祝贺“中心烧嘴式石灰窑”技术进入《国.家清洁生产先进技术目录》

     2022年11月28日，生态环境部发布关于《国.家清洁生产先进技术目录（2022）》（公示稿）的公示。

其中，第14项“中心烧嘴节能环保气烧活性石灰窑”为本次入选的唯.一涉及石灰生产的清洁生产先进技术，该项技术是目前对国内石灰行业的发展具有产业先导意义和广阔应用前景的关键核心技术，该项技术的入选是国家对其在该行业对“双碳目标”贡献的高度肯定和期许。

      本次《目录》对该项技术的技术内容、工艺路线、适用范围、节能效果、节水效果、节材效果、减污效果、降碳效果、技术特点等都进行了详细介绍。了解具体的相关技术实施、技术升级情况可在本网站主页“公司动态中”查找阅读全套资料，本项技术详情见附件中第14项内容介绍。。

             唐山金泉公司“中心烧嘴式石灰窑（TMS）”技术简介

    唐山金泉公司自主开发的“第七代内置循环燃烧石灰竖炉”暨“中心烧嘴复合燃料石灰竖炉技术”是在传统“中心烧嘴气烧石灰窑”技术的再次提升与创新，已经取得两项发明专利权益和三项实用新型专利。该系列技术是通过将绿色清洁能源利用与石灰生产节能减排深度融合，有效的提升了资源和能源利用效率。“第七代”技术是把“前六代”技术中仅能使用低热值工业尾气单一燃料生产的选择局限性，扩展至能够使用“天然气+生物质气+煤炭+生物质粉喷吹”的复合型燃料结构，使炉窑生产所用的燃料更加广泛、成本更加低廉、操作更加简单实用。该项技术充分把石灰生产过程中的工业余热、低品位废热等热源和炉内热能循环利用装置及炉外集成热能转化装置进行循环转化利用，将全部余热能或不稳定热能通过传热工质进行存储及循环利用，实现石灰窑的冷却带与预热带的余热互通应用，解决了炉体焙烧系统热能供给与需求在时间、空间或强度上不匹配的问题，达到不同能源间耦合转换、清洁能源连续利用的目的，可实现深度节能提效的目标。目前，随着技术不断的改进、提升，各项技术指标日趋完善，已达到国际先进水平，可大幅提升石灰生产企业的减碳竞争力，为国家“双碳目标”作出卓越贡献。

     目前，该项技术以采用生物质气或天然气与煤炭（混烧）气煤两用生产为工艺主线，可单独使用燃气生产也可以单独使用煤炭混烧生产，在独立采用气烧工艺生产时如果气源不足或热量不足时也可以补充部分煤炭生产。该项工艺通过在炉内中心区域设置多级喷吹装置，可以逐步应用喷吹生物质粉生产方式。

      该项技术的核心点是巧妙的在炉内设计应用了自循环中心火焰燃烧器，预热段烟气余热热能直接与炉内燃烧器混合，可为煅烧带中心提供了强大的中心火焰温度。解决了周边烧嘴型竖炉因火焰短中心火焰温度低，煅烧截面温度分布不均匀而造成的中心石料生烧严重等关键问题，提高了产量和质量，实现了低热值气体燃料煅烧石灰向大型化发展以及多种燃料复合应用的可行性。

     为了达到节能目的，该炉型在预热带设计应用了多级循环装置，实现了炉内气流自循环、打通了炉中心供风通道、变正压生产为负压生产，可以使炉内料面供风、上火更均匀，解决了普通石灰竖窑因炉底供风产生的“窑壁效应和中心漏斗效应”而造成的石灰生过烧率高、窑壁结瘤、悬料、塌料等问题，因采用负压生产，既可以有效解决环保治理问题，而且可以把炉内二氧化碳气体强制快速分解和外排，使炉内布风、供氧、压力及燃烧更趋于合理，还可以有效降低生过烧率和提高石灰活性度。同时，由于把炉内的烟气余热热能在预热带与炉内燃烧器充分循环利用，可以使预热带的物料充分吸热达到储能作用，可以使燃料能耗进一步降低。

     目前，该项技术的生产指标在竖炉生产石灰工艺中趋于领先地位，在合格石料生产条件下，石灰生过烧率可稳定在3-7%，氧化钙含量稳定在88-94%范围。石灰活性度稳定在320-390ml范围内。

     同时，针对于高活性工业石灰产品的用户，该项技术设计应用了*新唐山金泉公司《炉内氢化法与气化法生产活性石灰技术》（发明专利），石灰活性度可以稳定在340-430ml范围内。

    “第七代技术”在2022年已经开始正式推广，首批五个“省级示范工程”项目将在本年度年底开始陆续投产，部分项目日前已经竣工。该项系列技术已经获得行业推广证书，并被正式命名为TMS型中心烧嘴式石灰竖炉。

       唐山金泉公司“TMS型中心烧嘴式石灰竖炉”工艺与装备配置介绍

1）供料预热及配料系统：

  原料与混配系统实现“集约化”组合设计工艺，原料的筛分、清洗、称量、混配更加简约、实用，减少了占地面积。

  特别设计选用原料预热系统，可以减弱或消除易粉难焙烧石灰石爆裂。

2）卷扬上料系统：

  采用斜桥桁架双轨双车循环上料、变频调速，与单车上料方式相比可节电30%以上。

3）炉顶系统：

  选用“新一代多级复合筛分倾动旋转布料器”成套装置，能够实现炉内物料筛分、提升、旋转、倾动、布料等“五项合一”是该装置的主要创新点，可以把不同粒度的石料通过多级复合旋转筛分体和倾动布料装置在炉内进行复合分级筛分及定点布料，可以把石料按照不同粒径根据炉体圆周半径进行差别化布料。

4）供风布风系统：

  选用*新第七代“等圆圆锥体概率风帽”装置供风方针是：“高富氧、稳风压、均风量、低功率、大效果”，使窑体统一截面上气流分布趋于一致，有效解决了窑壁效应及料柱抽芯问题，实现了定量送风，可以使炉内料面断面供风均匀，气流分布更加均匀，有效减少气流在炉内渗流区的偏析，打通一维渗流区、二维渗流区、三维渗流区的气流分布，实现富氧燃烧效果。

5）出灰系统：

  选用“多通道旋转出灰机”成套装置，可实现多通道多点平稳下料，在石灰竖炉炉体出灰系统设置多点旋转计量出灰装置，达到在生产时可通过以精准控制出灰量控制和调整炉况。实现分级多点卸料，快速有效解决下料不均及偏料现象，可定点、多点排料快速解决窑内的偏烧、偏料现象，而且出料时料柱阻力均匀、排料顺畅。该装置实现了多通道同步旋转出灰，炉内周边分布的多个可调式卸料装置下料点汇集到一个旋转机构，与旋转体同步旋转下料，而且每个卸灰装置的出灰量是可调的，通过调整操控旋转体的旋转速度、下料速度来改变成品石灰下落前的堆积次序，使炉内断面各处下料均匀，出灰准确，出灰效率高、成品灰不破碎、炉内料位下降平整。

6）卸灰系统：

   设计选用新型两段出灰阀装置，出灰装置是影响炉子利用系数和操作的关键部位，唐山金泉公司新开发的二段出灰机能够做到在不停风的情况下正常出灰，有效的避免了炉气的外泄。由此实现竖炉稳压恒量地供风和炉内气流的合理分布，保证了煅烧质量，改善了工作环境。

 7）炉子本体：新型“仿形模拟炉型”选用：

   “仿形模拟炉型”的选用是该项技术的主要特征，该炉型综合了“锥形竖窑”、“花瓶型竖窑”、“直筒型竖窑”等窑型中的一些优点，窑型内腔采用了“AHA仿形”结构，采用多椎体圆台与直线型结构组合应用，改变了窑体上下椎体收口的模式，通过新型风帽与窑体冷却带炉璧的形状组合，改变了冷却带的气流直线走向，气流向煅烧带中心区域辐射，使流向煅烧带中心的气流流量增加了30%以上，同时减少了煅烧带窑壁周边同等流量的风量。煅烧带流向预热带的气流也变为折线流向，使高温热气流逐渐向预热带中心增加流量，使预热带的中心通风效果更加强化。该项技术实现了石灰竖窑“三段富氧动态煅烧”方式。

8）助燃风、冷却风系统

  助燃风、冷却风系统主要包括萝茨风机、消音器、滤清器、安全阀、压力表、手动葫芦和供风管道组成。

9）炉体焙烧系统：

   炉体煅烧带燃烧系统采用炉外周边烧嘴与炉内中心燃烧装置组合应用的方式。炉外周边烧嘴燃烧稳定可靠，寿命长不回火，火焰穿透能力强。采用多级复合组合方式，通过高速、亚高速、常压等压力和流量的控制，实现燃烧器火焰在不同区域达到长焰、短焰互补燃烧，使炉内燃烧气氛更加充分。

    新型炉内中心燃烧装置燃烧功率达15～28GJ/h。为焙烧带中心提供了强大的中心火焰，使炉内中心热能供应更加均衡，解决了传统周边式烧嘴式燃气竖窑因窑体内径过大时热能无法达到炉中心而造成的产量低、石灰生烧率高的问题。与传统周边烧嘴石灰窑内径不能大于3m相比，中心烧嘴石灰窑内径目前已经可以超过6m，可见，中心烧嘴技术的提高是该项技术中*关键的地方。

10）汽化活性调节装置：

     以全新的生产工艺与理念，竖窑结构利用新的组合生产工艺，以水为主要介质采用物理水蒸气法生产活性石灰。通过添加添加剂及采用气化法和活化法提高石灰活性度和石灰的纯度。通过汽浴和加热介质能够均衡窑内温度，减少生烧和过烧，加快CaCO3的分解速度，减少煅烧时间，从而提高了产能降低了能源消耗。生产过程实现了清洁生产，石灰S含量低，得到的氧化钙纯度高。

 该项开发技术简单、运行成本低，石灰活性度可稳定在330-420ml，*高可达440ml以上，是竖窑生产活性石灰的新一代技术。

11）电控系统：

    电控系统包括设备动力电，电控自动化，照明设计及防雷接地设计等。自动控制系统采用西门子S7-300PLC系统，人机操作界面采用WinCC系统；电控工艺：上料系统设备采用自动控制，取消人工现场操作，风机，各种电动阀门，采用主控制和机旁两地控制，卸灰破碎系统设备采用主控制和机旁两地控制。温度、压力、流量检测远程显示在主控室。

12）“超低排放”的环境治理技术创新应用（可选）：

 12.1、炉顶排放除尘脱硫系统（专有技术）

   主要由四个单独的烟气管道排放除尘脱硫装置组成，用于在炉况非正常情况下炉顶烟气放散排放时的烟气净化，也可用于地面除尘器检修或停机时的临时生产的必备装置。

 12.2、粉尘排放治理：

   选用新型布袋除尘器，增加旋降式一级除尘和空冷装置，实现烟气温度“可控、可调”，可达到粉尘净化排放指标：10mg/m³范围。

 12.3、烟气“双脱”治理系统：

 该项系统可实现炉顶烟气联合同时脱硫和脱白，能够在一个过程内实现烟气中 SO2 和“脱白”的同时脱除，终实现“双脱”一体化模式。可达到脱硫净化排放指标：50-100mg/m³范围。

 12.4、“嵌入式梯级炉内还原脱硝技术（TLH）”应用：

   该技术原理来自于SNCR脱硝技术原理，SNCR 是选择性非催化还原（Selective Non-Catalytic Reduction）是一种成熟的低成本脱硝技术。该项技术的关键点就是不需要催化剂，只需要还原剂与高温烟气中的 NOx 发生反应，生成氮气和水，而烟气中的氧气却极少与还原剂反应，从而达到对 NOx 选择性还原的效果。

12.5、*新无脱硝生产工艺

   当使用高炉煤气及生物质等低热值燃气时，在使用同等原燃料条件下，吨灰总废气量和废气含氧量大幅降低，炉顶废气含氧量仅为2%～5%，彻底避免了排放物含氧量折算的困扰。而且由于以含硫很低的工业尾气和清洁燃料为主，含硫量都极少，不需投资建设脱硫设备，就可达到超低排放标准，也节省了脱硫的运行费用。同时，由于煅烧带极限炉温≤1250℃，且高温带较短、氧气浓度低，而且窑顶废气多级循环余热利用，有效的消除了产生热力型硝（NOX）的热力学条件，因此不需投资建设脱硝设备，就可达到超低排放标准，也节省了脱硝的运行费用。

  发稿日期：2023年02月22日