1、任務二任務二 石灰石煅燒及石灰乳制備石灰石煅燒及石灰乳制備主講：王秉程主講：王秉程項目二項目二 氨堿法生產純堿工藝氨堿法生產純堿工藝任務引入與分析任務引入與分析1 1、對二氧化碳的認識、對二氧化碳的認識任務引入與分析任務引入與分析 2 2、石灰石煅燒的及石灰乳制備的目的、石灰石煅燒的及石灰乳制備的目的石灰石在石灰窯中煅燒，理論石灰石在石灰窯中煅燒，理論分解溫度分解溫度COCO2 2分壓為分壓為0.10.1MPaMPa時的最低時的最低分解溫度；理論上為分解溫度；理論上為11801180。發(fā)生。發(fā)生CaCOCaCO3 3的分解反應。的分解反應。生成的生成的CaOCaO稱為生石灰，為稱為生石灰，為無

2、色等軸晶系，熔點無色等軸晶系，熔點23722372，密，密度度3.37t/m3.37t/m3 3，在氨堿廠將它用水，在氨堿廠將它用水消化而制得氫氧化鈣懸濁液，用消化而制得氫氧化鈣懸濁液，用于蒸氨反應。于蒸氨反應。CaO+H2O=CaOHCaO+H2O=CaOH2 2+65.65+65.65KJ/molKJ/mol生成的生成的CaCa（OHOH）2 2稱稱為熟石灰或消石灰，其分為熟石灰或消石灰，其分子量為子量為74.0974.09。6 6任務引入與分析任務引入與分析 2 2、石灰石煅燒的及石灰乳制備的目的、石灰石煅燒的及石灰乳制備的目的為無色斜方晶系，密為無色斜方晶系，密度度2.24t/m2.2

3、4t/m3 3，無吸濕，無吸濕性，溶解度很小，而性，溶解度很小，而且溫度越高，溶解度且溫度越高，溶解度越小。越小。氫氧化鈣與水混氫氧化鈣與水混合呈白色懸濁液合呈白色懸濁液即石灰乳，呈強即石灰乳，呈強堿性，用于蒸氨堿性，用于蒸氨及鹽水除鎂過程。及鹽水除鎂過程。任務目標任務目標了解石灰石煅燒和石灰乳制備的目的；了解石灰石煅燒和石灰乳制備的目的；掌握的石灰石煅燒及石灰乳制備掌握的石灰石煅燒及石灰乳制備方法與步驟。方法與步驟。熟悉石灰石煅燒及石灰乳制備的工藝流熟悉石灰石煅燒及石灰乳制備的工藝流程、主要設備結構及原理；程、主要設備結構及原理；任務目標任務目標目標目標分析碳化工藝流程；分析碳化工藝流程；學

4、會碳化工藝參數的選擇，碳化工藝條件的控制學會碳化工藝參數的選擇，碳化工藝條件的控制；學會碳化塔的操作；學會碳化塔的操作；能簡單優(yōu)碳化工藝流程能簡單優(yōu)碳化工藝流程。一、知識準備一、知識準備1 1石灰石物化性質石灰石物化性質石灰石顏色有灰石灰石顏色有灰白、茶色、褐色等，白、茶色、褐色等，單純從色澤不能判斷單純從色澤不能判斷其品質的好壞。其品質的好壞。典型的礦石時方解典型的礦石時方解石、大理石，主要成份石、大理石，主要成份是碳酸鈣，其結晶大部是碳酸鈣，其結晶大部分為六方晶系。化學分分為六方晶系。化學分子式為子式為CaCOCaCO3 3。一、知識準備一、知識準備1 1石灰石物化性質石灰石物化性質碳酸鈣

5、的分子量碳酸鈣的分子量 100.09 100.09密度密度 2.711T/M2.711T/M3 3分解溫度分解溫度 825825熔點熔點 1339 1339一、知識準備一、知識準備2 2、石灰石的規(guī)格、石灰石的規(guī)格應盡可能采用純度高的石應盡可能采用純度高的石灰石才較為經濟，從而可以提灰石才較為經濟，從而可以提高高COCO2 2氣及石灰乳質量，提高氣及石灰乳質量，提高關鍵設備的生產強度，減少系關鍵設備的生產強度，減少系統(tǒng)物料當量統(tǒng)物料當量。一般要求石灰石含碳酸鈣不一般要求石灰石含碳酸鈣不低于低于90%90%，其他酸性雜質如，其他酸性雜質如SiOSiO2 2+ + R2OR2O3 3以不超過以不超

6、過6%6%為佳。為佳。這樣可使石灰窯生產出這樣可使石灰窯生產出的的CaOCaO達到達到80%80%以上，而窯氣以上，而窯氣含含COCO2 2則可以達到則可以達到40%40%以上，以上，此外，氨堿廠對石灰石的粒此外，氨堿廠對石灰石的粒度有特殊要求，其直徑在度有特殊要求，其直徑在70150mm70150mm較為適宜。較為適宜。一、知識準備一、知識準備3 3、無煙煤（白煤）的物化性質、無煙煤（白煤）的物化性質無煙煤俗稱白煤或紅煤。是煤化程度最大的無煙煤俗稱白煤或紅煤。是煤化程度最大的煤煤。無煙煤固定碳含量高，揮發(fā)分產率低，密度。無煙煤固定碳含量高，揮發(fā)分產率低，密度大，硬度大，燃點高，燃燒時不冒煙。

7、大，硬度大，燃點高，燃燒時不冒煙。黑色堅硬，有金屬光澤。以脂摩擦不致染黑色堅硬，有金屬光澤。以脂摩擦不致染污，斷口成介殼狀，燃燒時火焰短而少煙。不污，斷口成介殼狀，燃燒時火焰短而少煙。不結焦。一般含碳量在結焦。一般含碳量在90%90%以上，揮發(fā)物在以上，揮發(fā)物在10%10%以以下。無膠質層厚度。下。無膠質層厚度。熱值約熱值約8000-85008000-8500千卡千卡/ /公斤。有時把揮公斤。有時把揮發(fā)物含量特大的稱做半無煙煤；特小的稱發(fā)物含量特大的稱做半無煙煤；特小的稱做高無煙煤。做高無煙煤。 一、知識準備一、知識準備4 4、反應的化學原理、反應的化學原理 CaCOCaCO3 3 (s)(s

8、) = = CaO(sCaO(s)+ CO)+ CO2 2 (l)(l) 煅燒反應煅燒反應燃料的燃燃料的燃燒反應燒反應C(S)+OC(S)+O2 2(g) =CO(g) =CO2 2（g g）CaO(s)+HCaO(s)+H2 2O (l) =CaO (l) =Ca（OHOH）2 2 石灰乳制備石灰乳制備任務實施任務實施一、石灰石煅燒主要設備一、石灰石煅燒主要設備石灰窯石灰窯 石灰石和固體燃料由石灰石和固體燃料由窯頂裝入，在窯內自上而窯頂裝入，在窯內自上而下運動，經過預熱、鍛燒下運動，經過預熱、鍛燒和冷卻三個區(qū)。和冷卻三個區(qū)。石灰窯石灰窯( (豎窯豎窯) )的結構如圖。的結構如圖。石灰窯的形式

9、很多，目前采石灰窯的形式很多，目前采用最多的是連續(xù)操作的豎窯。用最多的是連續(xù)操作的豎窯。010103030202任務實施任務實施1 1、石灰窯外觀、石灰窯外觀任務實施任務實施預熱區(qū)預熱區(qū)（2525）煅燒區(qū)煅燒區(qū)（5050）冷卻區(qū)冷卻區(qū)（2525）2.2.設備設備混料豎式窯混料豎式窯將石灰石及燃料預將石灰石及燃料預熱并干燥，以回收窯氣熱并干燥，以回收窯氣余熱，提高熱效率。余熱，提高熱效率。完成石灰石的煅燒完成石灰石的煅燒預熱進窯的空氣使石預熱進窯的空氣使石灰石冷卻灰石冷卻任務實施任務實施4 4 石灰窯剖面圖圖石灰窯剖面圖圖3 3、石灰窯操作控制要點、石灰窯操作控制要點1.1.控制要點控制要點保持

10、窯內溫度的分布正常保持窯內溫度的分布正常與穩(wěn)定，同時為了避免空氣進與穩(wěn)定，同時為了避免空氣進入，沖稀入，沖稀COCO2 2氣體的濃度，分解氣體的濃度，分解壓力取微正壓即可。壓力取微正壓即可。為了獲得好的石灰質量，要求石為了獲得好的石灰質量，要求石灰石塊的大小均勻，其塊徑在灰石塊的大小均勻，其塊徑在110110180mm180mm之間，過小則使其通風不良，之間，過小則使其通風不良，過大則不宜燒透。過大則不宜燒透。此外，生產中還應注意燃此外，生產中還應注意燃料配比和均勻；空氣進量與窯料配比和均勻；空氣進量與窯內情況配合；所產窯氣及時排內情況配合；所產窯氣及時排出；燒好的石灰隨時取出，以出；燒好的石

11、灰隨時取出，以保持窯溫的穩(wěn)定。保持窯溫的穩(wěn)定。3 3、石灰窯操作控制要點、石灰窯操作控制要點2.2.窯氣成分窯氣成分石灰窯正常生產時，從窯石灰窯正常生產時，從窯頂排出的窯氣成分一般為頂排出的窯氣成分一般為40%40%42%CO42%CO2 2，0.2%0.2%0.3%O0.3%O2 2，0.1%0.1%0.3%CO0.3%CO，其余為，其余為N N2 2，溫度約為，溫度約為85859595。窯氣中還含有一定數量的固窯氣中還含有一定數量的固體粉塵，因此氣體出窯之后經體粉塵，因此氣體出窯之后經過洗滌塔洗塵降溫，再入壓縮過洗滌塔洗塵降溫，再入壓縮機壓縮后送碳化工序。機壓縮后送碳化工序。二、石灰石煅燒

12、及石灰乳制備工藝條件確定二、石灰石煅燒及石灰乳制備工藝條件確定 1 1、原料規(guī)格、原料規(guī)格 揮發(fā)物在揮發(fā)物在10%10%以下。以下。無膠質層厚度。熱值約無膠質層厚度。熱值約8008000-85000-8500千卡千卡/ /公斤，石場公斤，石場。 CaCO CaCO3 3 % % 90% 90% ；SiSiO O2 25.5%5.5%；MgCOMgCO3 3 3.5%3.5%；R R2O2O3 3 0.5% 0.5%（R2OR2O3 3為鐵鋁氧為鐵鋁氧化物）石場。化物）石場。2 2 一般含碳量在一般含碳量在90%90%以上以上1 1 石灰石的成份規(guī)格石灰石的成份規(guī)格請用實物代替，視頻展示。請用實

13、物代替，視頻展示。二、石灰石煅燒及石灰乳制備工藝條件確定二、石灰石煅燒及石灰乳制備工藝條件確定 2 2、溫度的選擇、溫度的選擇窯氣溫度：窯氣溫度： CaCOCaCO3 3在在600600以下幾乎不分解，當溫度達到以下幾乎不分解，當溫度達到898898時，其分解壓力達到時，其分解壓力達到0.1Mpa0.1Mpa。石灰石以顯著速度分。石灰石以顯著速度分解所需的溫度約為解所需的溫度約為900900，實際，實際生產中控制在生產中控制在11001100左右左右。化灰水溫控制在化灰水溫控制在55655565。三、石灰石煅燒及石灰乳制備的生產過程三、石灰石煅燒及石灰乳制備的生產過程其流程簡述其流程簡述原料石

14、灰石和焦炭由貯運原料石灰石和焦炭由貯運工段經皮帶機分別送到石灰窯工段經皮帶機分別送到石灰窯前的石灰石倉和焦炭倉內，再前的石灰石倉和焦炭倉內，再經石灰石給料器，焦炭給料器經石灰石給料器，焦炭給料器進入計量槽。進入計量槽。PLCPLC控制按比例計量的混合控制按比例計量的混合料倒入吊石斗，經卷揚機提升倒料倒入吊石斗，經卷揚機提升倒入石灰窯內。空氣經鼓風機鼓入入石灰窯內。空氣經鼓風機鼓入石灰窯底石灰窯底， 石灰石在窯內經過石灰石在窯內經過煅燒，生成石灰和窯氣煅燒，生成石灰和窯氣。石灰從窯底部出灰螺旋錐、經星形出灰機卸出石灰石灰從窯底部出灰螺旋錐、經星形出灰機卸出石灰窯，溜入運灰皮帶機上，再經石灰斗提機

15、送到石灰倉，窯，溜入運灰皮帶機上，再經石灰斗提機送到石灰倉，窯氣從石灰窯頂部出來去窯氣凈化系統(tǒng)。窯氣從石灰窯頂部出來去窯氣凈化系統(tǒng)。三、石灰石煅燒及石灰乳制備的生產過程三、石灰石煅燒及石灰乳制備的生產過程其流程簡述其流程簡述 石灰和化灰水反應生成石灰乳，石灰乳流入灰乳石灰和化灰水反應生成石灰乳，石灰乳流入灰乳轉篩，篩去細粒固體雜質后流入灰乳罐，再經灰乳泵轉篩，篩去細粒固體雜質后流入灰乳罐，再經灰乳泵送到鹽水工段及蒸吸工段。送到鹽水工段及蒸吸工段。 石灰經石灰倉下部的石灰給料器調節(jié)給料量石灰經石灰倉下部的石灰給料器調節(jié)給料量后加入化灰機；來自蒸吸工段的溫海水（溫度約后加入化灰機；來自蒸吸工段的溫

16、海水（溫度約4545）作為化灰水與石灰同時加入化灰機內。）作為化灰水與石灰同時加入化灰機內。 灰乳含灰乳含AcaOAcaO濃度應保持在濃度應保持在150tt150tt以上，溫度以上，溫度9090。化灰機內未。化灰機內未消化的石灰石經化灰機尾部的篩子篩分出來，與灰乳轉篩篩分出的消化的石灰石經化灰機尾部的篩子篩分出來，與灰乳轉篩篩分出的細砂一起溜入返石皮帶機細砂一起溜入返石皮帶機。三、石灰石煅燒及石灰乳制備的生產過程三、石灰石煅燒及石灰乳制備的生產過程其流程簡述其流程簡述經皮帶機送進返石轉篩，經皮帶機送進返石轉篩，使返石和廢砂分開后溜入各自使返石和廢砂分開后溜入各自的的1#1#返石倉和廢砂倉中，廢

17、砂返石倉和廢砂倉中，廢砂經汽車運出廠外經汽車運出廠外， 返石則經返石則經1#1#返石斗提機提升至貯藏量更返石斗提機提升至貯藏量更大的大的2#2#返石倉。返石倉。從從2#2#返石倉出來的返石經返石倉出來的返石經2#2#返石斗提機送至石焦貯運皮返石斗提機送至石焦貯運皮帶機上，與原料石灰石一起分帶機上，與原料石灰石一起分配到各個石灰石倉中。配到各個石灰石倉中。三、石灰石煅燒及石灰乳制備的生產過程三、石灰石煅燒及石灰乳制備的生產過程經皮帶機送進返石轉篩，經皮帶機送進返石轉篩，使返石和廢砂分開后溜入各使返石和廢砂分開后溜入各自的自的1#1#返石倉和廢砂倉中，返石倉和廢砂倉中，廢砂經汽車運出廠外廢砂經汽車

18、運出廠外。返石則經返石則經1#1#返石斗提機提返石斗提機提升至貯藏量更大的升至貯藏量更大的2#2#返石倉。返石倉。從從2#2#返石倉出來的返石經返石倉出來的返石經2#2#返返石斗提機送至石焦貯運皮帶機石斗提機送至石焦貯運皮帶機上，與原料石灰石一起分配到上，與原料石灰石一起分配到各個石灰石倉中。各個石灰石倉中。三、石灰石煅燒及石灰乳制備的生產過程三、石灰石煅燒及石灰乳制備的生產過程石灰消化過程中有大量熱石灰消化過程中有大量熱量以蒸汽形式排出，排氣中含量以蒸汽形式排出，排氣中含有石灰粉塵，用蒸吸工段來的有石灰粉塵，用蒸吸工段來的一部分溫海水通過化灰機熱回一部分溫海水通過化灰機熱回收器噴淋排氣收器噴

19、淋排氣。從窯頂出來的含從窯頂出來的含COCO2 2 404043%43%、溫、溫度在度在8080140140、壓力為、壓力為150150300Pa300Pa的的窯氣先經過旋風除塵器除去部分粉塵后窯氣先經過旋風除塵器除去部分粉塵后進入窯氣洗滌塔，用海水進一步除去粉進入窯氣洗滌塔，用海水進一步除去粉塵并被冷卻到塵并被冷卻到4040以下。以下。一方面可使排氣中的粉塵被洗滌下來一方面可使排氣中的粉塵被洗滌下來從而達到排放標準，另一方面溫海水的溫從而達到排放標準，另一方面溫海水的溫度由度由4040提高到提高到60606565。 洗滌后的溫海洗滌后的溫海水流進地下雜水罐，和所有地面雜水混合水流進地下雜水罐

20、，和所有地面雜水混合后，通過雜水泵送到化灰機化灰。后，通過雜水泵送到化灰機化灰。三、石灰石煅燒及石灰乳制備的生產過程三、石灰石煅燒及石灰乳制備的生產過程從洗滌塔出來的窯氣從洗滌塔出來的窯氣進入電除塵器，最終使窯進入電除塵器，最終使窯氣含塵量低于氣含塵量低于20mg/m20mg/m3 3，送壓縮工段。送壓縮工段。出石灰窯的石灰在運出石灰窯的石灰在運輸過程中產生的石灰粉塵輸過程中產生的石灰粉塵氣體，經玻璃袋除塵器收氣體，經玻璃袋除塵器收集凈化，凈化后的氣體達集凈化，凈化后的氣體達標排空，粉塵經地下雜水標排空，粉塵經地下雜水罐回收進化灰機。罐回收進化灰機。三、石灰石煅燒及石灰乳制備的生產過程三、石灰

21、石煅燒及石灰乳制備的生產過程流程圖如下流程圖如下四、石灰石煅燒及石灰乳制備的注意事項四、石灰石煅燒及石灰乳制備的注意事項石灰石煅燒是吸熱分解的過石灰石煅燒是吸熱分解的過程，要消耗大量的熱能，入窯的程，要消耗大量的熱能，入窯的石塊要配入供熱所需的燃料并通石塊要配入供熱所需的燃料并通入助燃所需的空氣。煤焦配比率入助燃所需的空氣。煤焦配比率（簡稱配焦比）主要以焦的發(fā)熱（簡稱配焦比）主要以焦的發(fā)熱量與粗石灰的燒成質量而增減，量與粗石灰的燒成質量而增減，不能過高或過低，以免石灰嚴重不能過高或過低，以免石灰嚴重過燒或生燒。過燒或生燒。焦石須經充分預熱達到一定溫焦石須經充分預熱達到一定溫度以后，才能分別在窯

22、內進行較完度以后，才能分別在窯內進行較完全的燃燒和分解反應，為此應做到全的燃燒和分解反應，為此應做到均衡上石與出灰，應保持窯頂石層均衡上石與出灰，應保持窯頂石層高度（石層至窯頂空間一般控制在高度（石層至窯頂空間一般控制在3.3-3.5m3.3-3.5m），保持窯中部反應區(qū)及），保持窯中部反應區(qū)及下部冷卻區(qū)的穩(wěn)定。下部冷卻區(qū)的穩(wěn)定。四、石灰石煅燒及石灰乳制備的注意事項四、石灰石煅燒及石灰乳制備的注意事項窯氣由窯氣由N N2 2、COCO2 2、O O2 2、COCO及及H H2 2O O（g g）等組成，在一定的排氣）等組成，在一定的排氣溫度和壓力下，窯氣的溫度和壓力下，窯氣的COCO2 2濃度

23、濃度越高，體積當量越小，不僅使越高，體積當量越小，不僅使生產中的熱損失小，而且可以生產中的熱損失小，而且可以增加制堿的產量。增加制堿的產量。操作上除嚴格控制煅燒過操作上除嚴格控制煅燒過程適當的配焦比、上石量、溫程適當的配焦比、上石量、溫度和壓力外，還要嚴格控制過度和壓力外，還要嚴格控制過剩空氣，以免進氣過多。剩空氣，以免進氣過多。窯氣需通過洗滌充分降溫除塵，再窯氣需通過洗滌充分降溫除塵，再經電除塵器進一步除塵，使氣溫和含塵經電除塵器進一步除塵，使氣溫和含塵量完全符合工藝要求，以確保壓縮機的量完全符合工藝要求，以確保壓縮機的打氣效率和使用期。打氣效率和使用期。四、石灰石煅燒及石灰乳制備的注意事項

24、四、石灰石煅燒及石灰乳制備的注意事項石灰石中含有石灰石中含有SiOSiO2 2、Fe2OFe2O3 3、Al2OAl2O3 3等雜質，等雜質，這些雜質在這些雜質在CaSCaS中成為助焙劑，在達到一定高溫中成為助焙劑，在達到一定高溫度時即與氧化鈣作用生成低熔點瘤塊度時即與氧化鈣作用生成低熔點瘤塊。四、石灰石煅燒及石灰乳制備的注意事項四、石灰石煅燒及石灰乳制備的注意事項防止結防止結瘤塊的瘤塊的措施措施選用含有選用含有SiOSiO2 2、Fe2OFe2O3 3、Al2OAl2O3 3等雜質低的石灰石為原料。等雜質低的石灰石為原料。根據雜質含量控制煅燒溫度。根據雜質含量控制煅燒溫度。控制好燃料粒度，布

25、料均勻。控制好燃料粒度，布料均勻。四、石灰石煅燒及石灰乳制備的注意事項四、石灰石煅燒及石灰乳制備的注意事項化灰時應采用溫度適化灰時應采用溫度適宜的化灰水，一般水溫控制宜的化灰水，一般水溫控制在在55655565。化灰水溫度適。化灰水溫度適當，石灰水化灰速度快，當，石灰水化灰速度快，Ca(OH)Ca(OH)2 2在水中分散度好，在水中分散度好，不僅可以加快蒸氨反應，而不僅可以加快蒸氨反應，而且由于回收熱量高，消耗蒸且由于回收熱量高，消耗蒸汽也可減少。石灰乳溫度要汽也可減少。石灰乳溫度要求控制在求控制在9090以上。以上。Ca(OH)Ca(OH)2 2在水中的溶解度在水中的溶解度很小，僅很小，僅1%1%左右。生產上要左右