石灰窑结瘤控制

东 曲

(中盐青海昆仑碱业有限公司，青海 德令哈 817099)

随着中盐青海昆仑碱业有限公司(以下简称“公司”)产能不断释放，各项提质增效、节能环保项目的实施运行，使石灰窑生产负荷达到极限，产出的生石灰仍无法满足生产需要，有效解决方法是平稳高效运行各石灰窑是公司稳产、高产的基础，在实际生产中经常出现严重的结瘤现象，影响了石灰窑的生产能力，增加了操作调节难度，也给生产岗位人员带来不安全困扰，生产的有效组织也跟着减弱。在生产中，一方面要将石灰石煅烧出高的分解率，另一方面要提高石灰窑的生产能力，对有效控制窑内结瘤和窑况的影响有很大改善。

1 石灰石、焦炭理化指标对结瘤的影响

1.1 石灰石

石灰石岩层主要是由方解石矿物组成的碳酸盐，其抗压强度可分为两个层理测试得到，垂直层理方向一般可达60 MPa～140 MPa，平行层理方向一般达70 MPa～120 MPa。公司使用的石灰石质地坚硬且主含量、酸不溶物不稳定，粒度在70 mm～150 mm分解不完全，大块石灰石在窑内无法烧透，导致返石量较大，石灰石消耗较高。小块石灰石增加窑内阻力，气体分布变坏，破坏灰窑煅烧工况，形成偏烧、局部高温生成“瘤块”，增加了燃料消耗量，降低石灰窑的生产能力和窑气CO2浓度。生产实践表明，石灰石粒度控制在60 mm～120 mm为佳，石灰石粒度应均匀，灰窑各区域稳定，有利于石灰窑平稳运行和分解率的提高。

虽石灰石质地坚硬，在煅烧过程中分解完全的石灰会出现重粉化、碎化、较大瘤块现象，而石灰窑的送风阻力增加，破坏了气体所经过的通道而使送风通风异常弯曲勉强、风走偏流，降低了气体通过和分布效果，导致风机憋压、灰温骤升和取灰带瘤块、带火，影响CaCO3分解和正常生产的有效组织。

鉴于各窑结瘤、粉末化、细灰化及生产用灰紧张现象，采取减少配煤率，必须指出保证灰质的情况下减少，以免造成石灰石生烧影响生产系统的波动。相应提高取灰温度在经济控制范围内，同时控制好窑顶出气温度。

1.2 焦炭

焦炭的粒度应使其燃烧时间与石灰石的煅烧时间相匹配，而在生产负荷不变的情况下，石灰石的煅烧时间主要取决于石灰石粒度，因此，石灰石的粒度较小，焦炭的粒度也应较小，反之，石灰石的粒度较大，焦炭的粒度也应随之调大。也应分析生产情况等，为使石灰窑能够长周期稳定生产，焦炭的粒度一般控制在30 mm～50 mm为佳。

1.2.1 固定碳

进窑石灰石正常分解温度控制在1 050 ℃～1 300 ℃，若使用较高固定碳焦炭(大于85%)，焦炭配比应减少，石灰石煅烧温度把握不准确极易造成石灰窑结瘤、灰温异常等现象。若使用焦炭固定碳偏高，必然会加快耐火砖的损坏速度，特别是使用2 a以上的窑，更不利于结瘤的控制。为此，纯碱厂石灰窑生产一般使用固定碳为82%～83%左右为宜。

在实际生产中，焦炭的品质、水分、粒度一定程度受困于市场和采购影响，固定碳变化较大83%～85%之间。根据各窑内结瘤情况，只能从操作中着手调节和控制窑内的结瘤量。

1.2.2 挥发分

焦炭中的有机物质受热分解出一部分的液态和气态产物占焦样质量的比例简称为挥发分。因挥发分逸出后焦炭的空隙增多，焦炭与氧气接触面积大大增加，焦炭燃烧的速度、强度均随之提高。因此，焦炭的挥发分是决定其燃烧速度和燃烧难易程度的重要指标。若使用挥发分偏高的焦炭，增加了石灰石煅烧煤量，窑内易结瘤子。因此，根据石灰窑生产特点和要求，一般要求焦炭挥发分控制在2%左右。

2 生产负荷影响结瘤因素和优化措施

石灰窑为满足生产系统用灰量，长期高负荷运行时，上料量偏多，卸灰量偏大，使窑内物料量循环加快，久而久之导致冷却区缩短，空气未能得到预热就进入煅烧区，使石灰石分解率低，石灰生过不均，且窑气CO2浓度降低。鉴于石灰差，而提高石灰石有效分解率，保证公司生产的稳定必须增加配煤率和送风量。加速石灰石在窑内较高温度分解会出现瘤块现象。

有效控制窑内结瘤，保持石灰窑工况的持久稳定，是企业落实精益生产，提高精细化操作水平的体现；也是提高纯碱产品质量的要求，降低产品消耗，增加企业市场竞争力的需要；更是有效保障窑下附属设备安全、长久运行，营造出安康、舒适操作环境的要求。为此，找出结瘤影响症结，适时合理地加以调整纠偏，具有重要的现实意义。

2.1 生产CO2用气量增加的结瘤影响

在产能不断释放下，生产CO2用气量不断增加，石灰窑送风量相应加大。增加送风量加速了燃料的燃烧速度，提高石灰窑煅烧温度。由于焦炭含碳量偏高，致使窑内严重结瘤。一定程度上减少石灰窑的配煤率，结瘤现象暂时得到缓解。在高固定碳焦炭的使用，石灰窑高负荷运行下，煤比掌握不足会造成再次的严重结瘤。当窑内瘤块排完后，窑内开始出灰带火现象，石灰石生烧现象。此时窑内煅烧区因结瘤块被破坏，后续石灰窑煅烧区得到恢复，又会出现窑内出灰带瘤块和细灰现象。

2.2 生产中操作的控制

加强日常操作管理，提高员工操作技能。根据实际情况合理平衡多台石灰窑负荷，原材料状态、上料多少正确配风，及时精确配置煤比。倘若窑内送风阻力增加对石灰窑及时作出调节，及时观察灰质变化对石灰窑做相应调整。以此减少窑内结瘤。

为扭转此种不利局面，焦炭的来料按含碳量分类堆放，分别进窑使用。因此，为避免石灰窑结瘤带来不利影响，要求每日抽检焦炭皮带样，在原料进窑之前得知含碳量情况，对石灰窑生产可起到事半功倍的效果。

3 总结

文章通过长期一线生产经验的浓缩提炼、详实客观的对石灰窑生产情况掌握，细致入微的研究分析了石灰窑生产中常见结瘤问题，介绍了一些影响因素的有效规避措施以飨读者。