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1、精选优质文档-倾情为你奉上攀枝花学院本科毕业设计（论文）活性石灰生产工艺设计学生姓名： 学生学号： 院（系）： 年级专业： 指导教师： 二一四年六月专心-专注-专业摘 要活性石灰是一种优质轻烧石灰,它具有晶粒细小(0.13m)、气孔率高（50%）、比表面积大（1.52.0m2/kg）、体积密度小：（1.51.7g/cm3）、活性度高（300ml）、残余CO2含量低（2%）等优点。活性石灰主要主要作为炼钢用“造渣剂”，也广泛应用于湿法烟气脱硫、酸性工业废水处理等环境保护领域,以及轻质碳酸钙、电石、型煤粘合剂、环氧氯丙烷、烧结法氧化铝等化工生产过程。本文主要进行了原料仓库设计、窑前上料系统设计、燃
2、烧系统设计、出料系统设计、成品料仓及除尘系统设计。本次设计采用回转窑煅烧活性石灰，窑尾加装了竖式预热器，使窑尾的烟气余热直接传导给了石灰石，烟气温度可降至235以下，有效地回收了尾气排放所带走的热量，同时也为后续除尘减少了负荷；窑头出料冷却采用竖式冷却器替代原来的冷却筒，避免了石灰的显热散失，从窑头落下的炽热石灰，通过与鼓入的二次风换热，石灰得以冷却；冷却器和窑头罩采用一体化竖式设计，占地面积小，密封性好，避免了热废气无组织排放，空气吸收热量温度升高后进入回转窑助燃。经过本次对活性石灰生产工艺进行优化设计，对活性石灰的生产据有重要意义。关键词：活性石灰，回转窑，生产工艺ABSTRACTActi
3、ve lime is a kind of high quality light burned lime, it has a fine grain (0.13 m), high porosity (50%), large specific surface area (1.52.0m2/kg), small volume density: (1.51.7g/cm3), a high degree of activity (300ml), the residual CO2 content is low (2%) etc. Active lime as major steelmaking slaggi
4、ng agent, is also widely used in the field of protection of wet flue gas desulfurization, acidic industrial wastewater treatment and environment, light calcium carbonate, calcium carbide, briquette binder, epoxy chloropropane, sintering alumina production process. In this paper, raw material warehou
5、se design before kiln feeding system design, system design, system design, finished product bin discharging and dedusting system design of combustion. The design of the rotary kiln calcining active lime kiln, with vertical preheater kiln, the flue gas waste heat of the direct transmission to the lim
6、estone, the flue gas temperature can be reduced below 235, effective recovery of exhaust heat along with, but also reduce the load of the follow-up dust; kiln head with vertical cooler substitution cooling cylinder original material cooling, to avoid the heat loss from the lime, lime kiln head hot f
7、all, with two wind heat into the drum, lime is cooled; the integration of vertical design of cooler and kiln hood, covers an area of small, good sealing performance, avoid the heat exhaust unorganized emissions the absorption of heat, air temperature in rotary kiln combustion. After the time of acti
8、ve lime production process optimization design, production has important significance for the active lime.Key words active lime,rotary kiln,manufacturing technique目 录1 绪论1.1 活性石灰的特性及用途1.1.1活性石灰的特性活性石灰又称软烧石灰，是一种化学性质活泼、反应能力强，在炼钢造渣过程中熔解速度快，含杂质少的优质软烧石灰。其的质量优劣主要采用“活性度”这一指标来衡量。活性度体现了石灰在熔渣中与其它物质的反应能力，表观现象为
9、石灰在熔渣中的熔化速度。由于直接在钢水中测定较困难，所以一般以测试石灰在水中的反应速度来代替，即以石灰水活性来表示。活性度的测试方法为：取50g试样，与水混匀成饱和溶液再加入酚酞试剂后呈粉红色，再用浓度为4N（摩尔）的HCl（盐酸）在40的环境温度下，连续510min（分钟）滴定，达到滴定终点的HCl体积消耗数，（ml）即为所测石灰试样的活性度。消耗盐酸量越大，活性度越高，其质量就越好。对于活性石灰，国家行业部门制定了相关标准，冶金石灰一级以上（即活性度在300ml以上）称为活性石灰，对粒度也有一定要求1-2。通过先进窑型合理煅烧出的活性石灰有以下主要的性能特点：（1）体积密度小：1.5g/c
10、m31.7g/cm3；（2）气孔率高：50%；（3）比表面积大：1.5m2/kg2.0m2/kg；（4）矿物结晶细小：0.1m3m；（5）活性度高：300ml；（6）残余CO2含量低：2%。1.1.2 活性石灰的用途活性石灰主要主要作为炼钢用“造渣剂”，也广泛应用于湿法烟气脱硫、酸性工业废水处理等环境保护领域,以及轻质碳酸钙、电石、型煤粘合剂、环氧氯丙烷、烧结法氧化铝等化工生产过程。石灰的活性度决定石灰消化过程所得石灰乳的活性,而石灰乳的活性和浓度又决定烟气脱硫和废水中和的效率、净化度和废石膏渣的量,决定钢铁除渣、轻质碳酸钙、电石、氧化铝烧结矿和型煤粘合剂等产品质量、原料利用率和运行费用2-5
11、。1.2.3 活性石灰在炼钢中的作用活性石灰在炼钢中，特别是碱性电弧炉中，主要用来做“造渣剂”，去除钢水中的有害元素S、P等杂质，提高钢水质量。渣中石灰脱磷（P）的反应式：2P+5(FeO)+4(CaO)(4CaOP2O5)+5Fe+H式中表示在钢中，（）表示在渣中，脱P反应方程式中的H为“放热”。渣中石灰脱硫S的反应式：2S+(CaO)(CaS)+O-H式中表示在钢中，（）表示在渣中，脱S反应方程式中的H为“吸热”。在炼钢造渣中产生的渣，其主要成分为4CaOP2O5和CaS，在扒渣过程中不断从钢水中除去，达到去除硫、磷的目的6-7。1.2 石灰石的焙烧原理1.2.1 碳酸钙的分解反应及分解速
12、度主要成分为碳酸钙(MgCO3)的石灰石经9001100燃烧生成生石灰(CaO)和二氧化碳(CO2)，其分解反应为：CaCO3CaO+CO2该分解反应为吸热反应，随着温度的升高分解速度加快。分解环境下CO2分压的大小也是影响分解速度的重要因素，CO2分压低，分解速度加快。生产实际中，因为用燃料燃烧提供热量的工业窑炉中燃烧产物中有氮气等其他成分，实际的CO2分压低于标准大气压，因此在窑内焙烧时石灰石表面层部分的分解实际上在810850时就已经开始，但是在石灰石内层分解所需的温度还是很高的，在工业生产中尽可能控制在高温状态，一般为10001100。当采用先进的焙烧技术和新型窑炉时，由于窑内温度比较
13、均匀,燃烧温度要比物料焙烧温度高，在11001300之间，而此时物料的焙烧温度通常大约在石灰焙烧可以承受的最高温度约1100，因为石灰石在窑内的焙烧时间相对较短而且提高了产量。在窑内温度、窑内气体成分和石灰石一定的情况下，石灰石的分解层深入速度也是一定的，所以要求同时加入的石灰石的粒径相差不能太大，最大粒径和最小粒径之比应控制在2以内。否则，由于较小粒径的石灰石分解完成以后还在高温环境下容易过烧，而粒径较大的石灰石没有分解完全而产生欠烧，影响产品质量8-9。1.2.2 石灰石焙烧过程的次生反应天然石灰石中含有多种杂质，如SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、S等。这些杂质在一定的条件下与C
14、aO发生反应，影响石灰质量。CaO与SiO2的反应，SiO2以单独的包裹体形式或是均匀地分布在石灰石岩体中。纯SiO2的熔点高达1713，但700800记时固体状态就能同CaO、MgO等碱性氧化物发生反应。SiO2在石灰中分布越均匀，与碱性氧化物的中和反应进行得越快，越完全。SiO2与CaO反应生成下列化合物：CaOSiO2偏硅酸钙(熔点1540)，3CaO2SiO2二硅酸钙(熔点1475)，2CaOSiO2硅酸二钙(熔点2130)，3CaOSiO2硅酸三钙(熔点1900)。硅酸二钙有、及三种变体，其中-2CaOSiO2最稳定，它的密度为3.28g/cm3，而-2CaOSiO2的密度为2.97
15、g/cm3，因此，由型向稳定的型转变时体积增大约10%，致使石灰变得松酥，因此高SiO2石灰出窑时易粉碎。由于石灰中有过量的CaO，虽然反应开始先生成2CaOSiO2，但反应总是朝着CaO最大饱和的3CaOSiO2方向进行。存在于包裹体内的SiO2因在固相下与CaO接触不够好，反应不能充分进行。表面附着泥土的石灰石，在燃烧时易生成硅酸钙外壳在此情况下还可能与Al2O3及Fe2O3等发生反应。燃烧过程中生成的硅酸钙使石灰的活性降低。CaO与Al2O3的反应，石灰石中含的Fe2O3在CaOFe2O3系统中已知有CaOFe2O3铁酸一钙(熔点12251250)和2CaOFe2O3铁酸二钙(熔点13001325)。这应在800900便已进行。高于在窑气中存
