石灰窯窯頂揚塵治理

張伙榮，李正國，李征徐，王統團，馬海雷

(連云港堿業有限公司，江蘇 連云港 222042)

本公司純堿產能120萬t/a，設8臺石灰窯及附屬設施。氨堿法純堿生產中，石灰石煅燒過程中的兩個產物：窯氣和生石灰，滿足重堿碳化所需的CO2和蒸餾工序中氨的回收所需的石灰乳。在生石灰滿足母液蒸量的情況下，石灰窯產生的窯氣量是過剩的。

當前公司的生產負荷下，蒸餾母液蒸量約為900 m3/h。按照石灰石消耗目標1 256 kg/t堿計算，可以折算出每小時所需石灰石(石灰石含量CaCO390%，MgCO35%)量約為202 t。窯氣濃度(含CO2量)按40%計算，產生的窯氣總量為18.0萬m3/h。按照純堿窯氣當量為700 m3/t堿計算，實際碳化需窯氣量為145×700=10.2萬m3/h，窯氣過剩量為18-10.2=7.8萬m3/h。過剩窯氣一般直接通過窯頂放氣帽外排，隨著環保要求的日益嚴格，尤其是華東地區，不允許含塵氣體不達標外排，解決窯頂揚塵的問題顯得尤為重要。

1 石灰窯頂溫、灰溫指標控制

石灰窯的頂溫、灰溫指標是反應石灰窯況最重要的工藝指標。

頂溫(120～160 ℃)低于100 ℃，窯氣中的水汽冷凝與含塵窯氣一起進入布袋后會堵塞布袋通道，降低除塵效率。頂溫過高超過200 ℃會燙壞布袋，影響除塵效果。

灰溫指標(≤70 ℃)高，表明石灰石生燒，石灰窯熱損失大；從安全生產角度出發，必須加大進窯風量對生石灰進行冷卻，風量的增加必然窯氣量增加，不但造成窯氣濃度低，而且超過布袋除塵的處理能力，造成窯頂揚塵。

這要求在生產運行過程中，要關注窯氣濃度和生石灰的灰質情況，嚴格控制頂溫、灰溫指標，發現問題及時調整，尤其是石灰石原料來源切換過程中，要根據石灰石質量和粒度及時調整焦比。

2 石灰石、焦炭原料質量的控制

焦炭的質量總體穩定，本文不作過多論述。石灰石的質量主要指碳酸鈣含量和粒度。

碳酸鈣的含量越高，石灰石品位越好。碳酸鈣含量低，酸不溶物含量大于5.0%，窯內極容易結瘤子。結瘤子對石灰窯的運行工況是極不利的，會造成頂溫、灰溫指標失控，出灰轉盤損傷等，嚴重時造成生產減量，窯氣用量大減，窯頂必將揚塵。

石灰石的粒度應在50～150 mm之間。粒度大小不均是影響石灰窯穩定生產的最大因素，粒度大的石灰石生燒，造成灰溫高，粒度小的石灰石在窯內過燒結瘤子。最極端的情況就是灰溫高且下瘤子頻繁，為了保證職工進窯安全必須加大風量，冷卻灰溫，造成頂溫升高，對布袋除塵器造成損傷。

主動掌握石灰石原料變化，減少石灰窯生產波動，有利于窯頂揚塵量的控制。

按照純堿產量145 t/h、石耗1 256 kg/t堿計算，產生的窯氣量18萬Nm3/h，如果把消耗控制在歷史最好水平1 190 kg/t，那么窯氣量將減少(1 256-1 190)×18/1 256=0.95萬m3/h，這對窯頂布袋是一個有利因素。

降低石耗需各部門通力合作，供應部提供優質石灰石、石灰車間穩定窯況、提高灰乳濃度，重堿車間加強廢液過剩灰控制。

3 控制窯頂揚塵的改造

3.1 增加窯頂布袋除塵器

根據上述計算窯氣過剩量，2019年本公司新上三臺窯頂外濾式布袋除塵設備(兩臺設備處理能力5萬Nm3/h、一臺為3.5萬Nm3/h)。分別從窯頂放氣帽和轉鍋處引入吸氣管經旋風分離器后進入布袋除塵。每臺設備擁有6 m長的布袋432條，過濾面積1 200 m3；通過電動調節閥控制進布袋窯氣量，經除塵后排空，含塵可降至10 mg/m3。積灰通過絞龍送入泡沫塔地溝，隨沖洗水流入污水池。

布袋除塵運行以來，窯頂揚塵及周邊環境得到極大的改善。但經過近兩年的運行，濾袋時有堵塞現象，布袋進出口壓差越來越大，布袋運行效率明顯降低，雖然對布袋進行吹掃，但效果不佳。處理能力下降，所以定期(18個月)更換布袋。

3.2 加強原料篩分，加除塵水和蒸汽抑塵

1)為避免細物料和泥土進入石灰窯造成揚塵，通過調低H篩傾斜度，延長石灰石在震動篩上停留時間，增加篩分效果；并且在振動篩上加噴淋水，減少揚塵。

2)在8臺石灰石倉下料口處增加低壓蒸汽除塵，減少石灰石進料斗和在窯頂進轉鍋落料時的揚塵。

3.3 窯頂密封系統改造

窯頂密封不嚴也是造成窯頂窯氣揚塵的一個重要因素。石灰車間窯頂密封系統包括：放氣帽、窯頂混合進料溜管、窯頂轉鍋動靜環與鐘帽吊桿連接處、人孔蓋。

1)放氣帽為石灰窯停窯檢修時窯內作業提供安全保障。在運行過程中，要求放氣帽嚴密關閉。放氣帽與放氣桶管壁密封采用耐高溫的布袋濾布作為密封，密封效果明顯。

2)窯頂混合進料溜管之前是敞口式，當鐘帽打開的一瞬間，窯內正壓的窯氣瞬間通過轉鍋和石灰石攜帶的泥沙一起逸出。在進料溜管上增加擋板(鋼板上加橡膠皮)，擋板依靠進料時沖擊力和自身重力自動開啟和封閉溜管，防止窯氣外溢。

3)石灰窯轉鍋作用是保證石灰石和焦炭混合料在窯內均勻分布。恢復轉鍋與密封罩子之間的卡槽式密封，并在下槽內加潤滑油。并將鐘帽吊桿與轉鍋頂蓋之間用柔性膨脹節密封，效果良好。

4)人孔蓋密封效果差，造成窯氣外溢，嚴重影響窯頂除塵效果，車間技術人員研制快開門形式的人孔蓋，打掃衛生時可快速開合，方便快捷，外加耐高溫密封材料，使用效果良好。

3.4 定期清理窯氣系統

窯氣經過旋風分離器、泡沫塔和電除塵的三級除塵后送至壓縮機。因窯氣含塵量較高，容易積灰積垢堵塞管線，尤其窯氣經過洗滌塔洗滌后，含塵氣體帶水后容易在管線彎頭處及死區處結淤，造成窯氣系統阻力大，壓縮機抽氣困難，石灰窯頂氣量過剩。

車間根據實際情況在泡沫塔進、出口管線，電除塵進口管線上增加沖洗平臺和沖洗快開門，定期沖洗結淤，保證管線暢通，減少阻力。

4 改造后效果及進一步優化措施

改造后，現場環境面貌提升明顯，石灰窯及周圍300 m范圍內不用再每天清理粉塵。清掃周期由每天一次降為每月一次。窯頂平面也逐步恢復其本來面貌，職工勞動強度大大降低。

氨堿法純堿生產工藝一般要求石灰窯窯頂為正壓操作，防止空氣通過窯頂進入窯氣母管，窯氣含氧量增大會對純堿中鐵含量造成影響。通過密封改造，微負壓操作，窯氣含氧量沒有明顯上升，對后系統純堿鐵粉等沒有影響。