新型高效回轉(zhuǎn)窯石灰燒成系統(tǒng)

（帶高效豎式預(yù)熱器和冷卻機(jī)的節(jié)能型回轉(zhuǎn)窯石灰燒成系統(tǒng)）

1.技術(shù)背景

迄今為止，工業(yè)化生產(chǎn)塊狀石灰的方法有豎窯燒成和回轉(zhuǎn)窯燒成兩種方式。
豎窯又分為普通豎窯和新型豎窯，普通豎窯已被環(huán)保政策淘汰下架，新型豎窯包括梁式窯、雙膛窯和套筒窯，而梁式窯又因?yàn)榧夹g(shù)不成熟，很少被人選用，現(xiàn)存的豎窯主要是雙膛窯和套筒窯。
回轉(zhuǎn)窯燒成石灰技術(shù)分為中空窯、立波爾窯、帶豎式預(yù)熱器和豎式冷卻機(jī)的石灰回轉(zhuǎn)窯，中空窯和立波爾窯由于技術(shù)落后已被淘汰，占主導(dǎo)地位的是帶豎式預(yù)熱器和豎式冷卻機(jī)的回轉(zhuǎn)窯石灰燒成技術(shù)。

除了環(huán)保和產(chǎn)業(yè)政策因素外，通常豎窯的熱耗相對(duì)較低，其問(wèn)題是產(chǎn)品質(zhì)量要比回轉(zhuǎn)窯低一個(gè)等級(jí)，這意味著同樣用特級(jí)石灰石燒制石灰，豎窯可能只能燒出一級(jí)灰，而回轉(zhuǎn)窯則能燒成特級(jí)灰，按照冶金協(xié)會(huì)“淘汰一級(jí)灰”的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，豎窯很可能就不能勝任作為冶金行業(yè)的供給側(cè)；此外，受先天因素影響，豎窯的單窯產(chǎn)能相對(duì)較低，一般單窯日產(chǎn)只有600噸，受單窯產(chǎn)能制約，反映在產(chǎn)品成本上，其熱耗相對(duì)較低的優(yōu)勢(shì)很可能被其他因素對(duì)沖。

回轉(zhuǎn)窯法燒制石灰是公認(rèn)的合理的工藝，即使回轉(zhuǎn)窯設(shè)備供貨商也不否認(rèn)這一點(diǎn)，它的優(yōu)勢(shì)是產(chǎn)品質(zhì)量好，同等原料條件下，其石灰比豎窯高一個(gè)質(zhì)量級(jí)；單線產(chǎn)能大，一條回轉(zhuǎn)窯石灰生產(chǎn)線的產(chǎn)能相當(dāng)于兩條豎窯；通常認(rèn)為回轉(zhuǎn)窯石灰生產(chǎn)線占地多、投資大，其實(shí)這是一種誤會(huì)，按單位產(chǎn)品測(cè)算，占地與豎窯相當(dāng)，投資比豎窯低得多，據(jù)測(cè)算，帶豎式預(yù)熱器和豎式冷卻機(jī)的回轉(zhuǎn)窯石灰燒成系統(tǒng)的單位產(chǎn)品投資一般在180—190元，而雙膛窯為350—400元，套筒窯為300元左右；一般認(rèn)為回轉(zhuǎn)窯的熱耗相對(duì)較高，但是有產(chǎn)能大、質(zhì)量好、投資低的優(yōu)勢(shì)，反映在產(chǎn)品成本上是低的，從優(yōu)化升級(jí)回轉(zhuǎn)窯技術(shù)出發(fā)，如何大幅度降低熱耗充分發(fā)揮該技術(shù)的先進(jìn)性，仍有十分重要的意義。

2.新型高效回轉(zhuǎn)窯石灰燒成系統(tǒng)

新型高效回轉(zhuǎn)窯石灰燒成系統(tǒng)是帶窯尾高效豎式預(yù)熱器和豎式石灰冷卻機(jī)的回轉(zhuǎn)窯石灰燒成系統(tǒng)的升級(jí)版。

2.1工藝原理

動(dòng)力學(xué)研究表明，對(duì)于既定粒徑的同種礦物結(jié)構(gòu)的石灰石，用于燒制石灰，存在著與其相對(duì)應(yīng)的加熱升溫動(dòng)力學(xué)曲線；其 CaCO₃分解反應(yīng)呈如下特點(diǎn)：

（1）分解反應(yīng)的吸熱量隨溫度提高降低；

（2）反應(yīng)速度是CaCO₃微粒在高溫下瞬時(shí)分解的表面反應(yīng)；

（3）石灰的性質(zhì)與其微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)，如微觀表面積，孔隙率和孔徑分布等。
而石灰顆粒的空隙率則取決于加熱條件。

熱能工程研究表明，對(duì)于既定的石灰燒成系統(tǒng)，存在著與其相對(duì)應(yīng)的升溫、施熱熱力學(xué)曲線。
優(yōu)良的石灰燒成系統(tǒng)技術(shù)，應(yīng)當(dāng)力求石灰燒成系統(tǒng)的升溫施熱曲線與動(dòng)力學(xué)曲線相重合，或者盡可能相靠近。

新型高效回轉(zhuǎn)窯石灰燒成系統(tǒng)技術(shù)，是利用反求工程方法，對(duì)帶窯尾預(yù)熱器和石灰冷卻機(jī)的回轉(zhuǎn)窯石灰燒成系統(tǒng)研究后，推出的全新的石灰燒成系統(tǒng)技術(shù)與裝備。
其工藝原理的基本設(shè)計(jì)原則是力求上述動(dòng)力學(xué)曲線與熱力學(xué)曲線相吻合。

2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）采用分級(jí)燒成法穩(wěn)定系統(tǒng)需熱基礎(chǔ)。
按照石灰燒成動(dòng)力學(xué)理論，不同粒徑的石灰石燒制石灰，需要的燒成條件不同，分級(jí)的目的，是控制同一時(shí)間段進(jìn)入生產(chǎn)線的原料石灰石粒徑范圍，使石灰石具有穩(wěn)定的熱工制度需求。

（2）優(yōu)化施熱過(guò)程設(shè)計(jì)，使其與燒成動(dòng)力學(xué)曲線相吻合。
具體是將該舊系統(tǒng)的石灰燒成三帶（預(yù)熱、燒成和冷卻）升級(jí)為預(yù)熱帶、深化預(yù)熱帶、燒成帶、準(zhǔn)絕熱脫碳帶和冷卻帶五部分。