祝賀“中心燒嘴式石灰窯”技術進入《國.家清潔生產先進技術目錄》

   2022年11月28日，生態環境部發布關于《國.家清潔生產先進技術目錄（2022）》（公示稿）的公示。

   其中，第14項“中心燒嘴節能環保氣燒活性石灰窯”為本次入選的唯.一涉及石灰生產的清潔生產先進技術，該項技術是目前對國內石灰行業的發展具有產業先導意義和廣闊應用前景的關鍵核心技術，該項技術的入選是國.家對其在該行業對“雙碳目標”貢.獻的高度肯定和期許。

    本次《目錄》對該項技術的技術內容、工藝路線、適用范圍、節能效果、節水效果、節材效果、減污效果、降碳效果、技術特點等都進行了詳細介紹。了解具體的相關技術實施、技術升級情況可在本網站主頁“公司動態中”查找閱讀全套資料，本項技術詳情見附件中第14項內容介紹。。

       唐山金泉公司“中心燒嘴式石灰窯（TMS）”技術簡介

    唐山金泉公司自主開發的“第七代內置循環燃燒石灰豎爐”暨“中心燒嘴復合燃料石灰豎爐技術”是在傳統“中心燒嘴氣燒石灰窯”技術的再次提升與創新，已經取得兩項發明專利權益和三項實用新型專利。該系列技術是通過將綠色清潔能源利用與石灰生產節能減排深度融合，有效的提升了資源和能源利用效率。“第七代”技術是把“前六代”技術中僅能使用低熱值工業尾氣單一燃料生產的選擇局限性，擴展至能夠使用“天然氣+生物質氣+煤炭+生物質粉噴吹”的復合型燃料結構，使爐窯生產所用的燃料更加廣泛、成本更加低廉、操作更加簡單實用。該項技術充分把石灰生產過程中的工業余熱、低品位廢熱等熱源和爐內熱能循環利用裝置及爐外集成熱能轉化裝置進行循環轉化利用，將全部余熱能或不穩定熱能通過傳熱工質進行存儲及循環利用，實現石灰窯的冷卻帶與預熱帶的余熱互通應用，解決了爐體焙燒系統熱能供給與需求在時間、空間或強度上不匹配的問題，達到不同能源間耦合轉換、清潔能源連續利用的目的，可實現深度節能提效的目標。目前，隨著技術不斷的改進、提升，各項技術指標日趨完善，已達到國際先進水平，可大幅提升石灰生產企業的減碳競爭力，為國.家“雙碳目標”作出卓.越貢獻。

   目前，該項技術以采用生物質氣或天然氣與煤炭（混燒）氣煤兩用生產為工藝主線，可單獨使用燃氣生產也可以單獨使用煤炭混燒生產，在獨立采用氣燒工藝生產時如果氣源不足或熱量不足時也可以補充部分煤炭生產。該項工藝通過在爐內中心區域設置多級噴吹裝置，可以逐步應用噴吹生物質粉生產方式。

    該項技術的核心點是巧妙的在爐內設計應用了自循環中心火焰燃燒器，預熱段煙氣余熱熱能直接與爐內燃燒器混合，可為煅燒帶中心提供了強大的中心火焰溫度。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重等關鍵問題，提高了產量和質量，實現了低熱值氣體燃料煅燒石灰向大型化發展以及多種燃料復合應用的可行性。

    為了達到節能目的，該爐型在預熱帶設計應用了多級循環裝置，實現了爐內氣流自循環、打通了爐中心供風通道、變正壓生產為負壓生產，可以使爐內料面供風、上火更均勻，解決了普通石灰豎窯因爐底供風產生的“窯壁效應和中心漏斗效應”而造成的石灰生過燒率高、窯壁結瘤、懸料、塌料等問題，因采用負壓生產，既可以有效解決環保治理問題，而且可以把爐內二氧化碳氣體強制快速分解和外排，使爐內布風、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，由于把爐內的煙氣余熱熱能在預熱帶與爐內燃燒器充分循環利用，可以使預熱帶的物料充分吸熱達到儲能作用，可以使燃料能耗進一步降低。

     目前，該項技術的生產指標在豎爐生產石灰工藝中趨于領先地位，在合格石料生產條件下，石灰生過燒率可穩定在3-7%，氧化鈣含量穩定在88-94%范圍。石灰活性度穩定在320-390ml范圍內。

    同時，針對于高活性工業石灰產品的用戶，該項技術設計應用了*新唐山金泉公司《爐內氫化法與氣化法生產活性石灰技術》（發明專利），石灰活性度可以穩定在340-430ml范圍內。

    “第七代技術”在2022年已經開始正式推廣，首批五個“省級示范工程”項目將在本年度年底開始陸續投產，部分項目日前已經竣工。該項系列技術已經獲得行業推廣證書，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）供料預熱及配料系統：

   原料與混配系統實現“集約化”組合設計工藝，原料的篩分、清洗、稱量、混配更加簡約、實用，減少了占地面積。

   特別設計選用原料預熱系統，可以減弱或消除易粉難焙燒石灰石爆裂。

2）卷揚上料系統：

   采用斜橋桁架雙軌雙車循環上料、變頻調速，與單車上料方式相比可節電30%以上。

3）爐頂系統：

    選用“新一代多級復合篩分傾動旋轉布料器”成套裝置，能夠實現爐內物料篩分、提升、旋轉、傾動、布料等“五項合一”是該裝置的主要創新點，可以把不同粒度的石料通過多級復合旋轉篩分體和傾動布料裝置在爐內進行復合分級篩分及定點布料，可以把石料按照不同粒徑根據爐體圓周半徑進行差別化布料。

4）供風布風系統：

   選用*新第七代“等圓圓錐體概率風帽”裝置供風方針是：“高富氧、穩風壓、均風量、低功率、大效果”，使窯體統一截面上氣流分布趨于一致，有效解決了窯壁效應及料柱抽芯問題，實現了定量送風，可以使爐內料面斷面供風均勻，氣流分布更加均勻，有效減少氣流在爐內滲流區的偏析，打通一維滲流區、二維滲流區、三維滲流區的氣流分布，實現富氧燃燒效果。

5）出灰系統：

   選用“多通道旋轉出灰機”成套裝置，可實現多通道多點平穩下料，在石灰豎爐爐體出灰系統設置多點旋轉計量出灰裝置，達到在生產時可通過以精準控制出灰量控制和調整爐況。實現分級多點卸料，快速有效解決下料不均及偏料現象，可定點、多點排料快速解決窯內的偏燒、偏料現象，而且出料時料柱阻力均勻、排料順暢。該裝置實現了多通道同步旋轉出灰，爐內周邊分布的多個可調式卸料裝置下料點匯集到一個旋轉機構，與旋轉體同步旋轉下料，而且每個卸灰裝置的出灰量是可調的，通過調整操控旋轉體的旋轉速度、下料速度來改變成品石灰下落前的堆積次序，使爐內斷面各處下料均勻，出灰準確，出灰效率高、成品灰不破碎、爐內料位下降平整。

6）卸灰系統：

   設計選用新型兩段出灰閥裝置，出灰裝置是影響爐子利用系數和操作的關鍵部位，唐山金泉公司新開發的二段出灰機能夠做到在不停風的情況下正常出灰，有效的避免了爐氣的外泄。由此實現豎爐穩壓恒量地供風和爐內氣流的合理分布，保證了煅燒質量，改善了工作環境。

 7）爐子本體：新型“仿形模擬爐型”選用：

   “仿形模擬爐型”的選用是該項技術的主要特征，該爐型綜合了“錐形豎窯”、“花瓶型豎窯”、“直筒型豎窯”等窯型中的一些優點，窯型內腔采用了“AHA仿形”結構，采用多椎體圓臺與直線型結構組合應用，改變了窯體上下椎體收口的模式，通過新型風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域輻射，使流向煅燒帶中心的氣流流量增加了30%以上，同時減少了煅燒帶窯壁周邊同等流量的風量。煅燒帶流向預熱帶的氣流也變為折線流向，使高溫熱氣流逐漸向預熱帶中心增加流量，使預熱帶的中心通風效果更加強化。該項技術實現了石灰豎窯“三段富氧動態煅燒”方式。

8）助燃風、冷卻風系統

   助燃風、冷卻風系統主要包括蘿茨風機、消音器、濾清器、安全閥、壓力表、手動葫蘆和供風管道組成。

9）爐體焙燒系統：

   爐體煅燒帶燃燒系統采用爐外周邊燒嘴與爐內中心燃燒裝置組合應用的方式。爐外周邊燒嘴燃燒穩定可靠，壽命長不回火，火焰穿透能力強。采用多級復合組合方式，通過高速、亞高速、常壓等壓力和流量的控制，實現燃燒器火焰在不同區域達到長焰、短焰互補燃燒，使爐內燃燒氣氛更加充分。

    新型爐內中心燃燒裝置燃燒功率達15～28GJ/h。為焙燒帶中心提供了強大的中心火焰，使爐內中心熱能供應更加均衡，解決了傳統周邊式燒嘴式燃氣豎窯因窯體內徑過大時熱能無法達到爐中心而造成的產量低、石灰生燒率高的問題。與傳統周邊燒嘴石灰窯內徑不能大于3m相比，中心燒嘴石灰窯內徑目前已經可以超過6m，可見，中心燒嘴技術的提高是該項技術中*關鍵的地方。

10）汽化活性調節裝置：

     以全新的生產工藝與理念，豎窯結構利用新的組合生產工藝，以水為主要介質采用物理水蒸氣法生產活性石灰。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能夠均衡窯內溫度，減少生燒和過燒，加快CaCO3的分解速度，減少煅燒時間，從而提高了產能降低了能源消耗。生產過程實現了清潔生產，石灰S含量低，得到的氧化鈣純度高。

   該項開發技術簡單、運行成本低，石灰活性度可穩定在330-420ml，*高可達440ml以上，是豎窯生產活性石灰的新一代技術。

11）電控系統：

   電控系統包括設備動力電，電控自動化，照明設計及防雷接地設計等。自動控制系統采用西門子S7-300PLC系統，人機操作界面采用WinCC系統；電控工藝：上料系統設備采用自動控制，取消人工現場操作，風機，各種電動閥門，采用主控制和機旁兩地控制，卸灰破碎系統設備采用主控制和機旁兩地控制。溫度、壓力、流量檢測遠程顯示在主控室。

12）“超低排放”的環境治理技術創新應用（可選）：

 12.1、爐頂排放除塵脫硫系統（專有技術）

  主要由四個單獨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的煙氣凈化，也可用于地面除塵器檢修或停機時的臨時生產的必備裝置。

 12.2、粉塵排放治理：

   選用新型布袋除塵器，增加旋降式一級除塵和空冷裝置，實現煙氣溫度“可控、可調”，可達到粉塵凈化排放指標：10mg/m³范圍。

 12.3、煙氣“雙脫”治理系統：

   該項系統可實現爐頂煙氣聯合同時脫硫和脫白，能夠在一個過程內實現煙氣中 SO2 和“脫白”的同時脫除，終實現“雙脫”一體化模式。可達到脫硫凈化排放指標：50-100mg/m³范圍。

 12.4、“嵌入式梯級爐內還原脫硝技術（TLH）”應用：

     該技術原理來自于SNCR脫硝技術原理，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。該項技術的關鍵點就是不需要催化劑，只需要還原劑與高溫煙氣中的 NOx 發生反應，生成氮氣和水，而煙氣中的氧氣卻極少與還原劑反應，從而達到對 NOx 選擇性還原的效果。

12.5、*新無脫硝生產工藝

   當使用高爐煤氣及生物質等低熱值燃氣時，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，爐頂廢氣含氧量僅為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尾氣和清潔燃料為主，含硫量都極少，不需投資建設脫硫設備，就可達到超低排放標準，也節省了脫硫的運行費用。同時，由于煅燒帶極限爐溫≤1250℃，且高溫帶較短、氧氣濃度低，而且窯頂廢氣多級循環余熱利用，有效的消除了產生熱力型硝（NOX）的熱力學條件，因此不需投資建設脫硝設備，就可達到超低排放標準，也節省了脫硝的運行費用。

  發稿日期：2023年02月22日