电石渣烧石灰制球的*新解决方案

电石渣烧成石灰制球回用电石炉实现循环再利用一直以来是电石生产企业想要达到的目标，但是由于粉体电石渣

煅烧石灰一直以来就是一个比较难解决的问题。

由成都美卓美方化工科技有限公司研发的新型*“补偿式动态煅烧炉”经过几年的实践，*的解决了粉体煅烧

设备由于煅烧时间短而不能达到很高分解率的问题。该粉体煅烧设备利用煅烧尾气烘干电石渣，再将电石渣通过

1000°煅烧成石灰。

为了解决普通粉体煅烧设备煅烧时间短的问题，经过多年时间发明了补偿式粉体煅烧设备，该设备可以按照物

料要求调整煅烧时间（10秒～30分钟）。煅烧石灰的氧化钙含量可以达到88%以上。

石灰压球工艺与国内高校合作研发了新型压球工艺，较理想地解决了行业内的两大问题。

国内首套大型设备已经在新疆安装完成，运行良好。

1． 概述

新疆有限公司根据市场的需要，将新建一条年产10万吨氧化钙生产线。根据贵公司的要求，

成都美卓美方化工科技有限公司（简称美卓美方）将承担该生产线的工艺设计和整条生产线的设备制作和调试。

项目名称：新疆有限公司建一条年产10万吨五氧化钙生产线。

建设单位：新疆有限公司。

建设地点：新疆有限公司新建设厂区内。

生产方法：采用附带排渣功能电石渣专用干燥机、新型双热源补偿式动态煅烧炉组合。

生产原料：含有40％水分的电石渣滤饼。

建设规模：建一条年产10万吨氧化钙生产线。

环保标准：执行中华人民共和国相关标准和规定

2． 设计内容

⑴ 电石渣专用干燥机脱水、新型双热源补偿式动态煅烧炉煅烧分解、生产氧化钙生产线工艺设计；

⑵ 系统所需非标设备设计及系统工艺设备布置、设备安装的相关图纸；

⑶ 车间设计需要甲方提供的相关资料和数据；

⑷ 车间电气、自动化控制部分设计；

⑸ 车间生产线需要的风、水、气等能耗部分设计；

⑹ 车间厂房及车间内所有钢平台设计,不包括车间厂房基础设计；

⑺ 投资概算

3． 主要设计约定

(1) 成都美卓美方化工科技有限公司只对干燥煅烧车间内部（厂房外一米）的风、水、电、气及运输提出

定量接口设计要求，不负责具体设计。

(2) 新建氧化钙生产线建在新疆有限公司新厂区内，新疆有限公司负责提供总图位置及相关厂房设计所需要的资

料。

(3) 本工程设计按一条年产10万吨氧化钙生产线进行设计。

(4) 项目采用天然气（或煤气）作为电石渣原料干燥、煅烧的热源。（天然气热值按8500 kcal/Nm³计算）

⑸ 本设计包括从上道工序皮带输送过来的含有小于（）％水分的电石渣滤饼开始，一直到成品氧化钙的输送、

计量、包装整条生产线的标准设备采购，非标设备的设计、制作及系统内设备的连接。

4． 工程项目组成

氧化钙生产车间,由电石渣干燥脱水、新型的双热源补偿式动态煅烧炉分解生产线和相应的天然气燃烧系统、

电气自动化系统等组成。

5． 关键技术和设备

① 采用高温电石渣专用干燥机新设备。

利用电石渣专用干燥机脱水干燥，具有环保、高效、节能等特点。

② 采用新型的双热源补偿式动态煅烧炉新技术。

利用新型的双热源补偿式动态煅烧炉具有分解快、操作简单、没有环境污染等特点。

整套系统要求具备整体的协同及自动化调节功能。

现场采用PLC控制系统、仪表及检测控制系统。应包括必要的温度传感器、料位传感器、压力变送器和就地

现场仪表等。根据工艺要求实现自动控制，全部设备可通过上位机实现操作与监控。该系统还具备以下功能：

根据工艺自动控制、工艺参数的采集显示、后台打印输出功能、归档存储、历史记录和模拟量趋势曲线及故障

报警查询。

PLC系统完成各装置的基本控制、操作、监视、管理外，顺序控制、工艺联锁也在PLC内实现。

PLC系统由操作站、控制柜组成。

在工厂调试完成后，有 15%已经接好线的输入/输出(I/O)点作为备用；端子30%的裕量端子作为备用；

在系统中，有 20%的裕量空间用于安装 I/O 卡件。

系统操作站以工业 PC 机为基础，包括数据处理器、显示器、操作员键盘、鼠标或球标、以及网络通信接口等，

操作站带 22"液晶显示器，采用 Windows7 操作系统或更高，操作员键盘采用防溅隔膜型，操作站的存贮器

有足够的空间来保存和调取所负责区域的流程图画面。

中控室内设1个中控操作台，中控操作台可以自动或手动控制设备；正常情况下通过由中控操作台控制台自动控

制，在特殊需要时可通过现场操作箱（柜）上手动、自动旋扭切换到手动方式，再通过控制柜上启动停止按钮

进行操作。所有设备具有两种控制方式，即可在机旁直接控制，也可通过远程画面手动或自动控制，

操作台不设任何按钮及指示仪表，远程控制通过上位机画面自动完成。操作站担负着各个电机的控制操作、

运行显示、温度及液位动态显示，供货范围包含上述所需及规范要求的所有设备、材料自动化控制系统切换至

就地时，PLC完全脱离，不影响该系统手动运行。

PLC控制系统要求

   PLC系统操作界面美观；操作、维护方便；扩展简便；可靠性高。

一般规定

①所提供PLC控制系统应是集成的、标准化、先进的过程控制和生产管理系统，应是具有运行经验、

成熟可靠的系统；

PLC系统硬件、软件配置及其功能要求应与本工程的规模和控制要求相适应；

④PLC系统维护和维修方式应简捷；

⑤PLC系统应有完整的自诊断功能；

⑨必须保证系统的完整性，系统以完全满足用户使用为*基本原则。

过程控制和检测

①PLC控制器应满足过程控制的要求，具备连续过程控制、程序控制等功能；

②PLC系统具有完善的数据存储功能，可将各种工艺参数、检测信号、操作过程、报警事件等数据按需要存入硬

盘，并可随时调用；

③过程I/O接口应包括AI、AO、DI、DO等类型。

人机接口

①操作站是操作人员监视和控制生产过程、维护设备和处理事故的主要人机接口，操作站主机的硬件和软件应

具有高可靠性；

②操作站所有的外设 (硬盘驱动器、软盘驱动器、显示器、通用键盘、鼠标或球标等) 及接口应是通用的；

③操作站的操作系统是Windows 7专业版；

④操作站硬件配置，应满足前面所述的*低要求。

⑤操作站的软件操作环境应符合下列要求.

系统的可扩展性

1 系统的设计应留余地和扩展的空间。

系统在配置时必须对其控制器、输入与输出卡留有15% 的备用量；各类机柜留有足够的备用空间；

2 系统的环境条件：卖方设备满足工作环境、贮存与运输环境要求(包括温度、湿度、振动强度、抗磁性、

防尘等)及所执行的标准。

3系统接地要求：采用等电位接地原则，保证PLC设备可靠设计。

4系统电源要求：卖方应给出系统对供电电源的质量要求及参数，包括供电电压等级及其偏差、供电电源频率

及其偏差、纹波系数、*大幅值及耗电量和供电方式等。

6. 设计及生产进度

设计启始时间为XXXX年X月，设计时间1个月，设备制作时间3个月，设备运输时间7天,设备安装、

调试时间2个月。

设计方案概要

7. 拟建一条年产10万吨氧化钙生产线设置在河南 某有限公司新建设区域内。生产线由干燥脱水系统煅烧分系统、计量包装系统、消防、除尘通风、冷却循环水、压缩空气、天然气（或煤气）、及电气自动化系统等组成。
8. 氧化钙所需电石渣滤饼由皮带输送系统从相邻电石渣厂房送到干燥机送料口。

3．压缩空气：总用量约6NM³/min, 由新建厂统一解决。

4. 供水：除消防用水之外，干燥煅烧车间生产冷却循环用水总量为30M³/h,生活用水5 M³/h，生活水及循环用水由新建厂统一解决。
5. 天然气（或煤气）供应：生产燃料采用厂家提供的天然气（或煤气），天然气（或煤气）热值为8500 kcal/Nm3,天然气耗量为2360Nm³（一条生产线），由新建厂统一解决。
6. 供电：干燥煅烧车间生产用电全部为低压动力电。总供电负荷约345kw/h，车间供电由新建厂外网解决。
7. 氮气：总用量约³/min, 由新建厂统一解决
8. 本项目需新增劳动定员共12人，其中：

干燥、煅烧生产线3X2人；产品包装3X1人；设备维护1人；中控化验1人；管理1人。

8. 主要技术经济指标

序号	项  目	指  标		备  注
		单位	数量
1	氧化钙	t/a	100000	1400kg/h
2	氧化钙总回收率	%	99.5
3	车间有效工作日	d/a	300	每年按7200小时计算
4	天然气	Nm3/h	2360	热值:8500kcal/ Nm3
5	冷却循环水	Nm3/h	25
6	压缩空气	Nm3/min	6	压力0.5-0.7MPa。
7	设备装机功率	kw/h	214
8	车间建筑面积	㎡	1000	车间厂房为钢结构
9	劳动定员	人	12
设计、设备、厂房投资		万元
其中:
1	设备投资	万元
2	厂房及钢平台投资	万元
3	设计及技术使用费	万元
4	设备调试及培训费	万元
5	安装费用
6	运费
7	设计费

 

1. 二. 氧化钙生产系统工艺流及设备

 

1 .电石渣干燥煅烧工艺流程图：

 

2 .电石渣干燥煅烧工艺简述：

含有（40）%电石渣滤饼（氢氧化钙）由铲车将滤饼原料送到均化料斗再由皮带输送机，输送到中间料仓，

经多轴螺旋送料机进入闪蒸干燥机内，与来自3号旋风分离器排出的热空气相遇，滤饼物料的水分在干燥机内

瞬间被热气带走，同时干燥后的干粉同时也随气流一起进入4号预热旋风分离器实现气固分离。经旋风分离器

扑集的干粉经卸料阀进到2号旋风分离器出风口到3号旋风分离器的入风口的含有热风的管道内，随后物料进入

3号旋风分离器。预热后的物料*次被预热并经过3号旋风分离器的扑集，进入1号旋风分离器出风口到

2号旋风分离器入风口的管道内，随后物料进入2号旋风分离器，物料在此的热风进行第二次预热，第二次预热

的物料经过2号旋风分离星型给料机器的分离，分离下来的物料进入煅烧主、副炉进行煅烧。

2号旋风分离器排出的热风，进入3号旋风分离器排出的热风，在系统引风机的吸引下进入干燥机内对滤饼物料

继续进行干燥。而干燥后的尾气经4号旋风分离器，再经布袋后排入空气中。

2号旋风分离器收集的物料在旋流动态煅炉内，与来自燃烧室的高温烟气，以及煅烧炉内设置的4组天然气烧嘴

燃烧产生的1100-1200℃高温烟道气，和换热器热空气相遇，物料在1000～1300℃左右的热烟气的作用下，

经过煅烧主炉和副炉的煅烧，脱去物料中的HO₂生成氧化钙。

由于旋流动态煅炉的特殊设计，使得进入煅烧炉的热空气在煅烧炉内形成旋流与悬浮运动，此时，物料也随

气流一起作同样的运动，此运动不仅吹散了物料并提高了物料的受热比表面积，特别是主，副炉的设计，在控

制设备高度的前提下，延长了物料在炉内的停留时间。为提高焙烧后成品的收得率，旋流动态煅炉煅烧炉出风口

设旋风分离器，旋风分离器收集排除的物料经过冷却料仓冷却，冷却的物料经风被送到氧化钙成品料仓。

冷却料仓换出的热空气进入焙烧炉作为焙烧炉的二次风，满足焙烧炉的混风要求。预热系统4旋风分离器排出的

尾气经系统引风机排出。该套设备还附带了一套补偿热风炉，既满足了煅烧炉的热力平衡，也提高了煅烧炉内

的新鲜空气含量。

 

 该机组主要生产工艺特点特点：

• 分解率高、活性高

该煅烧工艺采用一种新型的双热源补偿式动态煅烧炉，由于传统的动态煅烧炉只在煅烧炉底部配备一套热风

系统，当电石渣随热风的温度下降还仍有部分氢氧化钙没有完全分解。该套煅烧炉在煅烧炉的中断又配备了

一个热风系统，补偿了末端煅烧分解所需的温度，达到了更好的分解环境、分解率提高到98.5-99%以上。

由于煅烧系统采用稀相煅烧，在二氧化碳刚刚逸出还没有再受热使孔隙弥合时已经出炉，保持了更大的比表面

积，活性度可达到300-400之间。

• 能源梯度利用

根据电石渣煅烧分解的的温度要求，一级热源由天然气获得，温度可达1300度以上用于电石渣分解，完成煅烧

后的尾气可达到1000度左右，被称作二级热源，通过三级预热器用来预热和预分解。从预热器出来的气体被称

作三级热源用来对电石渣原料表面水的去除。干燥机出口的尾气温度大约150度可以用与电石渣的堆棚的加热

防结团。

• 专门为电石渣设计的干燥机

与传统闪蒸干燥机不同，通过多年对电石渣物料物性的了解，我们采用了两级分散、多层打散专门设计，

解决了电石渣干料成块、湿料粘结的问题。送料机进料螺旋改为无轴式，解决了挤压成棒无法送料的问题。

电石渣的另一特点是含硅较高，在高流速的状态下对设备磨损严重，为此我们根据离心原理在干燥机的底部

设计了除渣功能。这样，在不增加任何设备、能耗的前提下分选出了大部分较大的颗粒，为后续的煅烧奠定了

基础。

• 环保安全

整套系统为干燥煅烧组合闭合、系统为负压操作。由于系统采用负压操作，所以没要粉尘外泄，作业环境友好。由

于煅烧系统采用稀相煅烧方式，气固比大，这样粉体浓度远远降低到爆燃程度。

• 设备结构简单维修点少

设备采用空气运送物料煅烧形式，物料在设备中运动而设备无转动，内部机械运动简单，维修点降低。

保障了设备的长时间可靠运行。

• 产品氧化钙含量高没有生烧和过烧现象

稀相煅烧的特点就是单位时间内炉内物料存量小、状态分散，传质传热迅速。物料随热风按照设备设计的

路径行进确保煅烧时间可控。加工过程中，电石渣经过浆液除杂、烘干除杂、高效选粉除杂等，

根据圣雄送样煅烧试验，氧化钙含量可达90%左右。

• 自动化程度高

整套设备自动化运行，现场工作人员少，减少了人工成本，提高了生产安全性。

• 设备易于大型化

主要煅烧设备为圆筒结构，易于扩大产能，满足不同客户不同规模的生产要求。

 

3.利用电石渣生产氧化钙条件及要求：

⑴. 物料：电石渣滤饼。

初含水：小于（）％  干燥后终含水：＜0.5％

密度：。

⑵. 产量（单条生产线10万吨/年氧化钙，每年按7200小时计算）

小时生产氧化钙：14吨/小时

小时生需要电石渣干粉：18.4吨/小时 （每年按7200小时）

小时蒸发水量：0.74吨/小时水

⑶. 干燥、煅烧温度：

干燥机进风口温度：450～550℃；干燥机出风口温度：120～200℃（可调）。

煅烧炉进风口温度：1200～1300℃；煅烧炉出风口温度：950～1050℃（可调）。

⑷. 联合机组设备需要燃料：

天然气热值：8500kcal/Nm³  天然气耗量：Nm³/h （单条生产线）

其中：

干燥天然气*大耗量：Nm³/h 

煅烧天然气*大耗量：Nm³/h 

⑸. 联合机组设备冷却需要循环水：

Nm³/h

⑹. 联合机组设备需要压缩空气：

流量：Nm³/min  压力：5-6kg/cm²

⑺. 设备装机功率：

      kw（不包括车间照明、厂房吊车用电）

⑻. 产品回收率：99.5％

 

4 .干燥煅烧系统主要设备一览表

煅烧干燥系统设备表

单位：万元

序号	设 备 名 称	功率 KW	数量	材  质	价格	备       注
1	电控操作台		1台			温度数显仪表，调速控制仪，系统集中操作。
2	气烧嘴		1套			气量可调。
3	助燃风机		1台			国家标准
4	高温热风炉		2套			外壳加保温层
5	煅烧主炉		1台			外壳加保温层
6	煅烧付炉		1台
7	螺旋加料机		1台			电动调速。
8	一级旋风预热器 带换热器		1台
8-1	冷却风机
8-2	电动排料阀		1台
9	二级旋风预热器 带缓料仓		1台
9-1	电动排料阀		1台
10	三级旋风预热器 带缓料仓		1台
10-1	电动排料阀		1台
11	干燥主机		1台			电动排料。
12	旋风收尘器		1台
13	布袋收尘器		1台
14	组合换热器		1台
15	螺旋输送机		1台			国家标准
16	电动球阀		1个
17	温控电动阀		1套
18	系统管路		1套			设置测温测压点，调风阀
19	高压引风机		1台			国家标准
	合计

 

 

1. 三. 工业厂房及设备布置钢构平台

车间厂房占地面积约1000m²。其中：车间主厂房长42米，宽18米，高18米，宽6米，高10米。

车间厂房为钢结构框架，墙面为保温彩钢板，房顶设通风窗。车间

内设2台5吨电葫芦吊车。

   车间内设备布置在一个五层钢结构平台上，钢结构平台长10米，宽6米。平台设有楼梯、护栏、支座及走台。

1. 四. 投资概算

本项工程设计内投资概算为元人民币。详见投资概算表：

序号	项目内容	规 格	价格（万元）
一．设备费
1	原料接收系统设备
2	干燥系统设备
3	煅烧系统设备
4	产品计量包装系统设备
5	电气控制系统设备
6	自动控制系统设备
合计
二．厂房及钢平台
1	车间厂房
2	钢结构操作平台
合计
三.  设计费
四.  技术使用费
五.  设备调试及培训费
总 计:

以上投资概算不包括厂房及设备安装费、厂房及设备基础费、设备运费。