一种石灰生产装置的制作方法

本发明属于冶金化工生产，涉及一种石灰生产装置。

背景技术：

1、石灰是炼铁或炼钢过程的溶剂或造渣剂，也是电石生产的主要原料。活性石灰的使用可以加快冶炼的造渣速度，缩短冶炼时间，减少杂质带入炼铁过程，提高铁水或钢水的质量。现有技术的炼铁或炼钢是将石灰、焦炭粉与原料铁矿粉或生铁一起送入炉中进行冶炼。生产 1 吨的钢水需要消耗 40 公斤左右的活性石灰，生产 1 吨的铁水需要消耗 500公斤左右的活性石灰。煅烧石灰石生产石灰现有技术有气烧和固体燃料煅烧，气烧石灰煅烧效果好，生产的石灰产品质量和活性高。

2、我国缺油、少气、煤炭资源相对而言比较丰富的自然资源结构，决定了我国能源结构和煤炭长期在工业和经济中的重要地位。如何清洁利用我国相对丰富的煤炭资源，提升我国能源与工业技术水平和发展煤化工已成为国家能源和资源利用的重大发展方向。各种规模的高能耗工业生产和煤化工过程离不开煤气化与合成气的制备，煤气化是实现煤炭清洁和高效利用的主要途径和必要手段。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种石灰生产装置，利用煤气化生产的煤气作燃料，煅烧石灰石生产石灰，充分利用煤气化过程和产生的可燃性气体进行联产，节能降耗，提高企业经济效益。

2、本技术实施例提供了一种石灰生产装置，装置包括石灰窑系统和煤气化系统。煤气化系统包括立式气化炉、煤粉仓、co2管路、煤粉布料器、燃料蓄热器、空气蓄热器、鼓风机、蒸发器、1号引风机、1号除尘器、2号除尘器和2号引风机。立式气化炉设有燃烧室、炉膛、煤气室和熔渣收集室，炉膛设有钨管和烟气出口。煤粉仓通过煤粉布料器连接到钨管，钨管上部与煤气室连通，下部与熔渣收集室连接。煤气室出口通过蒸发器和1号除尘器连接到1号引风机，1号引风机1出口分为两路，一路连接到石灰窑系统，一路与co2管路的一路一同经燃料蓄热器连接到燃气烧嘴。co2管路分为三路，一路连接到煤粉布料器，一路连接到煤气室出口管路，一路连接到燃料蓄热器燃料气入口。鼓风机出口通过空气蓄热器连接到燃气烧嘴的助燃气体入口。烟气出口分别通过燃料蓄热器、空气蓄热器连接到2号除尘器入口，2号除尘器通过2号引风机连接到废气排放系统。石灰窑系统的石灰窑为梁式石灰窑、回转窑、套筒窑、双膛窑或间壁石灰回转窑。

3、具体的，石灰窑系统包括间壁石灰回转窑、石灰石预热器、石灰石料仓、膜分离制氮机、3号除尘器和3号引风机。间壁石灰回转窑设有窑膛和煅烧石灰空间，窑膛的两头设有蓄热燃烧器。煅烧石灰空间设有石灰石进料-烟气出口和石灰出口，石灰出口与石灰冷却器相连。蓄热燃烧器分为燃气预热区和空气预热区，燃气预热区设有燃料烧嘴和烟气口，空气预热区设有空气烧嘴和烟气口。1号引风机出口进入石灰窑系统分别连接到窑膛两头蓄热燃烧器的燃料烧嘴，空气管路分别连接到窑膛两头蓄热燃烧器的空气烧嘴，各连接管路设有阀门。烟气口通过膜分离制氮机连接到石灰冷却器入口，石灰石进料-烟气出口通过石灰石预热器、3号除尘器和3号引风机分为两路，一路连接到煤气化系统的co2管路，一路连接到co2精制单元。

4、具体的，立式气化炉的炉膛由上到下分为低温气化段、中温气化段和高温气化段，低温气化段、中温气化段和高温气化段的通道折返相连，高温气化段的入口与燃烧室连接，低温气化段的出口即为烟气出口。立式气化炉中的钨管中设有中间管，中间管与煤粉布料器连接。

5、具体的，间壁石灰回转窑为外筒、内筒和耐材支撑构成的同心筒体结构，内筒的中心为窑膛。内筒和外筒之间由耐材支撑分割成煅烧石灰空间。外筒的内部包裹有保温层，保温层的外部为筒状钢结构。内筒可以将窑膛的热量传递给煅烧石灰空间。内筒和外筒采用包括但不限于耐火材料或金属制成。

6、具体的，石灰窑系统的石灰窑为梁式石灰窑，梁式石灰窑设有燃烧梁和烟气出口，燃烧梁设有烧嘴。煤气化系统的1号引风机出口分为三路，一路连接到梁式石灰窑的燃烧梁的烧嘴，一路通过燃料蓄热器连接到立式气化炉的燃气烧嘴，一路与外输管路连接。梁式石灰窑的烟气出口代替co2管路的一路连接到煤粉布料器。

7、具体的，燃料蓄热器和空气蓄热器分别设有两台蓄热预热器，两台蓄热预热器交替进行蓄热和预热介质。对于燃料蓄热器或空气蓄热器，其中的一台蓄热预热器在进行吸热升温时，另一台蓄热预热器在进行放热降温，在完成各自的吸热升温或者放热降温工作后，二者同步更新各自的工作状态，即原本吸热升温的蓄热预热器改为放热降温工作状态，原本放热降温的蓄热预热器改为吸热升温工作状态。通过交替进行吸放热，实现系统连续运行。

8、具体的，钨管的制备方法为：⑴石墨层两侧打印金属钨，或者⑵采用纯金属钨制备。钨管的直径包括但不限于80-150mm，管长包括但不限于300-800mm。立式气化炉中钨管的下部为熔池，熔池高度为包括但不限于钨管高度1/3的高度，熔池是由气化灰渣融化所形成的。钨管的上部为固体原料层，固体原料层高度为包括但不限于钨管高度2/3的高度。允许在钨管中全部填充固体原料层，或者在钨管中全部填充熔池。在原料中加入氧化钾、氧化钠、氧化钙等助熔剂以降低灰渣的灰熔点。钨管可以采用包括但不限于圆管状的其他任意形状。

9、允许使用其他任意形式的可以实现熔池加热进行煤气化的设备代替立式气化炉。煤气化系统的加料方式为多频次少进给。进入煤气化系统的煤均需预先干燥脱水。可以根据需要利用煤气化系统的各种余热进行煤的干燥脱水处理。

10、钨管可以被替换为包括但不限于钨铁、其他高温金属材料或者合金。也可以使用包括但不限于石墨化碳作为基底的高温材料，在石墨化碳表层镀或喷涂或3d打印钨、铼等高温金属材料或合金。钨管可采用除钨以外的其他材料所代替。也可以使用不同材质的材料并采用合适的工艺分层组合为一体代替钨管，使组合材料的寿命和导热性等特性更优。

11、具体的，间壁石灰回转窑采用刀口密封，均采用纯二氧化碳进行石灰产品的冷却。允许将从石灰石预热器出来的co2气体经过除尘后直接进入煤粉布料器。允许在立式气化炉的进口段补充外供的1800℃以上热源以满足后续工艺的需求和变化。

12、本技术实施例还提供了一种熔渣除尘系统，包括还原剂供给管路、工业尾气管路、煤渣仓、灰渣布料器、熔渣除尘炉、渣冷却器、蒸发器、燃料蓄热器、空气蓄热器和鼓风机。熔渣除尘炉设有燃烧室、炉膛、气体室和废渣收集室，废渣收集室设有出渣口，炉膛设有钨管和烟气出口。煤渣仓通灰渣布料器连接到钨管，还原剂供给管路和工业尾气管路一同连接到钨管。钨管上部与气体室连通，下部与废渣收集室连接。气体室出口通过蒸发器与废气排放系统连接。烟气出口分别通过燃料蓄热器、空气蓄热器连接到2号除尘器入口，2号除尘器通过2号引风机连接到废气排放系统。燃料管路通过燃料蓄热器连接到燃气烧嘴，鼓风机出口通过空气蓄热器连接到燃气烧嘴的助燃气体入口。

13、熔渣除尘炉可以用于煤气化，根据生产需要可以随时切换熔渣除尘炉的具体功用，使熔渣除尘炉用于除尘和/或用于煤气化。

14、本发明石灰生产装置以煤为原料进行煤气化，再利用煤气化产生的煤气间壁加热煅烧石灰石生产石灰，同时利用煤气携带的热量发生蒸汽，利用烟气为燃料气和助燃气体预热，提高装置的热效率。用煤气化煤气作燃料燃烧加热生产石灰，联产蒸汽、氮气和纯净二氧化碳，使热量和气体循环利用，充分利用煤气化和石灰生产过程产生的热量和可燃性气体，减少石灰生产的能耗，降低了生产成本。本发明优化了石灰窑和气化炉的结构，具有流程短、结构简单、设备投资少的优点，有利于推广利用。本技术实施例中的立体气化炉采用熔池加热模式对电石原料进行煅烧，有利于传热，加快反应速度。