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棋牌游戏下载特种氧化钙技术报告

更新时间:2020-05-09 16:36

  特种氧化钙技术报告_纺织/轻工业_工程科技_专业资料。特种氧化钙的研究与生产 一、立项背景: 氧化钙是石油化工、盐化工、钢铁、冶金、建材、有色金属采选等行 业所需的重要原材料。目前国内氧化钙生产企业较多采用传统的土立窑生 产模式,消耗指标高,控制手段落后

  特种氧化钙的研究与生产 一、立项背景: 氧化钙是石油化工、盐化工、钢铁、冶金、建材、有色金属采选等行 业所需的重要原材料。目前国内氧化钙生产企业较多采用传统的土立窑生 产模式,消耗指标高,控制手段落后,不仅产品质量得不到保障,而且环 境污染严重。近两年来,部分企业虽然进行了技改,但是由于管理不到位, 工艺技术滞后,产品轻烧、过烧现象频繁发生,根本无法满足工业生产所 需的质量要求,难以实现预期的节能降耗、质量稳定的效果。钢铁、电石、 氧化铝、耐火材料等工业均以年 20%以上的速度增长,作为重要材料的氧 化钙却因纯度低、活性差造成紧张态势,同时也对氧化钙生产提出了新的 要求。 如用于炼钢用的冶金灰 CaO 要求大于等于 91%, 活性大于等于 320mI, 盐化工用氧化钙生烧过烧率小于 3%,原生碳酸钙接近零。 针对这些问题,我公司利用国内先进的节能环保型自动化机立窑,研 究石灰石煅烧制备高活性度氧化钙的过程,分析各环节因素对氧化钙生产 造成的影响,克服传统煅烧工艺的诸多弱点,生产纯度高、活性好,符合 不同产业生产要求的特种氧化钙系列产品。该项目的实施,不仅对突出区 域产业发展重点,改造传统产业提档升级具有现实意义,而且对增强企业 自主创新能力,提升企业生产装备水平,提高产品质量和市场竞争力,促 进企业又好又快发展具有积极的意义。项目完成后,对推动盐化工、冶金 等相关产业的发展和技术进步的同时,必将给氧化钙生产行业带来可观的 经济效益。 -1- 二、总体思路: 从适应客户质量要求的目标出发,针对目前氧化钙生产现状,利用先 进的机立窑煅烧设备,选择符合工艺要求的石灰石为原料,以合理控制物 料粒度、煅烧温度和时间以及鼓风助氧量为抓手,依据氧化钙煅烧过程中 煅烧设备、原料品质、原料粒度、布料情况、煅烧温度、煅烧时间、鼓风 助氧等环节对质量的影响,对各工艺环节及其安全性能进行设计优化,使 其达到良好的工艺效果,实现氧化钙产品的高纯度、高活性,低杂质、低 烧失的质量目标。 三、技术方案: (一) 、氧化钙生产影响因素分析: 1、煅烧设备对氧化钙质量的影响: 石灰煅烧即石灰石中所含碳酸钙的吸热反应,其反应式为 CaCO3→CaO+ CO2 △H0298=178.33Kj/mol,在石灰窑的加温条件下,为了使反应过程达到 一定的反应速度,石灰石煅烧温度应保持在 1050-11000C 范围内。石灰石 经过一定的高温,碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳。传统的土立窑因其高 径比不合理,半封闭煅烧,生产的氧化钙活性度不高,生烧率较大,且生 产能耗高,污染严重。自动化机立窑采用全封闭煅烧机理,采用机械鼓风 助氧煅烧方式,卸灰过程采用圆盘卸灰机、星形卸灰机双机组配合,具有 卸灰不停风,不漏风,密封好,粉尘少等优点,保障了煅烧带连续正常的 煅烧,保证煅烧的质量和生产效率,避免窑内热量的损失。生产的氧化钙 晶粒细小、气孔率大、体积密度小、比表面积大,反应能力强,氧化钙活 性度在 350ml/4N-HCl 以上。 -2- 2、石灰石原料品质对氧化钙质量的影响: 化学性质:CaO>54%,SiO2<1.5%,MgO<1%,Al2O3〃Fe2O3<0.1%,Mn <0.006%。(对于治金、建筑等行业用灰,指标有所调整。) 物理性质:要求致密块状,不重结晶,气孔率≤1%,密度 2.65~ 2.80g/cm3,莫氏硬度≥3,抗压强度≥117.68Mpa。 生产高纯度、高活性氧化钙应选用杂质少的石灰石原料。石灰石伴生 的杂质,如 SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO 等,这些杂质在较低温度下会与烧成 的石灰氧化钙反应,CaO 微粒与这些杂质的结合,将会降低石灰的活性。 另外,Na2O 杂质很容易形成一些玻璃相,这些熔融的化合物会堵塞氧化钙 表面细孔,使氧化钙反应能力下降,同时会阻塞 CO2 气体的排出,造成氧 化钙生烧,降低氧化钙纯度。 3、煅烧时间对氧化钙质量的影响 石灰石的分解反应是由表及里的过程,锻烧过程可以分为三部分:① CaO 晶体的形成, 但仍保持原来 CaCO3 的结构; ②CaO 重结晶, 原来的 CaCO3 晶体结构开始逐渐转换成更稳定的 CaO 晶体结构;③CaO 晶体开始烧结。 随着煅烧时间的推移,氧化钙活性是一个逐步变化的过程。棋牌游戏下载如果煅烧时间 过长,氧化钙晶粒会逐步发育长大,气孔率和比表面积随之减小,出现过 烧现象,活性降低,导致温升速率的下降。 4、煅烧温度对氧化钙质量的影响 一般而言,提高煅烧温度,可以加快碳酸钙的分解速度,但温度过高, 又会使氧化钙过烧而影响其活性。当煅烧时间一定,煅烧温度较低时,石灰 石煅烧所得氧化钙的活性度都随温度的上升而显著增大;待出现最大活性 -3- 度后,氧化钙的活性度又逐渐随温度升高而缓慢下降。在一定的煅烧时间 条件下,石灰石在低温下由于分解速度慢而不能完全分解,氧化钙的活性 度较低.随着煅烧温度的上升,石灰石的分解速率快速增大,氧化钙的活性 度便呈现出显著增大趋势。当煅烧温度提高到某一温度时,石灰石便能完 全分解,氧化钙的活性度出现最大值,而且石灰石的粒度越小,氧化钙在相 对较低温度下便能完全烧透.当温度过高,则会使石灰石发生过烧,使氧化 钙的活性度下降.因此,采用小颗粒石灰石煅烧制备氧化钙,需在相对较低 的煅烧温度下操作,其较适宜煅烧温度范围为 9000C~11000C,这样不仅可 以保证氧化钙具有较高的活性度,而且可以降低能耗。 不同煅烧温度消化产物的激光粒度图如下图所示: (a) 温度 500℃煅烧 2h 后 1000℃煅烧 2h (b) 温度 800℃煅烧 2h 后 1000℃煅烧 2h (c) 1000℃下煅烧 2h 由图可知,1000℃煅烧两小时后其消化产物粒度更加细腻,证明其活 -4- 性比其他两种煅烧方式的产物要好。这是因为煅烧时间的延长促使氧化钙 晶粒的长大,降低了它的气孔率。因此,选取合理的煅烧温度是获得高活 性度氧化钙的保证。 5、石灰石粒度对氧化钙质量的影响 入窑石灰石粒度的大小直接影响石灰窑的单位产量和氧化钙的烧成 率以及窑用煤的消耗。目前,大部分企业的入窑石灰石块径在 30cm 以上, 煅烧温度在 11000C 左右,石灰石在此温度下以 1.4cm/h 的速度分解。30cm 块径完全分解需 11h,20cm 块径分解需 7h,而且煅烧石灰石块度大,且大 小相差悬殊,在立窑中分布不均,停留时间太长,煅烧温度过高,易造成氧 化钙晶粒尺寸粗大,内部结构致密.同时,由于煅烧温度过高,加快了石灰 石中所含的铁,硅,铝,镁等杂质同氧化钙反应生成熔融态化合物的速度, 这些熔融的化合物会覆盖在石灰的表面而降低石灰的孔隙。因此减小石灰 石的块径可大大缩短煅烧周期和提高石灰窑的单位产量。 实验结果表明:在相同的煅烧温度和时间条件下,石灰石煅烧制得氧 化钙的活性度随粒度的减小而逐渐升高。选取适宜粒度的石灰石作为原 料,煅烧时颗粒内极大地减小温度梯度和质量分数梯度,有利于热量和质 量的传递,从而有利于石灰石的分解和二氧化碳的扩散,小颗粒石灰石能 在相对较低的温度下和很短的时间内分解完全,因而氧化钙晶体的生长和 杂质的熔融速度较慢,内部结构疏松.而且小颗粒石灰石在煅烧设备内分 布趋于均匀,各处的温度几乎能保持一致,能合理地控制煅烧时间和温度, 不易发生“生烧”和“过烧” ,氧化钙的孔隙率高,内比表面积大,氧化钙 产品的活性度高,烧失量低。 -5- 6、入窑煤石配比的影响: 合理的煤石配比是氧化钙煅烧质量的关键,首先必须搞好碳热值的分 析,根据燃料热值及煅烧过程中的热量损耗,合理控制煤石质量比,不合 理的煤石配比最易造成氧化钙的轻烧和过烧。 7、煅烧过程中风量的影响: 石灰石煅烧过程中与风量的关系极大,如果风压、风量过大,煅烧带 上移,势必造成排烟温度升高和煤的浪费,使窑气中氧气、氮气的含量剧 增,二氧化碳浓度相对降低,以至影响整个碳酸钙生产。风压、风量过低, 煅烧带下降容易产生生烧。 (二)、氧化钙生产研究技术方案 2.1 采用节能的煅烧方式 (1)通过先进的煅烧机理节能 窑体设计采用全封闭煅烧机理, 窑内耐火保温层采用窑胆砖、 窑衬砖、 保温砖、轻质浇注料、隔热纤维及钢结构窑壳共六层保温结构。为了有效 利用能源,石灰窑上部和下部采用的连续热交换方式,即连续生产、窑内 全密封、不停风卸灰,生产过程连续合理,极大限度的减少了热量从上部 和下部的流失。 从窑体上部将混料加入窑内,混料与上升的高温烟气进行热交换,形 成混料的预热带,使窑上部排出的烟气温度控制在 200℃以下。 从窑体下部鼓入助燃空气,通过和窑内下部烧成的氧化钙进行热交换 变成热风,并且使氧化钙冷却到 70℃以下排出。 (2)严格控制煤石工艺配比,多点旋转布料器均匀布料。 -6- 在该窑生产工艺中,要求石灰石和煤混合加料。在混合中两种料的配 比至关重要,计量系统采用全自动控制,误差<3‰,石灰石误差在 2kg 以内,煤炭误差在 0.2kg 以内。并且上次的称量误差,下次计量自动补偿。 通过多点旋转布料器使配好的原料均匀洒落在窑内料面上,使窑内煅 烧区各处煤碳发热均匀,避免了由于布料不均匀而导致的煤多的地方因为 温度偏高而导致的过烧和烧结结瘤,煤少的地方温度偏低而导致的生烧。 既节省了燃料,又提高了产品质量和产量。 (3)不停风卸灰。 在环保窑煅烧石灰石的过程中需要连续鼓风,连续生产,尤其是在出 灰的过程中不能停止鼓风。采用圆盘卸灰机、星形卸灰机双机组配合,具 有卸灰不停风,不漏风,密封好,粉尘少等优点,保障了煅烧带连续正常 的煅烧,保证煅烧的质量和生产效率,避免窑内热量的损失。 2.2 以原燃材料质量为基础,信息数据为依据,提高煅烧质量 (1)原燃材料的质量优劣是保证氧化钙质量的基础。生产高纯度、 高活性氧化钙对原料有较高的要求,不仅石灰石的化学指标、物理指标符 合工艺要求,棋牌游戏下载!而且要求块度均匀,干净,石灰石表面不得带泥沙或其它杂 质,这样空气可以穿透中心,生产出优质活性氧化钙;燃料控制上,要求 无烟煤发热值≥6300 大卡,固定碳≥60%,水份≤10%,挥发份≤10%,灰 份≤14%,含硫≤1.0%。 ,块度:20~40mm。 石灰石粒径要求:石灰石经破碎至 80~120mm(小于 80mm≤5%;大于 120~150mm≤10%) 。如果块度大小不匀会造成热量分布不匀、气流紊乱、 使石灰石煅烧不完全。 -7- (2)信息数据的及时采集和准确与否,是保证煅烧质量的关键。从 燃料热值的采集到煅烧温度、窑气分析以及氧化钙的烧成程度(烧失量、 活性度等) ,以此来调整煤石配比和鼓风量。同时采用全自动计量系统, 有效保证原燃材料计量的准确性。 (三)工艺流程简图: 石灰石 洗 选 储料仓 1 水 水 白 煤 储料仓 2 计 量 系 统 提料斗 煅 烧 机 械 卸 灰 鼓 风 信息传输控制系统 产成品 计量包装 二级筛选 破 碎 一级筛选 四、关键技术及创新点: 1、关键技术: (1)原燃材料的质量保证和准确计量; (2)石灰石块径的规范管理; (3)煅烧温度、鼓风量与煅烧周期的合理控制。 (4)产品精细筛选与包装密封。 2、创新点: 1、通过对石灰石、白煤的进场分析,定点采购、准确计量保证了整 个煅烧过程的连续稳定,同时使生产的氧化钙产品具有纯度高,硫、铁、 锰等杂质含量低的优点。 -8- 2、通过使用先进的机立窑煅烧和合理控制物料粒度,并根据行业所 需的质量要求,可以精确设定煅烧的温度和时间,同时采取石料洗选、均 衡布料等措施,使生产的氧化钙产品质量稳定,使用性能好。 3、通过机立窑温度的信息传输,有效控制煅烧温度和合理调节鼓风 助氧量,确保氧化钙的煅烧稳定,降低烧失量,提高产品的功能性。 4、对氧化钙产品进行筛选、包装,包装后的氧化钙产品可减少吸收 空气中二氧化碳和水份,控制原生碳酸钙的形成。 2012 年 5 月 -9-