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活性石灰窑的选型—回转窑与套筒窑的特点比较回转窑与套筒窑的特点比较

北京首钢耐材炉料有限公司 2011年8月年月

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一、国内冶金石灰行业发展现状根据石灰协会相关资料，目前国内石灰行业，特别是冶金石灰行业广泛采用回转窑、弗卡斯窑、套筒窑、麦尔兹窑、气烧竖窑等先进窑型生产活性石灰。活性石灰套筒窑是目前国内较先进的石灰生产设施。它采用环形套筒窑并流煅烧，其烧成石灰活性高、能耗低于回转窑、弗卡斯窑等窑型；检修、维护方便、作业率高；同时，还具有负压操作利于环保、烧成石灰S含量低等优点。近年来逐渐得到了越来越多用户，尤其是国内大中型冶金企业的认可。

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二、活性石灰窑的选型原则石灰窑项目选型，要综合考虑原燃料资源利用、项目静态投资、产品质量、石灰窑运行成本等因素，同时还应结合自身原燃料条件，并考虑当地环保部门对低碳经济和可持续发展等要求。据了解，工业发达国家石灰生产设施主要是新型竖窑和回转窑。就国内而言，冶金企业新建石灰窑型，正形成回转窑和新型竖窑并驾齐驱的局面。

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活性石灰回转窑：活性石灰回转窑： 2×1000tpd

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新型竖窑中，应用最为普遍的还属套筒窑和麦尔兹窑。套筒窑的技术优势：热效率高、原料入窑粒度范围大、占地面积小、全程负压操作、运行安全稳定等。为此，近年来国内大型钢铁企业广泛采用套筒窑：如首钢、马钢、宝钢集团上钢公司、济钢、邢钢、宝钢集团梅钢公司、宝钢八一钢厂、本钢等企业都选择套筒窑生产活性石灰，首钢集团现有10余座套筒窑在全国各地运行。

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活性石灰套筒窑：活性石灰套筒窑：4×500tpd

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麦尔兹石灰窑

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三、套筒窑与回转窑的特点比较根据石灰协会报表数据，将几种石灰窑工序能耗对比如下：石灰窑型工序能耗 (kg标煤/t石灰)机械竖窑套筒窑回转窑麦尔兹窑弗卡斯窑气烧竖窑

130

137

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不难看出，除机械化竖窑(不是活性石灰窑)和麦尔兹窑外，其它窑型的能耗都比套筒窑高，而回转窑又只适用于生产10-40mm小粒度石灰，因此综合对比套筒窑、麦尔兹窑、弗卡斯窑等先进竖窑，采用套筒窑生产石灰是最优的。分析对比如下：

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1、石灰窑一次投资比较根据目前国内价格水平，一座500t/d自动化套筒窑投资5000万元，一座600t/d弗卡斯窑的投资约4500-5000万元，一座600t/d麦尔兹投资约为7000万元，一座1000t/d引进回转窑投资约为1.2亿元。因此，套筒窑一次投资优势明显。

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2、石灰窑运行成本比较出窑石灰的生产运行成本估算(以首钢内部原燃料价格为计算依据)出

窑石灰的生产运行成本估算(以首钢内部原燃料价格为计算依据)单位：单位：元/吨灰项目公称容量作业率原料成本回转窑 1000tpd 95%套筒窑 500tpd 97%弗卡斯窑 600tpd 98%麦尔兹窑 600tpd 93%

各窑烧石灰单耗值均采用1.80各窑烧石灰单耗值均采用 108焦转混气 73 30kWh/t灰灰 13.2 1 37.7 45 277.9 108转炉煤气 49.2 23kWh/t灰灰 10.1 1 28.2 65 261.5 108转炉煤气 42 26kWh/t灰灰 11.4 1 23.3 55 240.7 108转炉煤气 40 39kWh/t灰灰 17.2 3 34.3 65 267.5

燃料成本

窑本体电耗水及压缩空气设备折旧制造费用小计

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从上表可看出，除弗卡斯窑外，套筒窑生产活性石灰的成本是最低的。需要说明的是，以上数据是在使用钢厂内部的回收煤气时产品成本，如回转窑使用煤粉做燃料，每吨石灰成本要升高约100元。因此，炼钢厂使用套筒窑生产活性石灰的经济效益将更加显著。

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3、产品质量情况套筒窑生产活性石灰质量最优，具体对比如下： a.成品活性度高。先进窑型石灰活性度都可以达到 350ml以上，均可满足炼钢生产的要求，但回转窑生产时小粒度石灰石容易生烧；麦尔兹和套筒窑都有并流燃烧带，质量比弗卡斯窑更好；目前国内套筒窑的生产质量普遍较好，首钢套筒窑平均活性度接近400ml; b.成品含硫量低。根据石灰协会报表数据分析，回转窑、弗卡斯窑和套筒窑生产石灰含硫量均在0.02%以下，麦尔兹窑含硫量普遍较高，其燃烧机理造成废气中含硫量低，因此根据物料平衡硫含量大多进入到了石灰中，即在蓄热的同时蓄硫，技术保证值难以达到小于0.02%;其生产的石灰质量难以满足现代炼钢冶炼“三脱”工艺要求；

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4、其它方面比较1、从原料使用情况看，套筒窑与回转窑互补，在石灰石、从原料使用情况看，套筒窑与回转窑互补，矿山开采过程中，经破碎后的合格石灰石块里，粒度40- 80mm的约占50%,20-40mm的约占20%,20-10mm的约占20%,10mm以下的约占10%。目前矿山资源越来越紧张，我们必须对石灰窑型进行合理搭配，才能提高石灰石资源的综合利用率，以充分延长矿山寿命。这样，一方面充分利用了石灰石资源，另一方面也降低了石灰石的采购成本。 2、在燃料使用上，套筒窑和回转窑互有优点。套筒窑可、在燃料使用上，套筒窑和回转窑互有优点。直接使用炼钢生产的低热值燃料-转炉煤气。但是回转窑必须使用高热值燃料，如焦炉煤气、混合煤气或天然气等。回转窑的优势是可以直接使用煤粉做燃料，对燃料适应性更广泛。

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推荐采用套筒窑工艺综上，考虑到套筒窑的控制简单、维护方便、全负压操作和环境较好的特点，特别是套筒窑具

有单独使用转炉煤气作燃料的特点，我们认为套筒窑是当前工艺技术最先进的石灰窑之一。

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套筒窑工艺流程介绍以日产500吨石灰套筒窑为例，其工艺流程如下：套筒窑有上、下两层烧嘴，每层均匀分布6个，两层烧嘴中心线相距3.9米、相差30度角。下层烧嘴将套筒窑分成两个煅烧带，即逆流煅烧带和顺流煅烧带，上部为逆流煅烧带，下部为顺流煅烧带,顺流煅烧从下燃烧室开始，到循环气体入口处为止。套筒窑的每一个燃烧室都有一个用耐火材料砌筑的从窑外壳到下内套筒的拱桥，煤气在燃烧室内燃烧后，产生的热气从拱桥下面的空间进入料床，并且均匀分布到整个料床。套筒窑三带的划分：预热带约9米，温度范围为顶温90--140℃至预热、煅烧交界处850--900℃;煅烧带约11米，温度范围为从预热、煅烧交界处850--900℃至煅烧、冷却交接处900--950℃;冷却带约7米，温度范围为900—950到80--130℃。

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在预热带内，石灰石被加热至其煅烧温度(850--900℃),如果使用低发热值气体燃料(如转炉煤气)或使用所含CaCO3成分高于90%的石灰石，则在预热区内总会出现余热，所以套筒窑在石灰预热区设计了上内套筒和换热器，预热区出现的余热通过上内套筒进入换热器用于加热驱动空气，以使热损失尽可能小，废气温度尽可能低。加热后的驱动空气通过上环管送到六个引射器。在煅烧带内，所有的煅烧过程在这里进行，其中70--80%的煅烧过程在逆流煅烧带内进行，其他20--30%的煅烧过程在顺流煅烧带进行。进入煅烧带的石灰石温度约850--900℃,在顺流煅烧带底部即进入冷却带的石灰温度大约为900--950℃。在冷却带内，热的石灰通过与窑底吸入的冷空气热交换，温度降低后排出窑体，温度大约为80--130℃。

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套筒窑工艺流程图

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什么是循环气体？什么是循环气体？循环气体是靠换热后热的驱动风驱动，由顺流煅烧带热气和窑下吸入的与热石灰换热后的石灰冷却气混合而成。循环气体通过循环气入口进入到下内套筒内部空间，然后由上部六个拱桥内Ф650mm的管路出来与驱动风混合后再次进入下燃烧室。下烧嘴的煤气通过配入二次风、驱动风、循环气体在下燃烧室内形成过氧燃烧，燃烧后产生的热空气进入窑内后被分成两部分，一部分因引射器的作用使部分气体进入顺流煅烧带，另一部分由废气风机产生的负压使部分气体抽到上面进入逆流煅烧带，对物料进行煅烧。进入顺流带的气体将热量传递给未被完全煅烧分解的物料，同时自身温度不断下降，并在顺流带末端与冷却石灰后的气体一起进入循环气通道。

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我公司从套筒窑设、

生产的经自从2001年12 28首钢1#套筒窑投产以来，首钢炉料有公司先后成功地建成运了10余座石灰套筒窑其中包 1座600t/d套筒窑，平均到一年就有1座套筒窑投入生产。首钢现成套筒窑国产化设，并得了国家技进三等和多项设发明利。

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我公司活性石灰套筒窑国家专利