[科普中国]-有效石灰

有效控制石灰窑取灰温度。

石灰窑的热效率一般为75%~80%，主要热损失包括窑气、石灰带出热量，燃料不完全燃烧损失热量以及窑体的散热损失等。其中，石灰窑耐火砖和保温层随着石灰窑建成投产后长期稳定存在，降低窑壁热损失虽潜力巨大，但属刚性热损失，几无挖掘的空间；物料的水分、焦炭品质、块度一定程度受困于市场和采供影响，从操作上提高其燃烧质量，减少机械和化学不完全燃烧潜力也有限，因此在生产中提高石灰窑热效率、节约燃料消耗主要是从降低石灰窑出气温度和取灰温度，减少物料带出的热损失着手做工作。

取灰温度石灰窑取灰操作是指在一个循环上料周期中，相对应须要卸出生石灰的过程，为保证窑内物料平衡，相应需要取出相当数量的生石灰，从而实现物料平衡。有效控制取灰温度，保持石灰窑工况的持久稳定，是企业落实精益生产，提高精细化操作水平的体现；也是降低纯碱产品综合能耗，增加企业市场竞争力的需要；更是有效保障窑下附属设备安全、长久运行，营造出安康、舒适操作环境的要求。

为此，找出灰温的影响症结，适时合理地加以调整纠偏，具有重要的现实意义。1

影响因素石灰石理化指标1、块度

石灰石煅烧的速度取决于石灰石的块度与其表面所接触的温度。但在一定温度下，分解界面移动速度是一定的，煅烧速度则取决于石灰石的块度大小。一方面，粒度过大，物料比表面积减小，吸热能力变差，煅烧速度较慢，不容易烧透，这样燃料燃烧释放的热量在较短时间内无法被充分吸收用于碳酸钙的分解，而随着物料进入冷却区后，多余热量只能传导到生烧的石灰上，直接体现为取灰

温度的骤升；特别是较大块物料进入窑内，料层中可能会产生局部空腔，对气流的均匀分布极为不利，甚至会造成某些局部气流过多产生“龇火”现象，一定程度上也加剧了灰温的异常波动。另一方面，物料块度过小、筛分不充分、泥沙含量超标、大量细碎返石的集中回收利用等，一定程度上都会造成窑况异常、通风分布不良、灰温升高。

因此，为避免石灰石块度给取灰温度带来不利影响，要求在一定煅烧工况下，应该尽量将大、小块石灰石遴选分类后分别进窑煅烧，如条件不具备，也应尽可能降低大小石块粒径的差别。

2、抗压强度

石灰石抗压强度，是指在没有侧束状态下所能承受的最大压力值，换言之，它指把石灰石加压至破裂所需要的应力。石灰石岩层主要是由方解石矿物组成的碳酸盐岩，其抗压强度可分两个层理测试得到，垂直层理方向一般可达60~140MPa，平行层理方向一般达70~120MPa。

较低强度石灰石因其强度不够，在煅烧过程中，石灰石受热爆裂破碎，生石灰产品出现严重粉化、碎化现象，而石灰窑的送风阻力在很大程度上决定于窑内粉末化、细碎化物料的多少。

焦炭的理化指标1、块度

不难理解，倘若焦炭的块度过大，则其来不及在煅烧区内完全燃烧就直接转移到冷却区，造成“煅烧区下移”，物料来不及冷却即被取出，严重时取灰带火、出“红灰”，未完全燃烧的焦 炭随生石灰一起出窑，不但大大增加了出料温度，也造成了焦炭等物料的浪费。

焦炭的块度应使其燃烧时间与石灰石的煅烧时间相匹配，而在生产负荷不变的情况下，石灰石的煅烧时间主要取决于石灰石的块度，因此石灰石的块度较小，焦炭的块度也应较小，反之，石灰石的块度较大，焦炭的块度也应随之调大。

分析数据，为使石灰窑能够长周期稳定生产，焦炭的块度一般控制在20~60mm为佳。

2、固定碳

首先，为保证石灰石和焦炭充分混合均匀进窑，要求石灰石和焦炭块数之比应控制在理想水平（1:1），若使用较高固定碳焦炭（大于85%），因焦炭配比的减少，势必影响物料混合的均匀性；倘遇布料不好，热量局部集中释放，极易造成石灰窑结瘤、灰温异常等现象。

其次，我们知道进窑石灰石正常分解温度控制在1050~1300℃，若使用焦炭固定碳偏高，必然会加快耐火砖的损坏速度，特别是老窑，更不利于灰温的控制。

为此，纯碱厂石灰窑生产一般普遍使用固定碳为80%左右的三级焦或白煤，几无使用一、二级焦。

3、挥发分

焦炭中的有机物质受热分解出一部分的液态和气态产物占焦样质量的比例简称为挥发分。因挥发分逸出后焦炭的孔隙增多，焦炭与氧气接触面积大大增加，焦炭燃烧的速度、强度均随之提高。因此，焦炭的挥发分是决定其燃烧速度和燃烧难易程度的重要指标。

挥发分较高时，焦炭燃烧强度大、燃烧时间短、热量释放集中，生产中极可能造成在预热区即大部分燃烧，进入煅烧区已经燃烧殆尽，造成窑顶温高、石灰石生烧，直接影响灰温的控制；反之，挥发分较低时，其燃烧缓慢、燃烧时间长、热量释放迟缓，可能随着物料下移进入冷却区，燃烧过程仍未结束，同样造成取灰温度的异常升高。

因此，根据石灰窑生产特点和要求，一般要求焦炭挥发分控制2%左右。1

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学