产石灰的生产成本与经济效益分
    1. 煤炭耗量与生产成本的关系:
    a、在使用5500大卡左右的优质烟煤时,每公斤煤炭可以产生煤气3.2-3.5m³,每煅烧一吨石灰需要750-850m³煤气发生炉煤气。
    b、在石灰生过烧控制在10%以内时,使用两段式煤气发生炉煤气使用烟煤时,吨灰耗煤量在230-250kg,同时还可以副产焦油13。0kgt灰(平均),在使用一段半式煤气发生炉混合气生产时,吨灰耗烟煤量可下降至190-220kg,同时可回收6-7kg煤焦油,在应用CRCD煤气化技术时可下降至160-190 kg,同时也可以回收煤焦油。在应用金泉公司气、煤混合燃烧时:110-130 kg(无烟煤),也可回收部分煤焦油。
     c、焦油是供不应求的化工原料,外销价2500-2700元/吨,这样就使每吨石灰的燃料成本再抵消一部分,再加上发生炉可用烟煤也比无烟煤(混烧煤石灰窑必须用无烟煤)的价格低,烟煤目前价格500元以内/吨。
    2、使用发生炉煤气时的燃料成本就为(按照最高数据):
    a 两段式:0.250t煤/t灰×480元/t灰-13.0kg焦油/t灰×2.70元/kg焦=12035.184。90元/t灰。
    b 一段半式:0.220t煤/t灰×480元/t灰-7.0kg焦油/t灰×2。70元/kg焦=105。6018.986。70元/t灰。
    c CRCD煤气化:0.190t煤/t灰×480元/t灰-13。0kg焦油/t灰×2.70元/kg焦=91.2035.1056.10元/t灰。
    d 气、煤混烧:0.130 t(标煤)灰×700元/t灰=91.0元/t灰。
    3、与混烧无烟煤竖窑燃料直接成本对比:
    混烧燃煤(无烟煤)石灰窑的燃料成本:
    0。125 t(标煤)灰×700元/t灰=87.50元/t灰。
     在不考虑煤焦油回收价格情况下,两段式烟煤煤气发生炉煤气燃料成本:120.0元/t灰略高于无烟煤混烧的87。50元/t灰约32元。一段半式煤气发生炉煤气燃料成本:105。60元/t灰略高于无烟煤混烧的87.50元/t灰约18元。CRCD煤气化:91.20t灰略高于无烟煤混烧的87。50元/t灰约4元。采用气、煤两用时与无烟煤混烧的燃料成本基本持平。
    4、综合对比:气、煤两用石灰窑的燃料成本与煤炭混烧窑的燃料成本基本持平,如果不考虑煤焦油回收成本,三种煤气发生炉方法的燃料成本都高于煤炭混烧石灰窑,如果考虑煤焦油外销回收的35.1元成本,煤气发生炉煤气生产石灰的成本是可以持平或低于混烧石灰窑成本的,但是由于煤气发生炉系统增加的风机、炉体生产系统、水费、静电除焦器等设备运行费用也不可忽视,一般情况下煤焦油回收费用是可以抵消煤气发生炉系统运行费用的。按照经验估算,煤气发生炉煤气生产石灰如果不考虑回收煤焦油外销其燃料生产成本肯定高于无烟煤混烧石灰的石灰至少20-30元/t灰。
    经过对比我们发现,虽然烟煤用量较大但是由于烟煤价格较低相比使用无烟煤的能耗基本持平。从而使燃料成本相当于或略高于混烧煤石灰窑的无烟煤燃料费。石灰窑采用发生炉煤气烧石灰后,石灰的质量比煤烧石灰的质量提高很多,销售价格也会提高,所以采用煤气发生炉煤气生产石灰从生产成本上考虑是可行的,从石灰质量上考虑更是值得推广应用的。(注:各地区燃料及煤焦油价格和石灰售价有区别,文中价格仅供参考,用户可根据当地实际价格计算。)
              七、记者综述
          目前,气烧石灰窑应用较为广泛的燃料为焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气和混合煤气,这主要是因为一些较具生产规模的冶金活性石灰煅烧企业多为大型钢厂的下属企业或关联企业,而这些大型钢厂拥有自己的高炉、转炉或焦炉,这些石灰煅烧企业占据气源选择方面的地利和人和优势。但是,随着各大钢铁企业自备电厂等的建设,煤气供应日趋紧张,而且为了降低石灰生产运输成本,有些钢铁企业的石灰生产厂选择靠近矿山建设,从而远离了高炉、转炉或焦炉等气源,其原来具备的气源优势日趋丧失,重新选择燃料气源也同样成为这些企业面临的首要问题。燃料气源的选择既要考虑技术可应用性、成本优势性和供&
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