石灰窯結(jié)瘤控制

東 曲

(中鹽青海昆侖堿業(yè)有限公司，青海 德令哈 817099)

隨著中鹽青海昆侖堿業(yè)有限公司(以下簡稱“公司”)產(chǎn)能不斷釋放，各項提質(zhì)增效、節(jié)能環(huán)保項目的實施運行，使石灰窯生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)到極限，產(chǎn)出的生石灰仍無法滿足生產(chǎn)需要，有效解決方法是平穩(wěn)高效運行各石灰窯是公司穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的基礎(chǔ)，在實際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)瘤現(xiàn)象，影響了石灰窯的生產(chǎn)能力，增加了操作調(diào)節(jié)難度，也給生產(chǎn)崗位人員帶來不安全困擾，生產(chǎn)的有效組織也跟著減弱。在生產(chǎn)中，一方面要將石灰石煅燒出高的分解率，另一方面要提高石灰窯的生產(chǎn)能力，對有效控制窯內(nèi)結(jié)瘤和窯況的影響有很大改善。

1 石灰石、焦炭理化指標(biāo)對結(jié)瘤的影響

1.1 石灰石

石灰石巖層主要是由方解石礦物組成的碳酸鹽，其抗壓強(qiáng)度可分為兩個層理測試得到，垂直層理方向一般可達(dá)60 MPa～140 MPa，平行層理方向一般達(dá)70 MPa～120 MPa。公司使用的石灰石質(zhì)地堅硬且主含量、酸不溶物不穩(wěn)定，粒度在70 mm～150 mm分解不完全，大塊石灰石在窯內(nèi)無法燒透，導(dǎo)致返石量較大，石灰石消耗較高。小塊石灰石增加窯內(nèi)阻力，氣體分布變壞，破壞灰窯煅燒工況，形成偏燒、局部高溫生成“瘤塊”，增加了燃料消耗量，降低石灰窯的生產(chǎn)能力和窯氣CO2濃度。生產(chǎn)實踐表明，石灰石粒度控制在60 mm～120 mm為佳，石灰石粒度應(yīng)均勻，灰窯各區(qū)域穩(wěn)定，有利于石灰窯平穩(wěn)運行和分解率的提高。

雖石灰石質(zhì)地堅硬，在煅燒過程中分解完全的石灰會出現(xiàn)重粉化、碎化、較大瘤塊現(xiàn)象，而石灰窯的送風(fēng)阻力增加，破壞了氣體所經(jīng)過的通道而使送風(fēng)通風(fēng)異常彎曲勉強(qiáng)、風(fēng)走偏流，降低了氣體通過和分布效果，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)憋壓、灰溫驟升和取灰?guī)Я鰤K、帶火，影響CaCO3分解和正常生產(chǎn)的有效組織。

鑒于各窯結(jié)瘤、粉末化、細(xì)灰化及生產(chǎn)用灰緊張現(xiàn)象，采取減少配煤率，必須指出保證灰質(zhì)的情況下減少，以免造成石灰石生燒影響生產(chǎn)系統(tǒng)的波動。相應(yīng)提高取灰溫度在經(jīng)濟(jì)控制范圍內(nèi)，同時控制好窯頂出氣溫度。

1.2 焦炭

焦炭的粒度應(yīng)使其燃燒時間與石灰石的煅燒時間相匹配，而在生產(chǎn)負(fù)荷不變的情況下，石灰石的煅燒時間主要取決于石灰石粒度，因此，石灰石的粒度較小，焦炭的粒度也應(yīng)較小，反之，石灰石的粒度較大，焦炭的粒度也應(yīng)隨之調(diào)大。也應(yīng)分析生產(chǎn)情況等，為使石灰窯能夠長周期穩(wěn)定生產(chǎn)，焦炭的粒度一般控制在30 mm～50 mm為佳。

1.2.1 固定碳

進(jìn)窯石灰石正常分解溫度控制在1 050 ℃～1 300 ℃，若使用較高固定碳焦炭(大于85%)，焦炭配比應(yīng)減少，石灰石煅燒溫度把握不準(zhǔn)確極易造成石灰窯結(jié)瘤、灰溫異常等現(xiàn)象。若使用焦炭固定碳偏高，必然會加快耐火磚的損壞速度，特別是使用2 a以上的窯，更不利于結(jié)瘤的控制。為此，純堿廠石灰窯生產(chǎn)一般使用固定碳為82%～83%左右為宜。

在實際生產(chǎn)中，焦炭的品質(zhì)、水分、粒度一定程度受困于市場和采購影響，固定碳變化較大83%～85%之間。根據(jù)各窯內(nèi)結(jié)瘤情況，只能從操作中著手調(diào)節(jié)和控制窯內(nèi)的結(jié)瘤量。

1.2.2 揮發(fā)分

焦炭中的有機(jī)物質(zhì)受熱分解出一部分的液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物占焦樣質(zhì)量的比例簡稱為揮發(fā)分。因揮發(fā)分逸出后焦炭的空隙增多，焦炭與氧氣接觸面積大大增加，焦炭燃燒的速度、強(qiáng)度均隨之提高。因此，焦炭的揮發(fā)分是決定其燃燒速度和燃燒難易程度的重要指標(biāo)。若使用揮發(fā)分偏高的焦炭，增加了石灰石煅燒煤量，窯內(nèi)易結(jié)瘤子。因此，根據(jù)石灰窯生產(chǎn)特點和要求，一般要求焦炭揮發(fā)分控制在2%左右。

2 生產(chǎn)負(fù)荷影響結(jié)瘤因素和優(yōu)化措施

石灰窯為滿足生產(chǎn)系統(tǒng)用灰量，長期高負(fù)荷運行時，上料量偏多，卸灰量偏大，使窯內(nèi)物料量循環(huán)加快，久而久之導(dǎo)致冷卻區(qū)縮短，空氣未能得到預(yù)熱就進(jìn)入煅燒區(qū)，使石灰石分解率低，石灰生過不均，且窯氣CO2濃度降低。鑒于石灰差，而提高石灰石有效分解率，保證公司生產(chǎn)的穩(wěn)定必須增加配煤率和送風(fēng)量。加速石灰石在窯內(nèi)較高溫度分解會出現(xiàn)瘤塊現(xiàn)象。

有效控制窯內(nèi)結(jié)瘤，保持石灰窯工況的持久穩(wěn)定，是企業(yè)落實精益生產(chǎn)，提高精細(xì)化操作水平的體現(xiàn)；也是提高純堿產(chǎn)品質(zhì)量的要求，降低產(chǎn)品消耗，增加企業(yè)市場競爭力的需要；更是有效保障窯下附屬設(shè)備安全、長久運行，營造出安康、舒適操作環(huán)境的要求。為此，找出結(jié)瘤影響癥結(jié)，適時合理地加以調(diào)整糾偏，具有重要的現(xiàn)實意義。

2.1 生產(chǎn)CO2用氣量增加的結(jié)瘤影響

在產(chǎn)能不斷釋放下，生產(chǎn)CO2用氣量不斷增加，石灰窯送風(fēng)量相應(yīng)加大。增加送風(fēng)量加速了燃料的燃燒速度，提高石灰窯煅燒溫度。由于焦炭含碳量偏高，致使窯內(nèi)嚴(yán)重結(jié)瘤。一定程度上減少石灰窯的配煤率，結(jié)瘤現(xiàn)象暫時得到緩解。在高固定碳焦炭的使用，石灰窯高負(fù)荷運行下，煤比掌握不足會造成再次的嚴(yán)重結(jié)瘤。當(dāng)窯內(nèi)瘤塊排完后，窯內(nèi)開始出灰?guī)Щ瓞F(xiàn)象，石灰石生燒現(xiàn)象。此時窯內(nèi)煅燒區(qū)因結(jié)瘤塊被破壞，后續(xù)石灰窯煅燒區(qū)得到恢復(fù)，又會出現(xiàn)窯內(nèi)出灰?guī)Я鰤K和細(xì)灰現(xiàn)象。

2.2 生產(chǎn)中操作的控制

加強(qiáng)日常操作管理，提高員工操作技能。根據(jù)實際情況合理平衡多臺石灰窯負(fù)荷，原材料狀態(tài)、上料多少正確配風(fēng)，及時精確配置煤比。倘若窯內(nèi)送風(fēng)阻力增加對石灰窯及時作出調(diào)節(jié)，及時觀察灰質(zhì)變化對石灰窯做相應(yīng)調(diào)整。以此減少窯內(nèi)結(jié)瘤。

為扭轉(zhuǎn)此種不利局面，焦炭的來料按含碳量分類堆放，分別進(jìn)窯使用。因此，為避免石灰窯結(jié)瘤帶來不利影響，要求每日抽檢焦炭皮帶樣，在原料進(jìn)窯之前得知含碳量情況，對石灰窯生產(chǎn)可起到事半功倍的效果。

3 總結(jié)

文章通過長期一線生產(chǎn)經(jīng)驗的濃縮提煉、詳實客觀的對石灰窯生產(chǎn)情況掌握，細(xì)致入微的研究分析了石灰窯生產(chǎn)中常見結(jié)瘤問題，介紹了一些影響因素的有效規(guī)避措施以饗讀者。