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    唐山金泉公司单月石灰窑订单16座,创行业**。
            20143月中旬,北方炉窑协会、石灰产业协会等单位走访了国内的*石灰生产单位及石灰窑工程设计建造单位,初步了解了部分石灰产业情况及石灰窑新建工程的在建情况,走访中将进一步对今年该行业的发展情况进行总结交流。
        据悉,截至201431,唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司石灰窑工程订单单月订单达数量达到了16座,创造了国内*新记录,而且全部订单都在201421031签约,也就是说在我国的传统节日2014年春节期间的正月中的半个月完成的订单,订单石灰窑数量平均一天一座窑。
       据协会不完全统计,截至20143月底,国内石灰窑签约项目约25座,唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司一家就签约16座,使其在国内的市场占有率超过了60%,这一业绩使唐山金泉公司2014年全年石灰窑业绩有望突破30座,可继续保持国内业绩*高记录。
        据合同资料显示,唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司已经签约并开始设计建造的主要用户有:
     1、唐山凯业炉料有限公司                4x588m³石灰竖炉(燃煤,冶金灰、建筑灰)
    2、甘肃古浪鑫淼精细化工有限公司   4x358m³石灰竖炉(燃煤,电石灰、氰胺用灰)
    3、广东德庆东航钙业有限公司          4x258m³石灰竖炉(燃煤,冶金灰)
    4、张家口宏宇化工材料有限公司      2x158m³石灰竖炉(燃煤,化工重钙灰)
    5、贵州德众钙业有限公司                 1x358m³石灰竖炉(燃煤,轻钙用灰)
    6、印尼马斯特钢铁公司
  • 公司介绍

    公司(集团)简介:
           唐山金泉冶化科技产业有限公司为“唐山金泉冶化科技产业集团”创始企业,其前身为唐山金泉冶金装备技术研究所始创于1989年,坐落于唐山市丰南经济开发区,距天津100公里,北京150公里,是集研究、开发、设计、生产、安装、管理咨询一体化的高科技公司。
           公司经过二十多年的发展,已形成一支技术过硬的优秀设计团队和装备制造安装团队,拥有老、中、青三代设计和制安人才。公司始终坚持“研发客户真正需求,市场真正认可的技术和产品”为原则,秉承“精心设计、奉献精品”的理念,通过工艺设计的不断完善以及生产技术管理的日益成熟,逐步形成了一套完整的工艺装备设计体系和生产管理体系,已承担多家冶金化工等企业的工程设计、装备设计、装备制造、工程建造、工程总包等业务,特别是在冶金及环保和化工领域的新技术、新装备的研制和开发上取得了可喜的成绩,尤其是在新型石灰窑、球团竖炉、球团焙烧机、大型烧结机、高炉、碳酸钙及环保节能设备等方面得以快速发展,为用户取得了很高的经济效益和社会效益,特别是在“二氧化碳气体回收及工业化应用”技术研发领域走在了行业前列。
          公司研发的“中心烧嘴石灰窑(天然气+生物质气+煤炭)”技术、新一代国产化煤电一体双膛石灰窑、国产化气煤两用套筒石灰窑、第六代燃煤混烧节能环保石灰窑、烟煤粉煤煅烧活性石灰竖炉、新型国产化低成本气煤两用双膛石灰竖炉、外支撑式混喷双燃双膛石灰窑等技术2021年获得“中国石灰行业创新领导先锋品牌”荣誉,连续多年获得AAA级企业信誉等级证书、AAA级诚信经营示范单位荣誉、AAA级资信等级证书、AAA级质量服务信誉证书、AAA级重合同守信誉证书、诚信经理人、诚信企... 更多

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    石灰竖窑“窑壁效应”的克星,煅烧小粒度石灰石的法宝!
    ——“三环布料法”及“新型多级筛分旋转布料器”通过行业成果鉴定
                             编者导语:
         在石灰行业生产中,均质性的活性石灰是煅烧石灰技术水平的重要体现,石灰活性度也是衡量其化学能力的重要标志。同时,降低生产能耗和原料资源利用*大化和追求经济效益*大化是石灰生产者一直追求的目标。然而,目前我国的石灰竖窑所生产的石灰产品品质差别很大,尤其是采用固体燃料的混料式石灰窑更是很难达到高质量石灰的各项指标,石灰生过烧率普遍都高于15%,有的达到20%以上,活性度普遍低于280ml,大部分低于250ml,所生产的石灰与优质石灰价格相差40%以上。究其原因,其中“窑壁效应”是混料式石灰窑生产中严重影响石灰成品质量的关键因素,是目前混料式竖窑普遍存在的问题,也是无法解决的一大弊病。我国石灰生产者通过几十年的努力,在不断摸索中已经逐步发现真正造成“窑壁效应”及影响炉内燃烧的重要因素是风量的分布与石料粒度在炉内分布的关系,造成了炉内通风不均、热量分配不均,*终造成燃烧不均,对此,业界已经达成共识。然而,如何解决这个问题是目前石灰行业生产者所期盼的。
             一、混料式石灰窑产品品质差的成因与关键因素
       混料式石灰窑竖窑的“窑壁效应”俗称“垮边”,是由于窑壁的阻风原理,致使窑体内壁周边的风量大于窑中心风量,造成窑内料面始终是窑壁周边火焰及温度高于窑中心,严重的只有窑壁周边存在火焰,窑体中心无火焰,造成窑壁周边区域的石料煅烧时间短、窑中心的石料煅烧时间长,造成不能同步完成煅烧,其结果就是窑壁周边的石灰容易过烧和容易结瘤、挂壁等问题,而窑中心的石料烧不透、生烧问题不能解决。有时还或多或少都有一定量的火球和热气流冲出料面,使窑顶温度极难控制、使设备损毁,如防范措施不力,也易造成工伤事故,所以垮边属于严重的不正常石灰窑况。
         我们从石灰的生产实践中可以发现:由于原料的利用率原因,石灰石必然是有一定的粒度差,*大块度与*小块度粒径之比一般控制在2左右,有的超过3。然而,在同一煅烧条件下,石灰石块度不分大小混合在一起煅烧导致烧成石灰的石灰均质性和活性度大小不均。小块石灰石极易被过烧,而大块石灰石又烧不透。所以只能规定石灰石块度范围愈小愈好,其结果是原料的利用率降低,无形中增加了生产成本;同时,即使做了石灰石块度范围的限制,其粒度对煅烧的影响依然没有有效解决。而且无论竖窑的结构怎么改进,也无法解决问题。目前,大部分都采用降低煅烧温度,延长煅烧反应时间,确保石灰石不被过烧,从而达到保证一定的活性度和石灰品质。然而,其结果是消耗了更多燃料,使生产成本增高,得不偿失。
          从不同石灰煅烧温度与石灰石粒度关系中我们得知:
       当煅烧温度超过900℃时,碳酸钙的分解反应速度每小时可烧透石灰石3mm1000℃时每小时可烧透石灰石7mm1050℃时每小时可烧透石灰石10mm1100℃时每小时可烧透石灰石16mm1150℃时每小时可烧透石灰石25mm1200℃时每小时可以烧透石灰32mm。所以,对煅烧条件的控制不同,可能造成三种烧成结果:(1)CaCO3充分分解,形成多孔隙结构高活性的CaO即活性石灰;(2)CaCO3不完全分解,有部分以CaCO3形式存在,称为生烧石灰;(3)温度过高或长时间煅烧时,造成过烧,在石灰表面形成低熔烧结层,堵塞多孔孔隙,相互黏连产生结瘤,阻碍窑内通风,甚至造成窑壁损坏。
       在实际生产中,因石灰的导热系数小于石灰石,并且随热量传入石灰石内部愈深,二氧化碳逸出的阻力也愈大,所以速度也就愈慢。因此,在实际窑炉中1050℃时,煅烧直径150mm石灰石,需要20小时以上才能煅烧完全,如果要煅烧小于1mm的粉状石灰石,反应速度不到一秒。由此可见,石料粒度差别越大煅烧时间也相差越大,而且从中也发现如果能用小粒度石灰石煅烧石灰,则煅烧温度和煅烧石灰所需要的热耗会得到大幅度的降低。
        上述数据表明,不同粒度的石灰煅烧需要的时间是不同的,在同一个煅烧空间体内相同的温度下,只要是大、中、小块石灰石混在一起煅烧,无论何种窑型,被煅烧的石灰其均质性和活性度差异都是很大的,这就是混料式石灰窑不能煅烧优质石灰的关键所在。
                   二、有效的解决途径与方法
         “唐山金泉冶化科技产业集团”旗下“唐山市丰南区金泉冶金能源新技术开发有限公司”和“唐山金泉成套设备有限公司”经过多年的不断探索和研究发现:
        石灰石煅烧是一个发生热分解反应的过程,此反应是一个强吸热反应,受热分解时排放出CO2气体。石灰石的分解速度与煅烧温度的关系取决于炉内高温空气的分布与走向,而高温空气的分布与走向主要取决于炉内石料粒度的分布。也就是说,石料与石料之间的空隙大小才是决定空气的流量和走向的关键,也是热能分配均衡的重要路径,或者说“风量大的地方温度就高、风量小的地方温度就低”。其关键点就在于如何把不同粒径的石料进行布置在不同区域内来达到,通过对小粒度石料之间因空隙小“风阻大”原理达到热风流速慢、热量少而缩短煅烧时间,同时增加大粒度石料区域的高温空气流量和流速加快煅烧时间,使炉内煅烧带热量均衡、阻力均衡,达到整个炉面“上火”均匀一致。
        通过实践得知:实现上述目的只有在布料系统寻找出路。然而,传统的燃煤混烧石灰窑布料方式一般都是采用多点冲击布料、旋转定点布料等方法进行布料,但是无论采用溜管方式还是挡板方式布料都没有解决物料偏析问题,也就是说石料的大小块度始终是“混合状态”,而且大部分大块石料都洒落到窑壁周边,由于大块石料风阻小,而且由于窑壁阻风原理,致使窑壁周边风量加大,这种现象造成了窑内周边上火快、窑中心上火慢的现象,这是造成石灰“生过烧率、均质性差”的重要原因。或者说,目前传统的布料器布料的方式和结果与实际的布料需求和热工需求是“背道而驰”的,作用是相反的,其结果也适得其反。
          所以,从根本上改变传统布料方式和方法是*简单、*有效的解决途径。而能够解决这个问题的方法就是采用把不同粒径的石料进行分级布料,把粒度小的石料布置到窑壁周边,利用小粒度石料空隙小、风阻大的原理减小窑壁周边的风量,使窑壁周边的风阻和风量趋于一致。这样就可以能够通过平衡炉内的燃烧以及控制气流在整个窑内料面截面的分布,达到窑内通风及上火一致、改变窑中心透气性差问题。
                 三、新型布料器及布料方法的创新应用
          唐山金泉公司经过多年实践和研究,成功的推出了“新一代多级复合筛分倾动旋转布料器”成套装置,可以把不同粒度的石料通过多级复合旋转筛分体和倾动布料装置在炉内进行复合分级筛分及定点布料,可以把石料按照不同粒径根据炉体圆周半径进行差别化布料。在布料的过程中实现把小粒度石料通过可倾动布料装置在窑壁周边进行定点布料。
    布料方法创新采用了“三环布料法”,该方法是通过布料器的旋转及倾动可以把石料块度大小从里向外有序布置;在竖窑料面截面中心形成圆形放射状的大块石料聚集区,在环窑壁周边区域形成环形放射状的小粒度石料聚集区,在“大块石料环带”与“小粒度石料环带”之间形成“中粒度石料环带”,形成了三个不同石料粒径的环形布料区域,三个区域的布料面积可根据实际需求进行调节。
         通过“三环布料法”,由于不同粒径的石料之间形成不同体积的空隙,也就形成不同流量的高温气流流动,高温空气的不同热量分配可以形成大粒度石灰石区域高温煅烧,小粒度石灰石区域低温煅烧,与中粒度石块区域在基本相同的时间内完成石灰石煅烧分解。在煅烧过程中,中心圈大块石灰石处于高温状态,以较高的速度分解,吸收大量热量,并释放CO2,所以一般不会产生生烧现象;中间中粒度石灰石受大块石灰石的吸热和CO2分解渗出,石灰石受热温度相对较低,以相对较低的速度分解;外圈小粒度的石灰石块料,在内圈受到大块及中等块料的先期热能消耗和更多CO2分解渗出,石灰石粒料受热温度相对更低,以更低的速度分解。*终实现大、中、小块料的石灰石CO2气体在基本相同的时间全部排出,石灰石全部烧透又不被过烧,确保了石灰石烧成均匀,活性度高而且波动较小。
        通过“三环布料法”,有效解决了石灰竖窑煅烧过程中热工制度对布料要求的关键问题,通过控制炉内物料的粒度和形状分布、均衡炉内通风阻力、均匀热量分配以达到消除“窑壁效应”的目的。能够通过平衡炉内的燃烧以及控制气流在整个窑内料面截面的分布,达到窑内通风及上火一致、改变窑中心透气性差问题。
        该装置发明的关键点是既可以把1:21:3或更大粒径比例的混合石料进行分级筛分布料,该装置的旋转布料设备结构具有多级复合筛分功能,采用复合旋转筛分把小粒度、中粒度和大粒度石料在筛分的过程中进入不同的空间体内。整个布料过程是在一个旋转的过程中实现的。筛分装置上的可倾动的布料溜槽布料角度可以进行定点、定向布料,可根据布料的料面面积及形状进行调整,使得布料准确、可靠。实现了传统石灰窑布料器不能做到的筛分、旋转、倾动组合一体化的功能。进料方式采用了炉顶旁通进料方式,改变了传统石灰窑布料器从设备中心进料的方式不能输送120mm以上大颗粒石料的弊病,可以实现120-250mm范围的大粒度石料的进料和布料。同时,整个设备是设置在炉顶上部的炉外空间,使设备的动力及传动系统设置于常温工作状态下,即保护了设备也方便了安装和检修,也便于监控和操作,而且降低了整个窑体的高度2-3m,减少了窑体投资,剧测算,降低窑体高度的费用与布料器设备费用基本持平。
        该布料工艺还可以采用“三明治填料”方式把5-20mm粒度范围废弃的小粒度石料定点布置到窑壁周边,即达到了窑壁阻风的目的也实现了小粒度石料煅烧石灰的目的,解决了传统石灰竖窑不能煅烧小颗粒石料的技术难题,这是目前行业中首个采用改变竖炉布料方式达到煅烧小颗粒石灰的创新发明。该项技术可以实现总产量20-30%范围的小粒度石料的生产,即提高了原料资源利用率,也降低了石料的生产成本。
               四、获得行业鉴定 产品开始应用推广
        20200712日,由中国石灰产业学会专委会主持,在唐山市组织召开的“石灰行业新产品(新技术)科技成果专项鉴定会议”落下帷幕,“唐山金泉冶化科技产业集团”旗下“唐山金泉成套设备有限公司”和“唐山市丰南区金泉冶金能源新技术开发有限公司”的两项技术和一款产品顺利通过鉴定委员会成果鉴定。其中,对“新一代多级复合筛分倾动旋转布料器”成套装置的首台定型产品进行了专家会议鉴定和现场应用考察鉴定。
       鉴定会议由学会专家组副组长、河北分会会长刘玉泉主持,专家组成员王树高、张凤锁、孙武生、林月强参加审议,唐山金泉公司领导么秀金、么胜军等参加会议。唐山金泉公司“运营中心”总经理、专利技术发明人刘久盛和李任力等技术团队主要负责人详细汇报和讲解了技术工艺及成果应用情况,对技术的发明关键点进行了详细论述。
         与会专家在审查了相关技术文件和专利技术资料后,专程到唐山金泉公司2号中试基地进行了实地调研,在现场对该装置进行了系统的观摩和检测,对各项功能和技术指标进行了质询和讨论,形成鉴定*终意见。
        鉴定委员会与会专家认为,该装置整机性能达到国内先进水平和领先水平,各项功能和技术均非常好地实现了创新,属于自主创新项目和首创项目,对混料式石灰窑生产技术的提升实现全面突破,能够为行业、市场、用户带来高价值回报。尤其是实现炉内物料筛分、旋转、倾动、布料等“四项合一”是该装置的主要创新点,能够使炉内物料按照粒度及比重进行精确控制,可以使石灰的生过烧率控制在3-5%范围,活性度可以达到340ml以上,燃料节能可以降低10%以上。同时,对该装置的结构件疲劳寿命及整机可靠性进行了检测,产品各项功能达到了国内先进水平,可投入批量生产。
        据悉,该项发明装置是“唐山金泉公司”经过2年潜心研发摸索形成的,该项研发成果是结合自身原创已有的“四代布料技术”在已经得到了应用实践检验的基础上的再一次工艺技术提升。随着首台设备的问世和通过鉴定,该项装置将全面推广逐步应用到唐山金泉公司“第四代煤电一体化石灰窑”等工程,“*代至第三代混料式石灰窑”具备改造条件的也将陆续更换替代原布料器。
    1、鉴定会掠影:
    2产品现场鉴定掠影:
    (一)
    、鉴定会专家组成员现场留影:
    (二)、专利发明人现场留影:
    3、科技成果鉴定结果:

    4、实施效果对比:
    (一)传统石灰窑布料方法的石灰窑料面燃烧情况:
    (二)“三环布料法”的石灰窑料面燃烧情况:      
                          五、结语
         有发明之力者虽旧必新,无发明之力者虽新必旧。“创新,是变不可能为可能。缺乏严谨的态度、坚定的意志和追求的精神是难以胜任的。科技创新有力引领和支撑了唐山金泉公司国内领先的新型石灰窑建造业绩,尤其在石灰生产中的高效、节能、智能化信息化、实用性和可靠性提升以及在新能源应用、环保治理等核心技术方面,不断进行新的尝试和创新,取得了长足进步,当之无愧地引领了中国传统石灰生产工艺的变革和技术发展的潮流。
         从此次鉴定结果看,我们有理由相信,一个小发明或者一个小创新就可能给一个行业带来变革和提升。随着我国国民经济的深化发展,工业用石灰对石灰质量要求越来越高,市场需求已经开始由“粗旷型”量的追求,逐渐向“成本精细化、质量优质化”方向转变。同时,从经济效益角度看,提升产品质量是取得经济效益的*直接、*有效的途径。从目前国内石灰的供货情况看,市场上的优质工业石灰产品中的生过烧部分是扣除分量或考核扣款的,如果能够在普通竖窑上把石灰生过烧降低至5%以下,活性度提高30ml以上,其结果就是为用户带来至少10%以上的经济效益,或者说均质性的活性石灰等优质石灰价格比普通石灰价格每吨至少要高出50元以上,无论采用哪种方法计算,按照年产10万吨石灰生产线计算,每年至少增加经济效益500万元,这只是一年增加的效益就可以把建设炉窑的投资收回来,而且这还不包括降低燃料能耗带来的经济效益。事实上,目前优质工业石灰价格比普通石灰价格普遍高出150元以上,其经济价值显而易见,这种巨大的效益差别是每个石灰行业投资者都需要重视的。轻质碳酸钙、氢氧化钙等石灰深加工行业也同样存在这样的问题,过烧的及生烧的石灰是不能进行深加工的,是直接的损失。在同等原料及燃料用量情况下能够提升产品质量和产量是有效提高效益的途径。
        展望未来石灰产业的发展趋势,新一轮产业调整和格局将加快重塑,我国石灰产业发展进入从规模增长向质量提升的重要窗口期。曾一度被列为淘汰边缘的石灰“竖窑”的发展方向也同样是到了极其关键的时期。目前,由于我国能源结构的特性,或许燃煤石灰窑在一定时期还是我国石灰生产的基础性生产方式。所以,混料式石灰窑炉如何科学、健康发展,如何在窑型、工艺配置、环保配套、生产操作、质量管理、节能降耗等方面持续进行科学创新,如何把握投资机遇,如何避免投资失误,正在为石灰上下游行业所重视与关注。
     
    文稿编辑:
    中国石灰产业学会
    孙菲
    2020.07.13
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