新型高效回轉窯石灰燒成系統

（帶高效豎式預熱器和冷卻機的節能型回轉窯石灰燒成系統）

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，而梁式窯又因為技術(shù)不成熟，很少被人選用，現存的豎窯主要是雙膛窯和套筒窯。
回轉窯燒成石灰技術(shù)分為中空窯、立波爾窯、帶豎式預熱器和豎式冷卻機的石灰回轉窯，中空窯和立波爾窯由于技術(shù)落后已被淘汰，占主導地位的是帶豎式預熱器和豎式冷卻機的回轉窯石灰燒成技術(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較低，其問(wèn)題是產(chǎn)品質(zhì)量要比回轉窯低一個(gè)等級，這意味著(zhù)同樣用特級石灰石燒制石灰，豎窯可能只能燒出一級灰，而回轉窯則能燒成特級灰，按照冶金協(xié)會(huì )“淘汰一級灰”的產(chǎn)業(yè)規劃，豎窯很可能就不能勝任作為冶金行業(yè)的供給側；此外，受先天因素影響，豎窯的單窯產(chǎn)能相對較低，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，其熱耗相對較低的優(yōu)勢很可能被其他因素對沖。

回轉窯法燒制石灰是公認的合理的工藝，即使回轉窯設備供貨商也不否認這一點(diǎn)，它的優(yōu)勢是產(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；單線(xiàn)產(chǎn)能大，一條回轉窯石灰生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)能相當于兩條豎窯；通常認為回轉窯石灰生產(chǎn)線(xiàn)占地多、投資大，其實(shí)這是一種誤會(huì )，按單位產(chǎn)品測算，占地與豎窯相當，投資比豎窯低得多，據測算，帶豎式預熱器和豎式冷卻機的回轉窯石灰燒成系統的單位產(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；一般認為回轉窯的熱耗相對較高，但是有產(chǎn)能大、質(zhì)量好、投資低的優(yōu)勢，反映在產(chǎn)品成本上是低的，從優(yōu)化升級回轉窯技術(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.新型高效回轉窯石灰燒成系統

新型高效回轉窯石灰燒成系統是帶窯尾高效豎式預熱器和豎式石灰冷卻機的回轉窯石灰燒成系統的升級版。

2.1工藝原理

動(dòng)力學(xué)研究表明，對于既定粒徑的同種礦物結構的石灰石，用于燒制石灰，存在著(zhù)與其相對應的加熱升溫動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)；其 CaCO₃分解反應呈如下特點(diǎn)：

（1）分解反應的吸熱量隨溫度提高降低；

（2）反應速度是CaCO₃微粒在高溫下瞬時(shí)分解的表面反應；

（3）石灰的性質(zhì)與其微觀(guān)結構有關(guān)，如微觀(guān)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，對于既定的石灰燒成系統，存在著(zhù)與其相對應的升溫、施熱熱力學(xué)曲線(xiàn)。
優(yōu)良的石灰燒成系統技術(shù)，應當力求石灰燒成系統的升溫施熱曲線(xiàn)與動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)相重合，或者盡可能相靠近。

新型高效回轉窯石灰燒成系統技術(shù)，是利用反求工程方法，對帶窯尾預熱器和石灰冷卻機的回轉窯石灰燒成系統研究后，推出的全新的石灰燒成系統技術(shù)與裝備。
其工藝原理的基本設計原則是力求上述動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)與熱力學(xué)曲線(xiàn)相吻合。

2.2系統設計

（1）采用分級燒成法穩定系統需熱基礎。
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，分級的目的，是控制同一時(shí)間段進(jìn)入生產(chǎn)線(xiàn)的原料石灰石粒徑范圍，使石灰石具有穩定的熱工制度需求。

（2）優(yōu)化施熱過(guò)程設計，使其與燒成動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)相吻合。
具體是將該舊系統的石灰燒成三帶（預熱、燒成和冷卻）升級為預熱帶、深化預熱帶、燒成帶、準絕熱脫碳帶和冷卻帶五部分。