工業(yè)用于石灰生產(chǎn)的石灰窯設備主要有：套筒窯、雙膛窯、雙梁窯、回轉(zhuǎn)窯、混料式立窯等，各種類型的石灰窯有其獨特的結(jié)構(gòu)特點及應用領域。

　　(1)套筒石灰窯由分成上下兩段的內(nèi)套筒和砌有耐火材料的窯殼組成，窯殼與內(nèi)套筒同心布置，礦石在窯體和內(nèi)套筒之間的環(huán)形空間內(nèi)利于氣流穿透。上內(nèi)套筒懸掛于窯項部；下內(nèi)套筒在豎窯的下部，結(jié)構(gòu)為雙層鋼殼，鋼殼間形成環(huán)隙，環(huán)隙內(nèi)外側(cè)砌耐火磚，其襯內(nèi)通空氣冷卻。上下內(nèi)套筒有不同功能，上內(nèi)筒主要將高溫廢氣抽出用于預熱噴射空氣；下內(nèi)筒用于產(chǎn)生循環(huán)氣流使窯內(nèi)形成并流緞燒，而且起到保證氣流均勻分布的作用。套筒窯的結(jié)構(gòu)特點是通過設置內(nèi)套筒在一個窯身內(nèi)形成了并流煅燒。

　　套筒窯設有兩層燃燒室，燃燒室由耐火材料砌筑的拱橋與內(nèi)套筒相聯(lián)。套筒窯使用天然氣、電石爐氣、焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、高焦混合煤氣(發(fā)熱值在1600kcal／Nm3以上)、煤粉、重油、輕油等流體燃料為燃料，在上述燃料不足的情況下，也可添加少量小塊焦炭作為燃料舊。。

　　整個窯體采用負壓操作，對窯體密封要求不高，可以通過在線觀察窯內(nèi)緞燒過程、取樣檢測產(chǎn)品質(zhì)量及維修設備，在所有豎窯中套筒窯作業(yè)率最高。

　　(2)并流蓄熱式雙膛豎窯(NAERZ窯)有兩個窯身，煅燒和預熱礦石在兩個窯身交替輪換進行，在兩個窯身煅燒區(qū)底部之間通過連接通道互相連通，每間隔一定時間換向一次來變換窯身的工作狀態(tài)。在正常運行時，兩個窯身交替裝入石灰石，燃料分別從兩個窯身上部通過埋設在預熱區(qū)底部的多支噴槍將燃料均勻地分布在整個窯的斷面上，使燃料得到均勻的燃燒。助燃空氣用羅茨風機從豎窯的上部送入，助燃空氣在預熱區(qū)先被預熱后與燃料混合，然后煅燒火焰氣流通過煅燒區(qū)與礦石并流運動(在所有豎窯中，雙膛窯的并流帶最長)，使礦石得到煅燒。煅燒后的廢氣通過聯(lián)接兩個窯身的通道經(jīng)過另一窯體的預熱區(qū)后向窯頂排出，使廢氣直接預熱石灰石，熱量得到了較充分的利用，所以在所有豎窯中單位熱耗是最低的。并流蓄熱式雙膛豎窯由于長行程的并流緞燒，石灰質(zhì)量很好。

　　(3)雙膛窯使用的燃料也是燃氣、燃油、煤粉等流體燃料。窯采用密封正壓操作，工作壓力在40kPa左右。雙膛窯的操作控制(如換向、裝料等)可采用DCS系統(tǒng)自動控制，穩(wěn)定石灰窯的煅燒工況，并減輕工人的勞動強度。

　　雙梁窯的斷面一般為方形或矩形，該種石灰窯采用了兩層燒咀粱，梁內(nèi)通過若干燃料管把燃料供給分布在梁兩側(cè)的燒咀，將燃料均勻地分布在窯的斷面上，保證了燃料在整個雙梁窯的窯體斷面上均勻燃燒。雙梁窯的燒咀梁主要采用導熱油進行冷卻，導熱油帶出的熱量通過熱交換器用于預熱燃燒一次空氣，可以降低雙梁窯的熱耗。

　　雙梁窯使用的燃料也是流體燃料，主要是燃氣、燃油、煤粉等。雙梁窯窯內(nèi)采用了在緞燒帶以下為正壓，在煅燒區(qū)以上為負壓的雙向壓力系統(tǒng)。窯內(nèi)燃燒所需的二次空氣通過鼓風機由分布梁進入冷卻區(qū)，使窯內(nèi)的緞燒帶以下保持正壓；窯上部的廢氣通過廢氣引風機抽出，使窯內(nèi)緞燒帶以上保持負壓。

　　(4)回轉(zhuǎn)窯分為長回轉(zhuǎn)窯和短回轉(zhuǎn)窯兩種。長回轉(zhuǎn)窯長度一般在80～152m之間，不帶單獨的預熱器，最大能力不超過2000t／d，該窯可以煅燒粒度較小的石灰石(石灰石的塊度一般為5～50mm)，提高了原料的利用率。由于長回轉(zhuǎn)窯的熱耗比較高，一般在6270~8386／kg石灰之間，正在逐漸被短回轉(zhuǎn)窯所取代。短回轉(zhuǎn)窯一般長在20～60m之間，短回轉(zhuǎn)窯需要設置預熱器，一般采用篦式預熱器、豎式預熱器或旋流預熱器，短回轉(zhuǎn)窯裝有預熱器可以使石灰的熱耗降低。短回轉(zhuǎn)窯煅燒石灰石的塊度一般為，熱耗一般在4800～6960kJ／kg石灰之間(帶旋流預熱器的短回轉(zhuǎn)窯的熱耗僅為4590~544kJ／kg石灰)。短回轉(zhuǎn)窯煅燒活性石灰的單位熱耗比一般機械化豎窯低，但比并流蓄熱式豎窯高15％～30％。

　　回轉(zhuǎn)窯的特點是煅燒出的石灰質(zhì)量好、活度高(活性度一般可達到石灰、4NHCl、lOmin))?；剞D(zhuǎn)窯煅燒系統(tǒng)設備多，重量大，投資高，占地面積大，它比并流蓄熱式豎窯單位產(chǎn)品耗鋼材量大3～5倍，投資高出50％~80％，占地面積多出1倍。

　　回轉(zhuǎn)窯機械化程度高，易于控制，勞動條件好，產(chǎn)量大，適宜于冶金工業(yè)?；剞D(zhuǎn)窯對煅燒的石灰石強度有一定的要求，在煅燒過程中強度變低、易爆裂的石灰石不適合在回轉(zhuǎn)窯中煅燒。回轉(zhuǎn)窯煅燒使用燃料的范圍較為廣泛，可采用天然氣、高爐煤氣、焦爐煤氣或混合煤氣、重油和煤粉等。

　　(5)混料式立窯又稱為混料式機械化立窯，這種窯特點是結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠，混料式立窯的生產(chǎn)能力在30~350t／d石灰之間，混料式立窯主要由窯體、物料升運設備、裝料設備、卸灰裝置等幾部分組成。石灰在窯內(nèi)的熱工過程是：按加入石灰石和燃料的混合料至成品石灰出窯的過程，自上而下將窯內(nèi)的整個空間分為三個區(qū)：預熱區(qū)、煅燒區(qū)與冷卻區(qū)。石灰窯的上段是預熱區(qū)，它一方面將新加入的石灰石和燃料混合料逐步加熱到分解溫度(約900℃)，另一方面則將上升的窯氣逐步冷卻到250~300℃；窯體的中段是分解區(qū)，一般最高溫度是1100~1200℃；窯體的下段為冷卻區(qū)，不但通過抽(鼓入冷空氣使已燒好的石灰溫度逐步冷卻到50~100℃，然后通過卸灰裝置從窯底卸出石灰，而又起到了預熱空氣的作用。助燃空氣由下而上與爐料逆向運動，剛?cè)霠t的空氣在冷卻區(qū)冷卻已煅燒好的石灰，同時空氣自身預熱：經(jīng)預熱的空氣進入煅燒區(qū)助燃，提高煅燒區(qū)的溫度，以利于煅燒吸熱反應的正常、快速運行，使石灰石分解；由煅燒區(qū)流出的高溫燃燒后空氣與煅燒分解出的C0：一起組成的混合氣，我們俗稱窯氣(CO2濃度一般在28~40％間)，由煅燒區(qū)進入預熱區(qū)，預熱入爐的石灰石和燃料混合料，同時使自身溫度降低，減少了出爐窯氣帶出的熱損失，混料式立窯的熱耗一般為3762～5616kJ／Kg石灰。

　　該種窯有圓錐型和圓柱型兩種形式，圓錐型混料式立窯的優(yōu)點是能適應石灰石和燃料粒度的較大變動，因其窯體的上、下部均為圓臺形，氣體和空氣可均勻分布于窯體整個截面上，可減少“窯壁效應”(即空氣上升速度是窯壁快，窯中間較慢)的發(fā)生№。，其缺點是因其直徑比同體積圓柱型的石灰窯要大，故高度較低，降低了窯的熱效率，而且窯體砌磚較為困難；圓柱型混料式立窯的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)固，石灰石產(chǎn)生粘結(jié)的可能性較小，具有較小的容積表面積，向周圍介質(zhì)的散熱損失也較小，熱效率較高，物料在窯內(nèi)容易分布均勻，而且窯體砌磚較為容易。圓柱型混料式立窯的缺點是：當混合料粒度發(fā)生變化時，物料下落和氣流沿整個橫斷面分布的均勻性差。

　　在我國，鋼鐵工業(yè)使用石灰需要較高的石灰活性度，活性石灰與普通石灰相比，用于氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼，不但可縮短煉鋼時間，減少石灰和螢石用量，而且可以提高鋼水收得率、降低廢鋼比和延長爐襯壽命。而現(xiàn)用的各種類型石灰窯中，能生產(chǎn)出合格活性石灰的，只有回轉(zhuǎn)窯、雙膛窯、雙梁窯、套筒窯，所以回轉(zhuǎn)窯、雙膛窯、雙梁窯、套筒窯一般在大型的冶金行業(yè)中使用；而混料式立窯造價低，占地面積小，熱經(jīng)濟性好、操作簡便，并可直接使用較廉價的短焰固體燃料，所以目前純堿工業(yè)和碳酸法的制糖企業(yè)廣泛采用混料式立窯來生產(chǎn)石灰。

　　在廣西的5個碳酸法的甘蔗糖廠中，用于石灰和二氧化碳生產(chǎn)的都是采用負壓操作的混料式立窯，窯體的有效容積在80m3~270m3之間，窯氣中的二氧化碳濃度在30％以下；但目前北方的甜菜糖廠普遍采用了正壓鼓風的混料式立窯，不但強化了立窯的生產(chǎn)能力，而且窯氣的二氧化碳濃度有了較大的提高，一般均在36％以上。二氧化碳濃度的提高對強化碳酸法糖廠飽充過程，有利于提高清凈效率，除去糖汁中更多的雜質(zhì)，促進產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的提高。

　　石灰窯襯材料的選擇

? ? 窯襯是石灰窯內(nèi)表面的保護材料，用來提高窯體內(nèi)表面對煅燒物料和氣體介質(zhì)所引起的熱力、化學和機械作用的抵抗強度。因此，砌筑石灰窯的窯襯采用耐火材料基本的要求是：耐高溫，在長期高溫作用下能體現(xiàn)出體積穩(wěn)定性好，重燒收縮性小，機械強度高，并且應具有良好的耐磨性，結(jié)構(gòu)要求致密，氣孔率低，耐化學腐蝕性好等特點。

　　窯襯選擇的好壞，不僅關系到石灰窯能否長期連續(xù)地正常生產(chǎn)，而且直接影響到石灰產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和生產(chǎn)成本。要合理地選擇好窯襯材料，就必須充分了解窯內(nèi)各區(qū)的工作狀態(tài)。因為窯內(nèi)各區(qū)的料層壓力和溫度不同，物料與氣體介質(zhì)之間所發(fā)生的物理和化學作用亦不相同，所以各區(qū)采用的耐火材料就有所不同?，F(xiàn)代窯一般采用多層復合窯襯，從里到外配置5層由不同耐火與絕熱材料組成的窯襯，其中內(nèi)層的煅燒區(qū)，一般選用耐熱耐磨的高鋁磚：中層材料，采用同時兼具耐熱與絕熱的粘土質(zhì)耐火磚和硅藻土磚；而外層則主要是考慮絕熱性能較好的保溫材料。在窯襯的砌筑方法上，一般采用楔形耐火磚與直形耐火磚配砌的方法，在徑向與環(huán)向均留有伸縮縫。

　　預熱區(qū)和冷卻區(qū)：由于預熱區(qū)和冷卻區(qū)工作溫度在100~900℃之間，溫度較低，物料和耐火材料之間幾乎不會發(fā)生化學反應。所以這兩區(qū)需要承受的主要是物料對襯磚的沖擊和磨擦而造成的機械損壞，一般要求襯磚有較高的耐壓強度和耐磨性，多數(shù)石灰窯采用致密度較高的一般耐火材料就行。這兩區(qū)與煅燒區(qū)接近的過渡段，由于鄰近煅燒區(qū)，同時還由于操作上的因素影響，溫度往往較高，而且物料下落過。

　　煅燒區(qū)：石灰的煅燒溫度一般控制在1100~1200℃左右。在煅燒區(qū)內(nèi)，物料與襯磚之間在高溫下將發(fā)生化學反應，內(nèi)襯表面可能會被侵蝕軟化，物料下落過程又對內(nèi)襯產(chǎn)生磨損。因此，煅燒區(qū)的襯磚要求耐高溫、耐磨損，并且有較高的耐壓強度、耐侵蝕性和體積穩(wěn)定性。以前多采用耐火度在1700℃以上的普通粘土質(zhì)耐火磚，這種磚與強堿性的石灰接觸后，侵蝕嚴重，耐磨性和抗沖擊性顯著下降，目前多采用了高鋁磚作為窯襯，少數(shù)引進設備甚至還采用了鎂鉻磚等堿性耐火磚。

　　用含MgO在55％~70％的鎂鉻磚，和采用高鋁磚相比，可使立窯窯襯的使用壽命提高2～3倍，但是兩種耐火磚價格比，卻超過了3倍，在一次性投資上鎂鉻磚投資過大。目前有一些企業(yè)嘗試用磷酸鹽高鋁磚作為立窯的窯襯，延長了石灰窯窯襯的使用壽命，取得了較好的效果。

　　在貴糖新建的石灰窯中，我們考慮可以在最內(nèi)層的窯襯材料使用一級高鋁耐火磚，第二層使用粘土耐火磚，第三層使用實心紅磚，第四層(絕熱層)使用耐壓高強度硅藻土磚，第五層(保溫層)使用珍珠巖粉(配水泥)。

　　不定形高鋁粉是一種新型的耐火材料，屬高鋁質(zhì)、低水泥用量型耐火澆注料，其性能在國際上處領先地位。其主要特點是強度高，耐磨性好，并在高溫下(1300℃以上)具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、抗渣性及耐酸、堿侵蝕的性能。此種澆注料特別適用于糖廠石灰窯內(nèi)壁的澆注及鍋爐、干粕燃燒爐爐墻的澆注。該澆注料可取代進口耐火材料和各企業(yè)目前普遍使用的耐火磚，是一種經(jīng)濟實用的耐火材料，其價格略低于耐火磚的價格。由于石灰對窯襯的侵蝕和磨損，一般3～5年就要對窯襯進行大修，必要時對窯襯進行進行更換，為了延長窯襯的更換年限，減少更換窯襯的投資，目前貴糖嘗試用不定形高鋁粉材料對窯襯進行維護，經(jīng)過三個榨季的使用證明，用不定形高鋁粉材料進行補窯的方式減少了窯襯的磨損，可延長窯襯使用壽命3～5年。