石灰与钙

2023年4月1日，工信部发布了《冶金石灰单位产品能源消耗限额》（YB/T 6060—2022）标准，明确了“现有冶金石灰生产企业产品综合能耗不得低于表中的3级指标，新建或改扩建的冶金石灰生产单位综合能耗不低于表中的2级指标”。活性石灰行业迎来了前所未有的压力，迫使行业内对煅烧装备、工艺进行升级发展改造，对石灰煅烧能源消耗和二氧化碳排放进行深入的研究，以适应未来的新形势和新机遇。

理论上讲，石灰窑的热变化主要为6个部分：① 石灰石温度自常温提升至煅烧温度吸热；②投入的气体和燃料自常温提升至煅烧温度吸热；③石灰石煅烧分解吸热；④分解完毕生成的CaO降温至常温放热；⑤投入和分解产生的气体降温至常温的放热；⑥反应容器（窑体）散热。前3个部分的吸热过程不可避免，如何减少余下三部分带走的热量成为活性石灰窑节能研究的方向。

回转窑

目前，活性石灰煅烧回转窑均采取预热器、窑筒体、冷却器三段煅烧工艺。煅烧废气的来源主要有一次风、二次风、燃料自身带来的气体和煅烧产生的气体。

 1.1 煅烧供风量。回转窑的一次风主要用于调整火焰的形状并直接参与燃烧，一次风量越大，火焰越短，煅烧带的开始段越靠近窑头。石灰的煅烧程度主要由煅烧时间和煅烧温度决定，煅烧带越长，煅烧时间越充足，越有利于石灰煅烧。但是一次风量越大，带走的热量也越多，富氧燃烧就成了降低一次风的关键因素，特别是低热值煤气烧窑，一次风量无法满足煅烧需求，二次风的参与又拉长了火焰的长度。当一次风中配加部分富氧，其富氧率占总风量5%～10%时，可有效降低一次风量和二次风量，并能提高煅烧温度，降低能耗。

1.2 冷却风量。回转窑的二次风主要用于冷却石灰和部分参与石灰煅烧。对于冷却石灰而言，二次风量越大，冷却效果越好，但二次风越大，出冷却器的风温降低，影响煅烧带向后移，特别是气烧窑过大的二次风拉长了火焰长度，热量带至中后部，恶化了煅烧环境，预热室温度升高并会出现烧结现象、废气温度升高、一次风机和窑排风机转速高等一系列的能源消耗升高的现象。因此，研究预热室的预热效果并进行改进，如增加预热室高度、优化风帽风道等，在保证窑体氧化气氛的前提下，尽量降低二次风量以达到强化煅烧效果、降低废气风温和风量的目的。

1.3 燃料自带气体。气烧窑燃料自带的气体主要是气体中不参与燃烧的气体，如氮气和二氧化碳等。燃气热值越低，不参与燃烧的气体就越多，能耗就越高。对气烧回转窑而言，燃气热值的提高、燃气的预热、富氧煅烧是研究回转窑节能的方向，特别是燃气的热值和富氧煅烧能形成互补的效果。煤烧窑主要是煤粉输送用风，在保证煤粉输送效果的前提下，煤粉输送风可以和一次风替代互补，即输送风越大，一次风可降低，反而亦之。

1.4 余热利用。回转窑余热利用主要是煅烧后对石灰石的预热。预热效果越好，入窑石灰石预分解越好，温度越高，燃料投入量就越少。预热效果主要靠预热室的预热高度来实现，新建石灰窑节能降耗需要考虑这方面的影响。回转窑出预热室的温度为180～250℃，烟气比热容约为1.4 kJ/（m³·℃），为了利用该部分能量，一般将废气用于烘干铁渣微粉等烟气炉，可降低其他车间综合能耗，间接降低石灰窑的综合工序能耗。

1.5 窑壳散热。降低窑壳温度也是回转窑节能研究的一个方向，主要是科学挂窑皮和采用新型复合耐火砖来降低窑壳温度。挂窑皮时要注意窑皮厚度，防止结圈；新型复合耐火砖采取轻质部分和重质部分共同烧制的工艺，考虑贴近窑壳部位的导热系数和工作层的耐压强度、抗折强度等。