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回转窑在石灰氮工业生产过程中应用

       本项目拟建10万吨转窑法石灰氮的生产线(石灰氮回转窑),配套建设20000/双氰胺生产线和15000/年精制双氰胺生产线。

       本项目属于电石深加工项目,对加大传统产业技术改造、延伸电石产业链开发力度、增加科技含量、拉长产业链条、提升经济效益、保持后续发展能力、形成电石深加工产业链及推进传统产业新型化有着深远意义。

1)石灰氮

1、石灰氮质量指标

表1  石灰氮质量指标

指 标 名 称
指                  标
特级
优级
一级
二级
总含氮量%≥
24
22
20
18
氰胺化钙(CaCN2%)≥
64
58
52
46
残留电石(CaC2%)≤
1
1
1
1
筛余物(30目)%≤
2.5
2.5
2.5
2.5

2、工艺流程

石灰氮的工业生产过程是将磨碎的电石在1050~1100℃的温度下进行氮化,其反应如下:
CaC2+N2     CaCN2+C   △H=72Kcal/mol
(1)配料工段
1、通过粗式破碎机初破、细式破碎机及锤式破碎(精破)将电石和萤石破碎到8mm以下粒度。
2、将电石、萤石和回炉料按一定的比例进行配料后,送入球磨机进行粉磨,以制备符合工艺条件的炉料。
3、通过专用螺旋给料机,高压氮气经专用喷嘴将炉料喷入回转氮化炉。
(2)反应工段
1、在回转氮化炉内实现炉料和氮气的氮化反应,以生成石灰氮,并通过炉体的冷却段进行初步降温,以反应本身释放的热量来维持炉内的反应温度。
2、通过窑尾的筛分装置将出炉的石灰氮进行筛分、将筛分出的大块料吊运至石灰氮破碎工段进行破碎,筛分出的小粒径颗粒经冷却机进行冷却降温后送入后续破碎工段。
(3)包装工段
将破碎后的石灰氮进行再次筛分以获得其中百分之三的颗粒石灰氮,剩余的进行包装外卖或者作为生产双氰胺的原料。

3、主要原辅材料消耗

表2  石灰氮生产主要原辅材料消耗表

序号
名 称
单位产品消耗定额
年  耗  量
备  注
1
电石
0.78t/t石灰氮
78000t/a
 
2
萤石
17kg/t石灰氮
1700t/a
 
3
氮气
600Nm3/t石灰氮
60000000 Nm3/a
99.8%
4
循环水
2200t/t石灰氮
220000000t/a
 
5
360KWh/t石灰氮
36000000 KWh /a
 

4、物料平衡

表3  石灰氮生产物料平衡表

投入
产出
序号
物料名称
年投入量
序号
物料名称
年产出量
1
电石
78000t/a
1
石灰氮
100000t/a
2
萤石
1700t/a
2
其它
49300t/a
3
氮气
69600t/a
 
 
 
合计
 
149300t/a
合计
 
149300万t/a

5、主要设备的选择

表4  石灰氮生产主要设备表(单条100000吨/年生产线)

装置名称
设备名称
规格型号
数量
备注
空分装置
空分装置
 
 
 
高纯制氮机组
KDN2000
2
氮气产量2000NM3/H,氮气纯度≥99.9999%,氮气输出压力0.8Mpa
无油空气压缩机
DW-115/7
2
冷却器、消声过滤器、储气罐、控制柜、仪表
预冷机组
UF-5300/8
2
冷凝器、蒸发器、分离器、控制柜、仪表
纯化器
HXK-5300/8
2
吸附器、电热器、消声器、粉尘过滤器、控制柜、仪表
分馏塔
FN-2500
2
控制柜、仪表
透平膨胀机
PLPK-35/2.1-0.5
2
控制柜、仪表
氮气压缩机
LW-16.5/1.6-8
2
0.3MP的出口压力,及压缩机前后的缓冲罐和工艺管线。
单梁桥式起重机
5T,6M
1
设备检修用设备
分析仪器
配套
1
氧气、水份分析仪
微机控制系统
配套
1
纯化器部分采用PLC微机自动控制,分留塔部分要求有氮气流量、纯度分析等检测仪器及显示。
冷却水及软化水
冷却装置
 
 
 
冷却塔
200m3/h
2
空分装置冷却水用
冷却塔
100m3/h
1
回转窑及球磨机装置冷却水用
冷却塔
60m3/h
1
冷却筒装置冷却水用
离心泵
200m3/h, H=22m
2
空分装置冷却水
离心泵
100m3/h ,H=22m
2
回转窑及球磨机装置冷却水
离心泵
60m3/h, H=22m
2
冷却筒装置冷却水
软化水装置
2T/H
1
转炉和空分的循环水需进行软化
 
 
 
 
除尘装置
 
 
 
炉体除尘器
6000m3/h
1
用于炉尾烟气除尘和粉尘石灰氮回收,包括风机、变频调速。
环境除尘器
1000m3/h
3
用于前后段的环境保护,包括风机。
 
 
 
 
前段装置
前段装置
 
 
 
鄂式破碎机
400×600
1
电石粗料的破碎,入口≤200。出口≤50
提升机
400×6000
1
电石粗料的输送提升
电石粗料储罐
∮3000×3000
1
电石粗料的储存
震动给料机
 
1
将电石粗料按调定流量供给细破机
细式鄂破机
400×800
1
电石中料的破碎,入口≤50。出口≤15
提升机
400×6000
1
电石中料的输送提升
电石中料储罐
∮3000×3000
1
电石中料的储存
核子秤计量螺旋机
∮400×3000
1
电石中料的计量输送
锤式破碎机
∮600×600
1
电石细料的破碎,入口≤15。出口≤8
回炉料储罐
∮1600×3000
1
石灰氮回炉料的储存
核子秤计量螺旋机
∮250×3000
1
石灰氮回炉料的计量与输送
莹石料储罐
∮1600×3000
1
萤石的储存
核子秤计量螺旋机
∮250×3000
1
萤石的计量与输送
提升机
400×14000
1
电石细料、回炉石灰氮、萤石的机械混合与输送提升
电石混合料储罐
∮3000×4000
1
混合料的储存
核子秤计量螺旋机
∮250×3000
1
混合料的计量与输送
球磨机
∮1830×7300
2
混合料的细磨,即炉料。
磨尾输送螺旋机
∮400×3000
1
炉料的平面输送
炉料提升机
400×14000
1
炉料的提升输送
炉料储罐
∮3000×5000
1
炉料的储存
炉前输送螺旋
∮250×3000
2
炉料的输送与密封
炉前计量螺旋
∮250×3000
2
炉料的工艺控制与计量
炉前喷嘴装置
 
1
炉料与氮气的混和及喷射设备
氮气缓冲罐
∮1200×3000
1
现场氮气压力缓冲和储存设备
氮气流量控制阀
 
 
入炉氮气流量控制
空气缓冲罐
∮1200×3000
1
现场空气压力缓冲和储存设备
空气流量控制阀
 
2
入炉空气流量控制
自动控制系统
 
1
包括控制系统及软件、料位计、核子秤、各种流量阀等
氮气保护工艺管路
 
1
 
中段装置
中段装置
 
 
 
10万吨/年回转窑
∮(5.6~4.8)×54
1
石灰氮生产设备
冷却筒
 
1
电石原料的提升
炉尾除尘器
∮400×3000
1
电石原料计量及输送
颚式破碎机
 
1
 
后段装置
后段装置
 
 
 
石灰氮粗料提升机
400×12000
1
石灰氮粗料的提升
震动筛分离装置
 
1
可分离出大块进行破碎,分离出颗粒石灰氮进行产品销售
石灰氮粗料储罐
∮3000×3000
1
大块料储存
石灰氮细料储罐
∮3000×3000
1
 
输送螺旋机
∮400×3000
1
大块料计量及输送
锤式破碎机
∮600×600
1
大块料破碎
提升机
400×14000
1
电石细料的提升输送
石灰氮磨前储罐
∮3000×4000
1
石灰氮细料储存
核子秤计量螺旋机
∮250×3000
1
石灰氮细料的计量和输送
球磨机
∮1830×5700
1
细磨成品
磨尾输送螺旋机
∮400×3000
1
成品的平面输送
成品提升机
400×14000
1
成品的提升输送
成品储罐
∮3000×3000
1
成品的储存
吨袋包装机
∮250×3000
1
吨袋产品包装
小袋包装机
 
1
小袋产品把包装
工艺平台
 
 
包括所有装置部分

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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