[发明专利]利用循环流化床炉煅烧石灰石屑制备高活性石灰的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高活性石灰的制备领域，具体而言，涉及一种利用循环流化床炉煅烧石灰石屑制备高活性石灰的方法。

背景技术

循环流化床燃烧技术是近三十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展；国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起，有上百台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中。

目前采石工业中有大量粒度小于10mm的石屑被弃置，既浪费资源又污染环境。众多研究表明，在800-900℃烧成的石灰因具有很高的比表面积而有很高的活性。因此在1960年出现流化床燃烧技术后，在流化床中添加石灰石脱硫被广泛利用，在1980年以前，是鼓泡流化床，所加石灰石是粒度小于3mm的石屑，于是就出现用流化床燃烧炉煅烧石灰的设想。

但本领域至今，除使用流化床锅炉时需要在流化床锅炉内添加石灰石脱硫之外，并没有以生产石灰为目标的循环流化床煅烧炉在使用。其重要原因是，以煅烧石灰为目标的循环流化床炉的工作状态与在循环流化床燃烧锅炉内添加石灰石脱硫有着重大差异，处理不当，燃烧过程不能正常进行，具体原因如下：

循环流化床炉存在着三个区域，一个是位于炉底部的密相区，其颗粒流动形态是鼓泡床，其中颗粒粒度以1-5mm为主；其次是位于密相区之上的悬浮段，其颗粒流动形态是气流床或快速床，其中颗粒粒度以0.1-1mm为主；最后为高温旋风分离器，其中气流作强烈旋转，大于0.1mm颗粒会被分离并送回炉膛。

三个区域有着各自的燃烧份额，燃烧所发出的热量除加热燃烧必须的烟气外，其余热量将随不同工作目标而作不同用途。

当按照传统工艺使用循环流化床锅炉进行燃烧时，所余热量主要用于加热水，这时添加和煅烧石灰石只是为了脱硫。为了防止排出的烟气中含有二氧化硫对环境造成污染，需要进行脱硫处理。而进行脱硫处理时，相对于燃烧炉中加入的燃料，只需要加入极少量的石灰石，石灰石进入炉子之后在高温下先受热分解，生成的氧化钙再与二氧化硫化合生成硫酸钙。前一反应为吸热，后一反应为放热，一般两个热量相差不多，在一吸一放之间几乎达到平衡，它们与炉内燃料放出的热量相比变量甚为微小，所以不会影响炉内整体的环境温度。

而以煅烧石灰为目标使用循环流化床炉时，因为煅烧石灰石为吸热反应，所以炉子中燃烧产生的热量还需要被分解的石灰石吸收，作为温升和分解用热。通常炉子产生的燃烧热需要满足炉子中石灰石的高温分解热所需的量，如果炉内的石灰石吸热不足，则炉内因为热量过剩环境温度将大幅升高，而温度过高将会使炉内的石灰石颗粒在高温下相互粘结，破坏流化过程，使得石灰石颗粒不能在流化床内很好地流化；而石灰石吸热过量，则炉内环境温度降低，温度过低炉子将熄火，使得工艺无法继续进行。

所以，在使用循环流化床炉进行石灰石煅烧时，维持炉内各区域内的热平衡至关重要。热平衡既与该区域的燃烧份额有关，也与在该区域内完成分解的石灰石数量有关，不同区域的流动特性决定了可在其中停留并完成分解的颗粒粒度。而在该工艺中因为各个条件和变量之间存在着复杂的制约关系，所以，使用循环流化床炉煅烧石灰石，同时能够生产出不同粒径的高活性的石灰，目前在本领域仍然为一个技术难题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用循环流化床炉煅烧石灰石屑制备高活性石灰的方法，通过该方法，不仅能够将采石之后粒度小于10mm的石灰石屑充分有效利用，而且还能够利用循环流化床炉煅烧粒度小于10mm石灰石屑制成高活性石灰，不仅提高了原料利用率，而且充分发挥了石灰石屑的经济价值。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

利用循环流化床炉煅烧石灰石屑制备高活性石灰的方法，包括以下步骤：

a、将石灰石屑筛分为粗颗粒、细颗粒和细粉，并分别对应投入循环流化床炉中的密相区、悬浮段和高温旋风分离器中煅烧；其中所述粗颗粒是粒度为1.5mm的颗粒在筛上占有的质量份数大于70％，所述细粉是粒度为0.3mm的细粉在筛下的部分占有的质量份数大于80％，所述细颗粒为其中70％以上的颗粒粒度为0.3-1.5mm；

b、维持所述循环流化床炉膛温度为850-950℃，高温旋风分离器烟气出口温度维持700-750℃。