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   祝賀“中心燒嘴式石灰窯”技術(shù)進(jìn)入《國(guó).家清潔生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)目錄》

   2022年11月28日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布關(guān)于《國(guó).家清潔生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)目錄（2022）》（公示稿）的公示。

   其中，第14項(xiàng)“中心燒嘴節(jié)能環(huán)保氣燒活性石灰窯”為本次入選的唯.一涉及石灰生產(chǎn)的清潔生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)是目前對(duì)國(guó)內(nèi)石灰行業(yè)的發(fā)展具有產(chǎn)業(yè)先導(dǎo)意義和廣闊應(yīng)用前景的關(guān)鍵核心技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的入選是國(guó).家對(duì)其在該行業(yè)對(duì)“雙碳目標(biāo)”貢.獻(xiàn)的高度肯定和期許。

    本次《目錄》對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)內(nèi)容、工藝路線、適用范圍、節(jié)能效果、節(jié)水效果、節(jié)材效果、減污效果、降碳效果、技術(shù)特點(diǎn)等都進(jìn)行了詳細(xì)介紹。了解具體的相關(guān)技術(shù)實(shí)施、技術(shù)升級(jí)情況可在本網(wǎng)站主頁(yè)“公司動(dòng)態(tài)中”查找閱讀全套資料，本項(xiàng)技術(shù)詳情見附件中第14項(xiàng)內(nèi)容介紹。。

       唐山金泉公司“中心燒嘴式石灰窯（TMS）”技術(shù)簡(jiǎn)介

    唐山金泉公司自主開發(fā)的“第七代內(nèi)置循環(huán)燃燒石灰豎爐”暨“中心燒嘴復(fù)合燃料石灰豎爐技術(shù)”是在傳統(tǒng)“中心燒嘴氣燒石灰窯”技術(shù)的再次提升與創(chuàng)新，已經(jīng)取得兩項(xiàng)發(fā)明專利權(quán)益和三項(xiàng)實(shí)用新型專利。該系列技術(shù)是通過將綠色清潔能源利用與石灰生產(chǎn)節(jié)能減排深度融合，有效的提升了資源和能源利用效率。“第七代”技術(shù)是把“前六代”技術(shù)中僅能使用低熱值工業(yè)尾氣單一燃料生產(chǎn)的選擇局限性，擴(kuò)展至能夠使用“天然氣+生物質(zhì)氣+煤炭+生物質(zhì)粉噴吹”的復(fù)合型燃料結(jié)構(gòu)，使?fàn)t窯生產(chǎn)所用的燃料更加廣泛、成本更加低廉、操作更加簡(jiǎn)單實(shí)用。該項(xiàng)技術(shù)充分把石灰生產(chǎn)過程中的工業(yè)余熱、低品位廢熱等熱源和爐內(nèi)熱能循環(huán)利用裝置及爐外集成熱能轉(zhuǎn)化裝置進(jìn)行循環(huán)轉(zhuǎn)化利用，將全部余熱能或不穩(wěn)定熱能通過傳熱工質(zhì)進(jìn)行存儲(chǔ)及循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)石灰窯的冷卻帶與預(yù)熱帶的余熱互通應(yīng)用，解決了爐體焙燒系統(tǒng)熱能供給與需求在時(shí)間、空間或強(qiáng)度上不匹配的問題，達(dá)到不同能源間耦合轉(zhuǎn)換、清潔能源連續(xù)利用的目的，可實(shí)現(xiàn)深度節(jié)能提效的目標(biāo)。目前，隨著技術(shù)不斷的改進(jìn)、提升，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)日趨完善，已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，可大幅提升石灰生產(chǎn)企業(yè)的減碳競(jìng)爭(zhēng)力，為國(guó).家“雙碳目標(biāo)”作出卓.越貢獻(xiàn)。

   目前，該項(xiàng)技術(shù)以采用生物質(zhì)氣或天然氣與煤炭（混燒）氣煤兩用生產(chǎn)為工藝主線，可單獨(dú)使用燃?xì)馍�產(chǎn)也可以單獨(dú)使用煤炭混燒生產(chǎn)，在獨(dú)立采用氣燒工藝生產(chǎn)時(shí)如果氣源不足或熱量不足時(shí)也可以補(bǔ)充部分煤炭生產(chǎn)。該項(xiàng)工藝通過在爐內(nèi)中心區(qū)域設(shè)置多級(jí)噴吹裝置，可以逐步應(yīng)用噴吹生物質(zhì)粉生產(chǎn)方式。

    該項(xiàng)技術(shù)的核心點(diǎn)是巧妙的在爐內(nèi)設(shè)計(jì)應(yīng)用了自循環(huán)中心火焰燃燒器，預(yù)熱段煙氣余熱熱能直接與爐內(nèi)燃燒器混合，可為煅燒帶中心提供了強(qiáng)大的中心火焰溫度。解決了周邊燒嘴型豎爐因火焰短中心火焰溫度低，煅燒截面溫度分布不均勻而造成的中心石料生燒嚴(yán)重等關(guān)鍵問題，提高了產(chǎn)量和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了低熱值氣體燃料煅燒石灰向大型化發(fā)展以及多種燃料復(fù)合應(yīng)用的可行性。

    為了達(dá)到節(jié)能目的，該爐型在預(yù)熱帶設(shè)計(jì)應(yīng)用了多級(jí)循環(huán)裝置，實(shí)現(xiàn)了爐內(nèi)氣流自循環(huán)、打通了爐中心供風(fēng)通道、變正壓生產(chǎn)為負(fù)壓生產(chǎn)，可以使?fàn)t內(nèi)料面供風(fēng)、上火更均勻，解決了普通石灰豎窯因爐底供風(fēng)產(chǎn)生的“窯壁效應(yīng)和中心漏斗效應(yīng)”而造成的石灰生過燒率高、窯壁結(jié)瘤、懸料、塌料等問題，因采用負(fù)壓生產(chǎn)，既可以有效解決環(huán)保治理問題，而且可以把爐內(nèi)二氧化碳?xì)怏w強(qiáng)制快速分解和外排，使?fàn)t內(nèi)布風(fēng)、供氧、壓力及燃燒更趨于合理，還可以有效降低生過燒率和提高石灰活性度。同時(shí)，由于把爐內(nèi)的煙氣余熱熱能在預(yù)熱帶與爐內(nèi)燃燒器充分循環(huán)利用，可以使預(yù)熱帶的物料充分吸熱達(dá)到儲(chǔ)能作用，可以使燃料能耗進(jìn)一步降低。

     目前，該項(xiàng)技術(shù)的生產(chǎn)指標(biāo)在豎爐生產(chǎn)石灰工藝中趨于領(lǐng)先地位，在合格石料生產(chǎn)條件下，石灰生過燒率可穩(wěn)定在3-7%，氧化鈣含量穩(wěn)定在88-94%范圍。石灰活性度穩(wěn)定在320-390ml范圍內(nèi)。

    同時(shí)，針對(duì)于高活性工業(yè)石灰產(chǎn)品的用戶，該項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用了*新唐山金泉公司《爐內(nèi)氫化法與氣化法生產(chǎn)活性石灰技術(shù)》（發(fā)明專利），石灰活性度可以穩(wěn)定在340-430ml范圍內(nèi)。

    “第七代技術(shù)”在2022年已經(jīng)開始正式推廣，首批五個(gè)“省級(jí)示范工程”項(xiàng)目將在本年度年底開始陸續(xù)投產(chǎn)，部分項(xiàng)目日前已經(jīng)竣工。該項(xiàng)系列技術(shù)已經(jīng)獲得行業(yè)推廣證書，并被正式命名為TMS型中心燒嘴式石灰豎爐。

       唐山金泉公司“TMS型中心燒嘴式石灰豎爐”工藝與裝備配置介紹

1）供料預(yù)熱及配料系統(tǒng)：

   原料與混配系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“集約化”組合設(shè)計(jì)工藝，原料的篩分、清洗、稱量、混配更加簡(jiǎn)約、實(shí)用，減少了占地面積。

   特別設(shè)計(jì)選用原料預(yù)熱系統(tǒng)，可以減弱或消除易粉難焙燒石灰石爆裂。

2）卷?yè)P(yáng)上料系統(tǒng)：

   采用斜橋桁架雙軌雙車循環(huán)上料、變頻調(diào)速，與單車上料方式相比可節(jié)電30%以上。

3）爐頂系統(tǒng)：

    選用“新一代多級(jí)復(fù)合篩分傾動(dòng)旋轉(zhuǎn)布料器”成套裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)爐內(nèi)物料篩分、提升、旋轉(zhuǎn)、傾動(dòng)、布料等“五項(xiàng)合一”是該裝置的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，可以把不同粒度的石料通過多級(jí)復(fù)合旋轉(zhuǎn)篩分體和傾動(dòng)布料裝置在爐內(nèi)進(jìn)行復(fù)合分級(jí)篩分及定點(diǎn)布料，可以把石料按照不同粒徑根據(jù)爐體圓周半徑進(jìn)行差別化布料。

4）供風(fēng)布風(fēng)系統(tǒng)：

   選用*新第七代“等圓圓錐體概率風(fēng)帽”裝置供風(fēng)方針是：“高富氧、穩(wěn)風(fēng)壓、均風(fēng)量、低功率、大效果”，使窯體統(tǒng)一截面上氣流分布趨于一致，有效解決了窯壁效應(yīng)及料柱抽芯問題，實(shí)現(xiàn)了定量送風(fēng)，可以使?fàn)t內(nèi)料面斷面供風(fēng)均勻，氣流分布更加均勻，有效減少氣流在爐內(nèi)滲流區(qū)的偏析，打通一維滲流區(qū)、二維滲流區(qū)、三維滲流區(qū)的氣流分布，實(shí)現(xiàn)富氧燃燒效果。

5）出灰系統(tǒng)：

   選用“多通道旋轉(zhuǎn)出灰機(jī)”成套裝置，可實(shí)現(xiàn)多通道多點(diǎn)平穩(wěn)下料，在石灰豎爐爐體出灰系統(tǒng)設(shè)置多點(diǎn)旋轉(zhuǎn)計(jì)量出灰裝置，達(dá)到在生產(chǎn)時(shí)可通過以精準(zhǔn)控制出灰量控制和調(diào)整爐況。實(shí)現(xiàn)分級(jí)多點(diǎn)卸料，快速有效解決下料不均及偏料現(xiàn)象，可定點(diǎn)、多點(diǎn)排料快速解決窯內(nèi)的偏燒、偏料現(xiàn)象，而且出料時(shí)料柱阻力均勻、排料順暢。該裝置實(shí)現(xiàn)了多通道同步旋轉(zhuǎn)出灰，爐內(nèi)周邊分布的多個(gè)可調(diào)式卸料裝置下料點(diǎn)匯集到一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，與旋轉(zhuǎn)體同步旋轉(zhuǎn)下料，而且每個(gè)卸灰裝置的出灰量是可調(diào)的，通過調(diào)整操控旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)速度、下料速度來改變成品石灰下落前的堆積次序，使?fàn)t內(nèi)斷面各處下料均勻，出灰準(zhǔn)確，出灰效率高、成品灰不破碎、爐內(nèi)料位下降平整。

6）卸灰系統(tǒng)：

   設(shè)計(jì)選用新型兩段出灰閥裝置，出灰裝置是影響爐子利用系數(shù)和操作的關(guān)鍵部位，唐山金泉公司新開發(fā)的二段出灰機(jī)能夠做到在不停風(fēng)的情況下正常出灰，有效的避免了爐氣的外泄。由此實(shí)現(xiàn)豎爐穩(wěn)壓恒量地供風(fēng)和爐內(nèi)氣流的合理分布，保證了煅燒質(zhì)量，改善了工作環(huán)境。

 7）爐子本體：新型“仿形模擬爐型”選用：

   “仿形模擬爐型”的選用是該項(xiàng)技術(shù)的主要特征，該爐型綜合了“錐形豎窯”、“花瓶型豎窯”、“直筒型豎窯”等窯型中的一些優(yōu)點(diǎn)，窯型內(nèi)腔采用了“AHA仿形”結(jié)構(gòu)，采用多椎體圓臺(tái)與直線型結(jié)構(gòu)組合應(yīng)用，改變了窯體上下椎體收口的模式，通過新型風(fēng)帽與窯體冷卻帶爐璧的形狀組合，改變了冷卻帶的氣流直線走向，氣流向煅燒帶中心區(qū)域輻射，使流向煅燒帶中心的氣流流量增加了30%以上，同時(shí)減少了煅燒帶窯壁周邊同等流量的風(fēng)量。煅燒帶流向預(yù)熱帶的氣流也變?yōu)檎劬�流向，使高溫?zé)釟饬髦饾u向預(yù)熱帶中心增加流量，使預(yù)熱帶的中心通風(fēng)效果更加強(qiáng)化。該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了石灰豎窯“三段富氧動(dòng)態(tài)煅燒”方式。

8）助燃風(fēng)、冷卻風(fēng)系統(tǒng)

   助燃風(fēng)、冷卻風(fēng)系統(tǒng)主要包括蘿茨風(fēng)機(jī)、消音器、濾清器、安全閥、壓力表、手動(dòng)葫蘆和供風(fēng)管道組成。

9）爐體焙燒系統(tǒng)：

   爐體煅燒帶燃燒系統(tǒng)采用爐外周邊燒嘴與爐內(nèi)中心燃燒裝置組合應(yīng)用的方式。爐外周邊燒嘴燃燒穩(wěn)定可靠，壽命長(zhǎng)不回火，火焰穿透能力強(qiáng)。采用多級(jí)復(fù)合組合方式，通過高速、亞高速、常壓等壓力和流量的控制，實(shí)現(xiàn)燃燒器火焰在不同區(qū)域達(dá)到長(zhǎng)焰、短焰互補(bǔ)燃燒，使?fàn)t內(nèi)燃燒氣氛更加充分。

    新型爐內(nèi)中心燃燒裝置燃燒功率達(dá)15～28GJ/h。為焙燒帶中心提供了強(qiáng)大的中心火焰，使?fàn)t內(nèi)中心熱能供應(yīng)更加均衡，解決了傳統(tǒng)周邊式燒嘴式燃?xì)庳Q窯因窯體內(nèi)徑過大時(shí)熱能無法達(dá)到爐中心而造成的產(chǎn)量低、石灰生燒率高的問題。與傳統(tǒng)周邊燒嘴石灰窯內(nèi)徑不能大于3m相比，中心燒嘴石灰窯內(nèi)徑目前已經(jīng)可以超過6m，可見，中心燒嘴技術(shù)的提高是該項(xiàng)技術(shù)中*關(guān)鍵的地方。

10）汽化活性調(diào)節(jié)裝置：

     以全新的生產(chǎn)工藝與理念，豎窯結(jié)構(gòu)利用新的組合生產(chǎn)工藝，以水為主要介質(zhì)采用物理水蒸氣法生產(chǎn)活性石灰。通過添加添加劑及采用氣化法和活化法提高石灰活性度和石灰的純度。通過汽浴和加熱介質(zhì)能夠均衡窯內(nèi)溫度，減少生燒和過燒，加快CaCO3的分解速度，減少煅燒時(shí)間，從而提高了產(chǎn)能降低了能源消耗。生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，石灰S含量低，得到的氧化鈣純度高。

   該項(xiàng)開發(fā)技術(shù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低，石灰活性度可穩(wěn)定在330-420ml，*高可達(dá)440ml以上，是豎窯生產(chǎn)活性石灰的新一代技術(shù)。

11）電控系統(tǒng)：

   電控系統(tǒng)包括設(shè)備動(dòng)力電，電控自動(dòng)化，照明設(shè)計(jì)及防雷接地設(shè)計(jì)等。自動(dòng)控制系統(tǒng)采用西門子S7-300PLC系統(tǒng)，人機(jī)操作界面采用WinCC系統(tǒng)；電控工藝：上料系統(tǒng)設(shè)備采用自動(dòng)控制，取消人工現(xiàn)場(chǎng)操作，風(fēng)機(jī)，各種電動(dòng)閥門，采用主控制和機(jī)旁兩地控制，卸灰破碎系統(tǒng)設(shè)備采用主控制和機(jī)旁兩地控制。溫度、壓力、流量檢測(cè)遠(yuǎn)程顯示在主控室。

12）“超低排放”的環(huán)境治理技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用（可選）：

 12.1、爐頂排放除塵脫硫系統(tǒng)（專有技術(shù)）

  主要由四個(gè)單獨(dú)的煙氣管道排放除塵脫硫裝置組成，用于在爐況非正常情況下爐頂煙氣放散排放時(shí)的煙氣凈化，也可用于地面除塵器檢修或停機(jī)時(shí)的臨時(shí)生產(chǎn)的必備裝置。

 12.2、粉塵排放治理：

   選用新型布袋除塵器，增加旋降式一級(jí)除塵和空冷裝置，實(shí)現(xiàn)煙氣溫度“可控、可調(diào)”，可達(dá)到粉塵凈化排放指標(biāo)：10mg/m³范圍。

 12.3、煙氣“雙脫”治理系統(tǒng)：

   該項(xiàng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)爐頂煙氣聯(lián)合同時(shí)脫硫和脫白，能夠在一個(gè)過程內(nèi)實(shí)現(xiàn)煙氣中 SO2 和“脫白”的同時(shí)脫除，終實(shí)現(xiàn)“雙脫”一體化模式�？蛇_(dá)到脫硫凈化排放指標(biāo)：50-100mg/m³范圍。

 12.4、“嵌入式梯級(jí)爐內(nèi)還原脫硝技術(shù)（TLH）”應(yīng)用：

     該技術(shù)原理來自于SNCR脫硝技術(shù)原理，SNCR 是選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction）是一種成熟的低成本脫硝技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)就是不需要催化劑，只需要還原劑與高溫?zé)煔庵械?NOx 發(fā)生反應(yīng)，生成氮?dú)夂退�，而煙氣中的氧氣卻極少與還原劑反應(yīng)，從而達(dá)到對(duì) NOx 選擇性還原的效果。

12.5、*新無脫硝生產(chǎn)工藝

   當(dāng)使用高爐煤氣及生物質(zhì)等低熱值燃?xì)鈺r(shí)，在使用同等原燃料條件下，噸灰總廢氣量和廢氣含氧量大幅降低，爐頂廢氣含氧量?jī)H為2%～5%，徹底避免了排放物含氧量折算的困擾。而且由于以含硫很低的工業(yè)尾氣和清潔燃料為主，含硫量都極少，不需投資建設(shè)脫硫設(shè)備，就可達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，也節(jié)省了脫硫的運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)，由于煅燒帶極限爐溫≤1250℃，且高溫帶較短、氧氣濃度低，而且窯頂廢氣多級(jí)循環(huán)余熱利用，有效的消除了產(chǎn)生熱力型硝（NOX）的熱力學(xué)條件，因此不需投資建設(shè)脫硝設(shè)備，就可達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，也節(jié)省了脫硝的運(yùn)行費(fèi)用。

  發(fā)稿日期：2023年02月22日