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DS高效选粉技术在消石灰生产中的应用

浏览次数: 日期:2005年6月21日 21:58

DS高效选粉技术在消石灰生产中的应用

 

合肥水泥研究设计院 何敏 郑青 李邦宪 刘昊  淄博兆庆化工有限公司 于麟伟

 

1 概况
  
消石灰是化工行业生产乙烯、甘油、环氧氯丙烷、柠檬酸、涂料、漂白精、医药、橡胶以及冶金、煤炭和制革工业用于烟气脱硫、污水净化等的重要原料。国内大中型企业消石灰生产线的主要技术装备通常由国外引进,其投资成本较高。如:山东齐鲁乙烯化工有限公司乙烯配套项目 1978 年引进的一套石灰消化和分离装置,仅设备总值达 88 万美元。一些国内分级设备虽然能够满足于产品细度,但产率很低,分级效率仅 65% 左右。为此,我院 1998 年 ~2002 年在将 DS 高效选粉机首次用于北京首钢和邯郸电厂代替引进设备生产消石灰脱硫取得成功的基础上, 2004 年又用于淄博兆庆化工有限公司年产 7 万 t 消石灰新建生产线,均取得了与国外技术装备相同的使用效果,且使企业生产成本大幅度降低,工艺和操作控制更为简便。也为拓展 DS 组合式高效选粉机的应用市场,最大程度地满足不同行业的生产需求。
2 生产工艺和设备配置
  石灰石经煅烧为生石灰,与水反应放热生成 Ca(OH) 2 ,并制备到一定的细度即为消石灰成品。该厂生产环氧类化工产品所用消石灰的质量要求较高,其优级品粒度分布为≤ 45µm ( 325 )目占 92% 以上, > 150µm 的最大允许含量仅为 5% ,同时对游离水、 CO 2 和 Fe 2 O 3 、 Al 2 O 3 、 MgO 等杂质含量的要求也较严。不同产品等级执行的 Q/ZQHG001-2004 标准各项控制指标见表 1 。
           表1   工业用 Ca(OH) 2 的质量控制标准

产品等级

Ca(OH) 2 /%

有效 CaO/%

杂质 /%

CO 2 /%

游离水分 /%

产品细度 /%

-45µm

+150µm

优级品

≥ 95.8

≥ 72.5

≤ 3.0

≤ 1.5

≤ 0.5

≥ 92

≤ 5.0

一级品

≥ 93.2

≥ 70.5

≤ 1.0

≥ 90

≤ 5.0

二级品

≥ 90.0

≥ 68.0

≤ 1.0

≥ 85

合格品

≥ 88.5

≥ 67.0

≤ 1.0

≥ 80

  1. 杂质含量为酸不溶物、 Fe 2 O 3 、 Al 2 O 3 、 MgO 等的总量; 2. 细度可在 325 目 ~800 目范围内根据用户要求调节。
  DS 组合式高效选粉机在该生产线的应用中,既需确保分级粒度合格,也要控制产品中 Fe 2 O 3 含量等杂质污染。由于消石灰的比重较小,仅 2.24 g /cm 3 ,粉尘极易漂浮和附着,且活性很强,置于空气中能吸收二氧化碳变为碳酸钙,因此,对选粉机机构、分级性能和工艺流程都提出了较高的要求;同时,为控制成品中的 Fe 2 O 3 污染,还需对选粉机内部结构和叶片、撒料盘的材质等进行特殊处理。其选粉系统工艺流程见图 1 。

     1. 锤破 2. 提升机 3. 原料仓 4. 预消化器 5. 熟化器
    6. DS 高效选粉机 7. 旋风收尘器 8. 袋收尘器 9. 风机 10. 水流量计
  图 1 DS 高效选粉机制备消石灰的工艺流程

  如图 1 所示,生石灰经破碎经预消化器和熟化器两次消解,消解用水量由水流量计控制。消解成粉状后送入 DS 高效选粉机完成产品分级,粗粉外排,细粉通过旋风收尘器和袋收尘器两次收集即为成品入库。破碎前生石灰的化学质量指标由企业原料选配以及煅烧过程控制,成品细度由选粉机调控,同时要求选粉成品中的有害杂质不大于表 1 指标。
  系统主要设备包括 DS350 高效组合式选粉机、 XF1100 旋风收尘器和 PPW64-6 气箱脉冲收尘器各一台,均由合肥水泥研究设计院提供。生产过程采用集中控制。承担消石灰成品制备的 DS 高效选粉机以一根主轴串联 2 个转子,物料通过自上而下形成的三个分级室来实现多次有效分级,从分级性能上可以确保产品细度合格。针对消石灰比重轻、易漂浮和附着能力强、吸水性好等特性,系统流程采用全封闭负压操作,以防止粉尘外溢导致的环境污染;产品中的 Fe 2 O 3 含量通过改善选粉机内部结构和材质来控制,如粘贴耐磨陶瓷层和特殊的热处理等,以尽可能地减少物料对金属构件的磨蚀。这些措施,使选粉机在既保持原有的高分级效率的基础上,同时也增强了对消石灰的分级适应能力,完全杜绝了粉尘外溢对生产环境的污染,选粉机在生产中起着举足轻重的作用,产品细度通过调节选粉机主轴转速控制。主轴转速采用变频调速,不用停机即可按产品等级要求的细度指标确定选粉转速,随时切换产品品种。 生产证明措施合理、有效。 DS 高效选粉机结构见图 2 。

3 运行效果与投资效益
  
兆庆化工有限公司采用台湾和兴石灰工厂的生石灰基本技术,其产品纯度高、活性强、水份低,质量具有较大的知名度,借助于我院的高效选粉技术,以期改善细度,进一步提升产品的高附加值。该生产线于 2004 年 6 月一次投料运行成功,经过近 2 月的试生产,各设备运转正常,选粉机细度调节可靠,产品中的 Fe 2 O 3 污染控制有效。截止 7 月底已生产 325 目消石灰成品 200 多吨,台时产量为约 6.0t/h ,产品全部达到优级品标准规定的细度指标,受到公司一致好评。 2004 年 7 月 3 日 ~7 月 21 日生产的消石灰成品化学分析和细度检测分别见表 2 、3 。

生产日期

分析项目( % )

Ca(OH) 2

SiO 2

Fe 2 O 3

Al 2 O 3

CaO

MgO

fH 2 O

CO 2

CaCO 3

2004.7.3

96.22

0.26

0.09

0.34

73.66

0.12

0.64

0.65

1.48

2004.7.4

93.46

0.24

0.18

0.42

73.36

0.58

0.3

2.06

4.68

2004.7.11

89.70

 

 

 

 

 

0.54

2.36

5.36

2004.7.12

94.36

 

 

 

71.41

 

1.16

1.19

2.71

2004.7.15

92.83

0.32

0.12

0.41

71.02

0.58

2.79

1.06

2.41

2004.7.21

92.91

0.28

0.07

0.31

72.75

0.34

1.25

1.91

4.34

2004.7.30

93.20

0.30

0.12

0.39

72.39

0.74

1.06

1.45

3.30

  表 1 中,各项理化指标主要取决于原料的品位和石灰石的煅烧,通过分级产生的 Fe 2 O 3 增量几乎为零;表 2 所示由选粉机控制的 < 45µm~150µm 之间的各粒级细度指标均达到优级品产品标准,且超细能力还有较大富裕。鉴此,公司计划根据市场需求适时生产更加精细的产品,以满足不同用途的需要和更大幅度地提升产品的附加值。

   该生产线总投资约 380 万元,仅占引进生产线总投资的 1/3 左右,建设周期不足半年时间,投资和建设周期都具有明显优势。除此之外,企业根据国外分级设备和我院 DS 高效选粉机的使用情况提供的对比分析认为,国外设备加工精密,体积小,结构紧凑。但转速高,影响到主轴承的使用寿命,平均 3~6 个月即需更换一套。而且只能以混凝土作基础,若置于钢架平台,则振动产生的噪音较大;二是叶片和撒料盘均为不锈钢制作,其磨损快,加工更换费用较高,维修须大拆卸,安装要求做动平衡;三是其分级切割粒径的调节余量有限,仅为 10% 左右。相对于国外设备,由于 DS 高效选粉机主轴转较低,耐磨材质选择适当,故而无论是轴承或是其他构件的使用寿命都较之延长。同时, DS 选粉机分级排除的渣灰所含微粉量也相对少得多,更有利于降低生产成本,其分级细度的富裕能力也可以在 800 目范围内更大幅度地提升产品附加值;车间粉尘小,对设备运行过程的观察、调节以及检修维护也较之更简便。因此,完全具有替代引进设备生产的优势。
4  问题与建议
  消石灰的物料特性易使选粉分级过程产生以下不良影响。一是水分过高导致机内局部积灰现象,因此生产中应严格控制入机水份含量;二是消石灰的活性很强,系统间歇生产或停机时间过长时,机内的粉料吸收空气中的二氧化碳变为碳酸钙,并结成坚硬料层不易清除,生产应加强管理。例如:间歇生产时应制定与之相宜的工艺参数和操作规程,定期停机清除料层;停机检修维护时需先清除积料再进行后续工序;三是消石灰的比重小,粉尘极易漂浮和附着,应强化系统密封,尤其是对设备观测孔、取样点、管道接口等随时检查,防止粉尘外泄污染环境,危害健康。上述也是确保系统正常、连续、高效生产的关键之处。值得生产注意。

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