新一代国产化多功能双膛石灰竖窑技术开始推广应用

                  一、导语：

    在2021年01月18日召开的“中国石灰产业学会”年会上，由“中国石灰产业学会”主导研发的具有完整的自主知识产权体系的“新一代国产化双膛石灰窑”系列技术授权“唐山金泉成套设备有限公司”独家使用，享有独立开发、应用的权益。目前，双方已经正式签订独家许可协议，相关技术文件、图纸已经达成交接工作。

    据此，编者对上述合作项目中的技术来源和合作模式及开发前景进行了专访，以便大家对这项技术有更进一步的了解。

二、双膛竖窑的发展与目前应用状况

     双膛石灰窑是由奥地利人发明的，我国双膛竖窑技术原为引进于瑞士麦尔兹欧芬堡公司，最早在20世纪80年代由冶金部引入中国，在国内俗称为“麦尔兹窑”。该石灰窑从生产效率、占地面积、节能环保、经济效益等多方面都处于世界领先水平。 

    “并流”和“蓄热”是其主要特点，并流蓄热式双膛石灰窑有两个窑膛，两个窑膛交替轮流煅烧和预热矿石，在两个窑膛的煅烧带底部之间设有连接通道彼此连通，每隔一定时间换向一次以变换窑膛的工作状态。在操作时，两个窑膛交替装入矿石，燃料分别由两个窑膛的上部送入，通过设在预热带底部的多支喷枪使燃料均匀地分布在整个窑膛的断面上，使原料矿石得到均匀的煅烧。燃料使用的是流体燃料，如煤气、油、煤粉等均可。在原料应用上，这种窑型拥有更宽的粒度选择范围，能够煅烧30—100mm的粒度，这个特点在中国石灰石资源变得越来越少的情况下显得更为重要。

       主要特点及经济指标：

1、氧化钙品质好，生过烧率低：

    由于采用双膛窑体交替煅烧生产、使煅烧时间更长、产品均质性更好，氧化钙含量可控制在：88%～94%范围，产品生过烧率可控制在：5%以下。

2、 CO2残留率低，产品活性度高

    由于采用燃料及助燃空气从窑体上部送入，煅烧火焰流在煅烧带与矿石并流。在所有竖窑中，双膛窑的并流带最长，由于长行程的并流煅烧，石灰质量很好：残余 CO2<1.5%，活性度可以保证在 370ml4NHCl， 10 分钟（产品质量主要取决于原料的情况）；

3、能耗低，运行成本低：

由于两个窑身交替换向操作，废气直接预热矿石，热量得到充分利用，单位产品热耗最低，热回收率超过 83%；其热损耗可以到800-890Kcal/kg(3350-3720kJ/kg)；最低的热耗意味着最低的运行成本，比如：采用煤粉生产时标准煤煤耗为每吨石灰产品 114kg－120kg 的煤，与传统的老式竖窑相比，每吨石灰产品节约燃料能耗至少在20-40kg。

      国外引进的并流蓄热式双膛石灰窑的缺点：

 双膛窑为正压窑，制约石灰窑产量的不仅有煅烧带温度，还有系统的压力，在低热值燃料的石灰窑中，系统压力是制约产量的主要因素。

 双膛窑有连接通道，通道的通透性是影响生产的重要因素。通道通透性的两个重要因素为气体流量和通道温度。通道内气体流量越大，气流速度越快，通道越容易堵塞。其机理在于：高流速、高流量的气体会将大量粉尘带入通道内，并积留在通道角落里，时间一长，便会结块堵死；通道温度越高，会加速通道内积留粉尘烧结在一起，通道越容易堵塞。

 当生产中使用煤粉作为燃料时，不会对系统造成压力、通道通透性方面的负面影响。气体燃料中，当燃料热值不低于2400kcal•Nm时，不会对系统造成压力、通道通透性方面的负面影响。而当气体燃料热值低于2400kcal•Nm－3时，则会在一定程度上加速通道堵塞，提高系统的整体压力，导致系统不容易控制。

       三、国产化双膛石灰窑的优化设计与创新

       由“中国石灰产业学会”主持开发并授权“唐山金泉冶化科技产业集团”旗下“唐山市丰南区金泉冶金能源新技术开发有限公司”和“唐山金泉成套设备有限公司”独家开发的“新一代国产化双膛竖窑技术”和“新一代煤电一体化双膛竖窑技术”经过多年研究、改进、提升，综合了国内多家双膛竖窑的实际使用情况和建议，作出了大量的修改和创新，使之更适应国内的实际生产情况。目前该项技术已经开始正式推广应用：

      该项技术在保持了原传统双膛竖窑的工艺结构和特征外，主要做了如下工艺改进及创新：

1、简化原料上料系统：

简化原料上料系统，采用窑前料仓直接上料，上料过程中实现石料筛分、清洗、石料分级入炉，可节约原料系统投资40%-50%。

2、优化煤粉喷吹和点火系统：

 1）喷煤管路压力分配采用智能均压分配，合理设计管路管径，减少了气流在管路中的波动，使气流更加稳定，煤粉输送和分配更加均匀，提高了窑膛内火焰分布效果，提高了产品质量。

 2）改变传统的煤粉分配器机构，由盘式分配器改为空腔的立体空间喷吹结构，喷吹精度高，喷吹稳定，不会因物料特性的改变和窑内压力的波动而受到影响；

 3）独特的旋转给料结构设计，保证了喷煤系统平滑无波动，确保了煤粉在管道内均匀稳定喷吹，不堵塞；

 4）选用独特的具有自保护功能的喷枪，能够自由调节喷头伸入位置，降低故障率，提高喷枪的可控性能和使用寿命。解决了传统喷枪喷头持续裸露在窑体内喷头持续经受气流冲刷而造成喷头磨损严重、寿命较短、喷头堵塞等问题。

 5）选用新型煤粉直接点火技术，解决了传统的双膛窑点火烧嘴使用液体燃料，升温慢、需要时间长，使用量大的问题，从而优化了点火和石灰窑开工操作，保证了工程质量，降低了劳动强度，缩短引燃固体燃料和石灰窑开工时间，节约点火成本。