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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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(guò)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(wèn)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(guò)燒率高、窯壁結(jié)瘤、懸料、塌料等問(wèn)題，因采用負(fù)壓生產(chǎn)，既可以有效解決環(huán)保治理問(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(guò)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(guò)調(diào)整操控旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)速度、下料速度來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)大時(shí)熱能無(wú)法達(dá)到爐中心而造成的產(chǎn)量低、石灰生燒率高的問(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)汽浴和加熱介質(zhì)能夠均衡窯內(nèi)溫度，減少生燒和過(guò)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(guò)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(guò)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(lái)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(wú)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