采用動態(tài)煅燒爐煅燒碳酸鈣的探討

　　論述了動態(tài)煅燒碳酸鈣的煅燒工藝過程及采用動態(tài)煅燒裝置所做的工業(yè)性實驗，通過實驗表述了采用動態(tài)煅燒燒制的制品具有產(chǎn)品容度大、消化快、活性高、煅燒溫度穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點，是一種先進的煅燒工藝。

　　一、概述

　　采用豎窯煅燒碳酸鈣以制取輕鈣，是目前在輕鈣生產(chǎn)中普遍采用的方法，在這種方法的生產(chǎn)過程中，在窯中煅燒碳酸鈣的粒度同煅燒時間相關(guān)，煅燒溫度高低同產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)。實踐證實煅燒粒徑越小煅燒溫度越低，煅燒時間越短，煅燒溫度穩(wěn)定，則產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、煅燒后的產(chǎn)品容度大、消化快、活性高。目前對高質(zhì)量輕鈣的要求越來越高，提供一種符合先進工藝要求的煅燒窯爐至關(guān)重要，而對提高產(chǎn)品質(zhì)量動態(tài)煅燒是目前用以輕鈣生產(chǎn)中的一種新型先進煅燒設(shè)備。

　　二、動態(tài)煅燒與豎窯煅燒的工藝性比較

　　動態(tài)煅燒的工藝過程首先是將碳酸鈣粉碎至120～325目，在煅燒窯頂部將粉磨后的干粉噴入爐內(nèi)，瞬間實現(xiàn)快速換熱過程，在流動中經(jīng)數(shù)秒鐘后，煅燒過程結(jié)束，煅燒完結(jié)的物料從塔底排出，進入乳化工序，煅燒產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w及燃燒氣體從塔內(nèi)排出，進行水洗、脫水工序后，以備碳化應(yīng)用。按上述工藝流程其煅燒爐內(nèi)的溫度、石灰石粒度以及煅燒時間是首先考慮的重要因素。理論上碳酸鈣分解溫度在500℃以上，在800℃以上分解的激烈。在豎窯煅燒中石灰石塊度與煅燒時間取決于石灰的塊度，這是因為石灰的導(dǎo)熱系數(shù)小于石灰石，所以石灰石塊度的塊度越大，隨著煅燒的進行，石灰層的表面厚度逐漸增加，導(dǎo)熱系數(shù)減小，熱量越難進入石灰石內(nèi)部，在高溫區(qū)必須停留一段時間，達(dá)不到停留時間則產(chǎn)生夾心和生燒，超過時間易產(chǎn)生過燒，所以塊度與時間、溫度必須嚴(yán)格掌握，才能燒出合格品。石灰石煅燒速度與溫度的關(guān)系更為密切，當(dāng)溫度為900℃時，每小時可燒透石灰石3.3毫米，1000℃時，每小時可燒透14毫米。溫度越高，煅燒速度越快，同時，由于熱量傳入石灰石內(nèi)部愈深，二氧化碳逸出阻力也愈大，進行反應(yīng)速度愈慢。動態(tài)煅燒和豎窯的煅燒在石灰石的粒度、煅燒時間及溫度的工藝上有顯著差別。動態(tài)煅時石灰石粉磨到120目～325目，粒徑為70～40μm，在這種粒徑下，同豎窯比燒透速度可提高到300倍以上，粒徑變小，比表面積增大，熱交換面積增加，煅燒時間僅幾秒到十幾秒時間。由此可見，減小石灰石粒度、增加比表面積對縮短煅燒時間、減少二氧化碳逸出阻力是非常有利的。

　　石灰石粒度與煅燒時間關(guān)系

　　在動態(tài)煅燒中還應(yīng)考慮到的重要因素是煅燒時二氧化碳產(chǎn)量對碳化工藝的影響，做為動態(tài)煅燒燃料為油和煤氣，從經(jīng)濟考慮采用熱煤氣發(fā)生爐制造煤氣，燃燒煤生產(chǎn)的熱作為煅燒熱源較為方便經(jīng)濟，生產(chǎn)1噸氧化鈣需要煤氣500m3～600m3（折合標(biāo)煤100kg）。燃燒1m3煤氣需要1.1m3～1.2m3標(biāo)準(zhǔn)空氣量，則生產(chǎn)1噸氧化鈣需要標(biāo)準(zhǔn)空氣量1200m3～1300 m3，而生產(chǎn)1噸氧化鈣產(chǎn)生二氧化碳量為386 m3，故生產(chǎn)1噸氧化鈣總抽氣量約1500m3～1600m3。動態(tài)煅燒爐產(chǎn)生的氣體經(jīng)換熱、洗滌后，溫度約50℃，則總排氣量約2000m3，此時二氧化碳濃度約占20～28％，該濃度含量同機械化豎窯濃度相當(dāng)。

　　動態(tài)煅燒是連續(xù)化操作過程，物料為連續(xù)進料和連續(xù)排料，在煅燒爐內(nèi)物料的受熱和煅燒時間是均衡和相等的，而且煅燒溫度極易控制，在這樣狀態(tài)下，煅燒的石灰按煅燒工藝要求可達(dá)到晶體小，比表面積大、氣孔率高，體積密度小，反應(yīng)性強，石灰乳產(chǎn)率高，即可生產(chǎn)出活性石灰、在石灰消化時波動小、消化速度快產(chǎn)生灰乳物性良好，可生產(chǎn)出精制超細(xì)，活性碳酸鈣產(chǎn)品。

　　三、動態(tài)煅燒對現(xiàn)有工藝技術(shù)的改進與提高

　　動態(tài)煅燒技術(shù)在碳酸鈣煅燒領(lǐng)域的應(yīng)用，可以提高和穩(wěn)定石灰石煅燒質(zhì)量和石灰乳乳化質(zhì)量，可以實現(xiàn)連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)，同時對現(xiàn)有的煅燒工藝可進行調(diào)整和提高。

　　從生產(chǎn)工藝上，動態(tài)煅燒爐煅燒石灰石產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w與夾帶的粉塵經(jīng)分離器分離后進入水洗塔水洗，然后進入氣水分離器，經(jīng)壓縮機械鼓風(fēng)機進入碳化工序，從煅燒爐連續(xù)排出的石灰粉料可直接進入乳化機，由水洗塔排放的水洗熱水進入乳化機，用熱水及加熱后的石灰粉料進行乳化操作，使乳化速度明顯提高，形成穩(wěn)定的操作溫度，使消化連續(xù)進行，另外由于煅燒后的氧化鈣粒子很小，石灰乳的體積產(chǎn)率隨粒子的大小而變化，當(dāng)氧化鈣粒子為10毫米時，單位氧化鈣膏體的體積為147厘米3，而當(dāng)氧化鈣粒子為0.02毫米時，膏體體積可達(dá)200厘米3以上，這是因為反應(yīng)過程中粒度小的氧化鈣較粒度大者總表面積增加之故。

　　由前所述，動態(tài)煅燒在碳酸鈣生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，具有連續(xù)穩(wěn)定的操作工藝，體現(xiàn)出煅燒和乳化工藝的合理搭配性，更重要的是可生產(chǎn)精制碳酸鈣制品，將推動我國碳酸鈣生產(chǎn)工藝進步，使碳酸鈣生產(chǎn)技術(shù)進入更高水平。