一种真空煅烧生产高活性石灰的方法与流程

本发明涉及石灰制备领域，特别是一种真空煅烧生产高活性石灰的方法。

背景技术：

活性石灰具有比表面积大、体积密度小、气孔率高、晶粒细小等显著特点。将活性石灰应用于炼钢过程中，会使造渣化渣变快、冶炼时间变短，并且脱硫脱磷效果也会更好。生产实践证明:采用活性石灰炼钢，脱磷率和脱硫率分别提高10％～60％，石灰消耗降低10％～35％，氟化钙消耗降低30％，渣量减少10％～12％，吹炼时间缩短10％。而传统工艺煅烧石灰石时，石灰石的粒度区间较大，煅烧过程中，由于石灰的传热速率远小于石灰石的传热速率，随着外层的石灰层越来越厚后，导致向内层石灰石颗粒的传热速率会越来越慢，煅烧时间就越长，而长时间高温会使石灰石表面过烧“瓷化”，进而使煅烧中产生的CO2气体难以排出，脱碳不完全，形成生烧。不仅浪费能源，而且影响低碳高活性石灰的质量。

现有技术中，石灰的活性度和石灰石分解速度存在矛盾：煅烧温度高，石灰石分解速度快，但石灰活性度低，甚至过烧而失去活性；而煅烧温度低，虽然石灰活性度高，但石灰石分解速度慢，煅烧时间长；而煅烧温度低，还有可能造成生烧，同样会降低石灰的活性度。且现有大多工艺方法获得的石灰活性度一般小于360ml，而且通常在950-1150℃温度下煅烧，耗能大，容易发生过烧。

技术实现要素：

本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种真空煅烧生产高活性石灰的方法，通过在真空中实现连续煅烧，且煅烧温度低于通常煅烧温度，解决了石灰活性度与石灰石分解速度之间的关系，能够较少能耗下获得360ml以上的活性度。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种真空煅烧生产高活性石灰的方法，包括以下步骤：

预处理，将采集到石灰石原矿依次经过破碎，清洗除泥，分级处理得到粒度大小为10-20mm的石灰石粉料，将石灰石粉料送入料仓存储；

预热处理，将料仓中的石灰石粉料依次送入预热器、第一减压仓和第二减压仓，所述预热器将石灰石粉料表面及内部温度加热到850±10℃并送入第一减压仓，第一减压仓填满石灰石粉料后关闭与预热器连接通道并进行抽真空至1E0～1E2pa；第一减压仓在抽真空作业完成后将石灰石粉料全部送入第二减压仓；第二减压仓关闭与第一减压仓通道并进行抽真空至1E-1～1E-2pa；

煅烧处理，所述第二减压仓将石灰石粉料送入与第二减压仓等压的回转窑中进行煅烧处理，得到高温石灰，煅烧温度为800-840℃，煅烧时间为45-70min；

冷却处理，所述回转窑将高温石灰依次送入第三减压仓、第四减压仓和冷却室，所述所述回转窑将高温石灰送入与其等压的第三减压仓，第三减压仓填满高温石灰后关闭与回转窑通道，并将高温石灰送入第四减压仓；第四减压仓填满高温石灰后关闭与第三减压仓通道，并将高温石灰送入冷却室进行冷风冷却，并在20min将温度降到100℃以下；

所述回转窑中的窑尾通过第一阀门连接第二减压仓，其窑头通过第二阀门连接第三减压仓；回转窑上设有加热装置和抽真空装置，所述加热装置包括燃烧器，所述燃烧器沿回转窑中心轴线设置；燃烧器内均布有多个用于连接燃料装置的燃烧喷嘴，燃烧器靠近第二减压仓一端连接位于回转窑外的鼓风机，燃烧器靠近第三减压仓一端连通预热器；所述抽真空装置包括单向阀、排气管和真空泵，所述排气管设置在回转窑内，排气管位于回转窑中心轴线上方且与回转窑中心轴线平行；所述单向阀均匀设置在排气管上且单向阀由外至内导通，所述真空泵位于回转窑外并与排气管连通；所述真空泵的出气端连通预热器；所述燃烧器采用含C量95％以上的粒度在0.1-0.2mm之间的煤粉作为燃料。

上述方案中通过多级减压仓实现石灰石原料到回转窑的输送，其作用在于通过多级减压调节，将石灰石原料送入回转窑过程中减少对回转窑的影响，使其长时间保持在需要的真空状态下，以便实现连续的生产。现有技术中，虽然也有在真空中煅烧，但是其更多是保持部分段为真空状态，如窑头；或者改真空是固定的，每次投料都需要重新揭开煅烧的炉子；这样不但耗费不必要的能源，而且是间歇性生产，其不存在生产连续性，只能适合小批量的生成需求。同时应该知道大型的回转窑其容积十分庞大，其抽真空是十分耗能的，因而需要节约每个步骤的能量损耗。

优选地，所述预热器连接有废气处理装置。设置废气处理装置能够有效减少对大气之间排放污染物，可以减少对环境的压力。

优选地，所所述回转窑由内至外依次为外壳、外保温层、中间隔层、内保温层和内壳，所述燃烧器燃烧器靠近第三减压仓一端连通中间隔层，并设置中间隔层温度在700±10℃，压力为3E5-4E5pa；所述回转窑的中间隔层靠近第二减压仓一端连通预热器。这里利用燃烧产生的烟气对回转窑进行二次加热，可以保证回转窑的温度均匀，使得石灰石分解均匀，及减少燃料的损耗。

优选地，所述第一减压仓位于第二减压仓正上方且之间设置连通阀门，所述第二减压仓大于第一减压仓，该连通阀门直径大小不小于第一减压仓直径大小的四分之一。这样设置能够使得第一减压仓中的石灰石粉料快速进入第二减压仓，而且第二减压仓容积更大可以方便收容第一减压仓落下的石灰石粉料，同时预留一定空间给抽真空作业，避免石灰石粉料对管道进行堵塞，影响参数调整。

优选地，所述第三减压仓位于第四减压仓正上方且之间设置连通阀门，所述第四减压仓大于第三减压仓，该连通阀门直径大小不小于第四减压仓直径大小的四分之一。这样设置能够使得第三减压仓中的石灰石粉料快速进入第四减压仓，而且第四减压仓容积更大可以方便收容第三减压仓落下的石灰石粉料；减少第三减压仓抽真空作业。

优选地，所述第二减压仓底部设有朝向回转窑的螺旋送料装置，螺旋送料装置正对第一阀门。通过螺旋送料装置可以进行物料直线输送，同时可以减少及优化结构设置。

优选地，所述第三减压仓位于回转窑的窑头下方。这样回转窑中的高温石灰可以直接落入第三减压仓中，方便快捷，减少不必要运输装置。

优选地，所述第一减压仓和第二减压仓由内至外均依次包括外壳、外保温层、中间隔层和内壳；所述回转窑的中间隔层靠近第二减压仓一端依次经过第二减压仓的中间隔层、第一减压仓的中间隔层后连通预热器。预热后的石灰石粉末在经过第一减压仓和第二减压仓后会存在温度下降的情况，达不到预热应有的作用，而通过燃烧器排出烟气对第一减压仓和第二减压仓进行加热，可以在第一减压仓和第二减压仓上形成高温保温层，最大程度上减少或者使得预热后的石灰石粉末在经过第一减压仓和第二减压仓后不存在热量损耗的问题。同时可以充分利用燃烧器排出烟气的预热，减少热量损耗。

优选地，所述第一减压仓、第二减压仓和第三减压仓的上端均安装有用于抽真空的真空泵。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1.本发明通过设置多级减压仓使得回转窑可以在1E-1～1E-2pa真空环境下连续不中断的生产，其具有煅烧温度低，燃料烧好低，得到石灰活性度高的特点。其中，石灰活性度均在360ml以上。

附图说明

图1是本发明功能结构示意图。

附图中，1-料仓、2-预热器、3-第一减压仓、4-第二减压仓、5-回转窑、6-第三减压仓、7-第四减压仓。

具体实施方式

以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。

如图1所示，一种真空煅烧生产高活性石灰的方法，包括以下步骤：

预处理，将采集到石灰石原矿依次经过破碎，清洗除泥，分级处理得到粒度大小为12mm的石灰石粉料，将石灰石粉料送入料仓1存储。

预热处理，将料仓1中的石灰石粉料依次送入预热器2、第一减压仓3和第二减压仓4，所述预热器2将石灰石粉料表面及内部温度加热到800℃并送入第一减压仓3，第一减压仓3填满石灰石粉料后关闭与预热器2连接通道并进行抽真空至1E2pa。预热器2连接有废气处理装置。第一减压仓3在抽真空作业完成后将石灰石粉料全部送入第二减压仓4。第二减压仓4关闭与第一减压仓3通道并进行抽真空至1E-2pa。

第一减压仓3位于第二减压仓4正上方且之间设置连通阀门，第二减压仓4大于第一减压仓3，该连通阀门直径大小不小于第一减压仓3直径大小的四分之一。这样设置能够使得第一减压仓3中的石灰石粉料快速进入第二减压仓4，而且第二减压仓4容积更大可以方便收容第一减压仓3落下的石灰石粉料，同时预留一定空间给抽真空作业，避免石灰石粉料对管道进行堵塞，影响参数调整。第一减压仓3和第二减压仓4由内至外均依次包括外壳、外保温层、中间隔层和内壳。第一减压仓3、第二减压仓4的上端均安装有用于抽真空的真空泵。第二减压仓4底部设有朝向回转窑5的螺旋送料装置，螺旋送料装置正对第一阀门。通过螺旋送料装置可以进行物料直线输送，同时可以减少及优化结构设置。

煅烧处理，第二减压仓4将石灰石粉料送入与第二减压仓4等压的回转窑5中进行煅烧处理，得到高温石灰，煅烧温度为820℃，煅烧时间为50min。回转窑5中的窑尾通过第一阀门连接第二减压仓4，其窑头通过第二阀门连接第三减压仓6。回转窑5上设有加热装置和抽真空装置，加热装置包括燃烧器，燃烧器沿回转窑5中心轴线设置。燃烧器内均布有多个用于连接燃料装置的燃烧喷嘴，燃烧器靠近第二减压仓4一端连接位于回转窑5外的鼓风机。抽真空装置包括单向阀、排气管和真空泵，排气管设置在回转窑5内，排气管位于回转窑5中心轴线上方且与回转窑5中心轴线平行。单向阀均匀设置在排气管上且单向阀由外至内导通，真空泵位于回转窑5外并与排气管连通。真空泵的出气端连通预热器2。

回转窑5由内至外依次为外壳、外保温层、中间隔层、内保温层和内壳，燃烧器燃烧器靠近第三减压仓6一端连通中间隔层，并设置中间隔层温度在750℃，压力为4E5pa；回转窑5的中间隔层靠近第二减压仓4一端连通第二减压仓4的中间隔层。这里利用燃烧产生的烟气对回转窑5进行二次加热，可以保证回转窑5的温度均匀，使得石灰石分解均匀，及减少燃料的损耗。所述燃烧器采用含C量96％的粒度在0.2mm之间的煤粉作为燃料。

回转窑5的中间隔层靠近第二减压仓4一端依次经过第二减压仓4的中间隔层、第一减压仓3的中间隔层后连通预热器2。预热后的石灰石粉末在经过第一减压仓3和第二减压仓4后会存在温度下降的情况，达不到预热应有的作用，而通过燃烧器排出烟气对第一减压仓3和第二减压仓4进行加热，可以在第一减压仓3和第二减压仓4上形成高温保温层，最大程度上减少或者使得预热后的石灰石粉末在经过第一减压仓3和第二减压仓4后不存在热量损耗的问题。同时可以充分利用燃烧器排出烟气的预热，减少热量损耗。

冷却处理，回转窑5将高温石灰依次送入第三减压仓6、第四减压仓7和冷却室，回转窑5将高温石灰送入与其等压的第三减压仓6，第三减压仓6填满高温石灰后关闭与回转窑5通道，并将高温石灰送入第四减压仓7。第四减压仓7填满高温石灰后关闭与第三减压仓6通道，并将高温石灰送入冷却室进行冷风冷却，并在20min将温度降到100℃以下。最后得到活性度为381ml的石灰。通常的高温950-1100℃会导致过烧发生，主要是该温度下不容易对温度控制；而通过真空煅烧可以降低石灰石分解的温度，在交低温度下进行煅烧，确保不会产生过烧发生，而快速冷风冷却可以快速降低煅烧后的石灰温度，使得石灰之间不会发生热量堆积而烧结或过烧。

第三减压仓6位于第四减压仓7正上方且之间设置连通阀门，第四减压仓7大于第三减压仓6，该连通阀门直径大小不小于第四减压仓7直径大小的四分之一。这样设置能够使得第三减压仓6中的石灰石粉料快速进入第四减压仓7，而且第四减压仓7容积更大可以方便收容第三减压仓6落下的石灰石粉料；减少第三减压仓6抽真空作业。第三减压仓6的上端安装有用于抽真空的真空泵。第三减压仓6位于回转窑5的窑头下方。这样回转窑5中的高温石灰可以直接落入第三减压仓6中，方便快捷，减少不必要运输装置。

上述方案中通过多级减压仓实现石灰石原料到回转窑5的输送，其作用在于通过多级减压调节，将石灰石原料送入回转窑5过程中减少对回转窑5的影响，使其长时间保持在需要的真空状态下，以便实现连续的生产。现有技术中，虽然也有在真空中煅烧，但是其更多是保持部分段为真空状态，如窑头；或者改真空是固定的，每次投料都需要重新揭开煅烧的炉子；这样不但耗费不必要的能源，而且是间歇性生产，其不存在生产连续性，只能适合小批量的生成需求。同时应该知道大型的回转窑5其容积十分庞大，其抽真空是十分耗能的，因而需要节约每个步骤的能量损耗。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。