新型石灰竖窑的技术创新与应用.pdf

41耐火与石灰2023 年 8 月第 48 卷 第 4 期新型石灰竖窑的技术创新与应用刘健（山东万达环保科技有限公司，潍坊262600）摘要：介绍了 WDH 新型节能环保机械化石灰竖窑的创新技术、应用效果及典型案例。该窑产量大、设备运行稳定、石灰品质优，环保排放标准远远优于国家标准。关键词：石灰竖窑；技术创新；应用中图分类号：TQ175.653.6文献标识码：A文章编号：1673-7792（2023）04-0041-02Technical innovation and application of new type of lime shaft kilnLiuJian（ShandongWandaEnvironmentalProtectionTechnologyCo.，Ltd.，Weifang262600，China）Abstract：Thispaperintroducestheinnovationtechnology，applicationeffectandtypicalcasesofWDHnewtypeofenergysavingandenvironmentalprotectionmechanizedlimeshaftkiln.Thekilnhaslargeoutput，stableoperationofequipment，excellentlimequalityandenvironmentalemissionstandardsarefarsuperiortonationalstandards.Key words：Limeshaftkiln；Technicalinnovation；Application1概述山东万达环保科技有限公司是专业生产智能环保节能石灰窑的高科技公司，专注于以智能环保石灰窑为代表的智能装备的研发、制造、销售，致力于成为系统集成本体制造软件开发工业互联网四位一体的智能制造综合服务商，公司主要产品有智能环保节能石灰窑、气烧石灰窑、环保设备、电气自动化控制系统、氢氧化钙深加工等五大板块。目前，我国石灰行业生产技术参差不齐，仍存在一些落后的石灰生产工艺，整个生产过程基本靠人工完成，生产规模小，产品能耗高，质量差，生产环境脏、乱、差，不仅造成资源的浪费，对生态环境也造成破坏。针对上述问题，山东万达环保科技有限公司研发了WDH新型环保节能石灰竖窑，该窑自动化程度高，操作简单，节省人工，配煤精准，采用自动纠偏系统，性能稳定，生产的石灰活性度高，且质量稳定、能耗低。2WDH 新型混烧石灰竖窑的技术创新WDH新型环保节能石灰竖窑是山东万达环保科技有限公司在目前国内混烧竖窑的基础上总结多年实践而研发出的新型混烧石灰竖窑，已获得国家发明专利。该窑型适应国家环保政策和市场需求，生产的石灰品质稳定，成品率高，适用于钢铁厂、氧化铝厂、电石厂等。近年来该窑型在产量、节能、环保等方面进行了创新和升级，并有多座大产量和环保达标排放项目的成功案例。2.1物料自动平衡检测，保障生产和降低损失目前国内大部分石灰窑自动化控制实为半自动，对操作人员要求很高，操作较为繁琐，需要人工测量各个料点料位，当料位不足时会影响产量；当料位过高时会造成布料装置及窑顶机械事故。据了解，每年都会发生因操作不当等人为原因造成减产、停产或事故，以400 t石灰窑炉为例，如果能够避免出现类似故障，每年可为客户节省上百万元费用。收稿日期：2022-08-15作者简介：刘健（1976-），男，工程师42Aug.2023Vol.48 No.4REFRACTORIES&LIME2.2创新研发的石灰生产系统使煅烧过程智能化智能石灰生产系统是我公司对所建造的上百座石灰窑进行综合数据采集和分析，针对不同行业的用灰标准而研发出来的智能生产系统。因石灰应用涉及多个行业，每个行业的用灰质量和指标又不一样，所以不同的石灰窑在煅烧及操作上需要进行技术调整，大部分石灰窑都是靠烧窑工的经验进行操作，对烧窑工的操作水平要求很高，对人的依赖性很大，烧成石灰的质量取决于烧窑工的水平和责任心。智能石灰生产系统融入了国内多位烧窑大师的经验及石灰生产时的最佳煅烧时数据采集，利用煅烧数据进行综合分析窑内煅烧趋势和状态，对煅烧参数进行及时调整，实现自动化煅烧，克服了操作过程中对操作人员的过度依赖。2.3开创智能语音系统，保障设备正常运转以往，石灰窑在运行时依靠人工观察发现问题，及时调整和处理异常状况，因人为的原因会出现处理故障和异常不及时或者未发现故障和异常状况等情况，因此造成的事故和损失不在少数。我公司结合现状，适时研发出智能语音标配系统，此系统分为两部分：（1）第一部分为保养管家系统语音提醒、预警、报警、锁止，每一个设备点都有监测装置，当检测到设备达到保养周期会有语音报警提醒，用户可按照提醒及时保养，大大提高了设备运转率。（2）第二部分为智能语音操作，例如鼓风机需要调整至30Hz，可以选择不用在电脑上修改参数，而直接语音操作鼓风开到30Hz并确认后，电脑显示会自动变更，实现人机交流。原有石灰窑保养是靠人员进行记录，记录保养时间及保养周期，很容易遗漏，造成设备的运转不正常，从而影响石灰的产量和质量。我公司研发的智能语音系统内有设备保养管家系统，设备达到保养周期自动提醒，保养完成后自动记录，到了下次保养日期再提醒。2.4开创自动清渣系统，保障出灰均匀以前，在因原料问题或工艺问题窑炉出现结瘤时，必须停机和人工干预，造成窑炉运转率降低和直接损失。WDH新型混烧石灰竖窑在窑底出灰时设有智能清渣机器人，当检测到窑底出灰有渣块时，渣块所处的位置就会出现在显示屏上，清渣机器人根据所显示的位置对渣块进行清理，保障了现场人员的安全。石灰窑煅烧结瘤一直是困扰企业生产的一大难题。造成石灰窑结瘤的因素比较多，比如石灰石带有土或石粉，在煅烧时会产生结瘤；煤的焦渣特性高或灰熔点低也容易造成结瘤；石灰石含硅高也会造成结瘤。为彻底解决这一问题，公司经过多年研究和探索，发明了结瘤破碎装置，不论什么原因产生的结瘤，该装置都会把结瘤破碎成小块排到托灰盘上，再由清渣机器人自动识别瘤块位置并转移到窑外，这一突破性发明彻底解决了结瘤处理的难题。3WDH 节能环保机械化石灰竖窑应用的典型案例“WDH节能环保机械化石灰竖窑”为发明专利技术，该窑产量大、设备运行稳定、石灰品质优，环保排放标准远远优于国家标准。2019年5月，中国石灰协会组织有关专家，到吉林WDH石灰窑工地进行了实地考察。该工地建有5座WDH新型环保节能石灰竖窑，其中一期工程于2017年建成400t/d、500t/d石灰窑各一座。据客户反馈，一期工程在石灰窑投产后四个半月就收回全部投资，全年净利润大大超出预期。2018年建设二期工程，建成一座500t/d石灰窑，同年实现净利润增长，市场供不应求，销售半径不断扩大。2019年同时投建石灰生产与石灰深加工设备，建设两座200t/d石灰窑、一条15t/h氢氧化钙生产线。企业生产规模的不断扩大，取得了规模经济效益，并带动了当地经济的发展。4WDH 石灰竖窑各项技术经济指标达到国内先进水平2019年5月12日，中国石灰协会组织专家对我公司在通化大安灰石总厂建设的WDH混烧石灰竖窑进行了鉴定，经审查相关技术资料，现场考察，鉴定意见如下：我公司建设的WDH新型环保节能石灰竖窑工艺设备，选型配置科学合理，石灰窑实际生产运行良好，达到了设计的主要技术指标，日产量可达500t，吨灰标煤耗120kg，石灰烧成率大于92%，产品活性度300mL，工艺电耗1015（kWh/t灰），设备运转率98%，环保排放指标优于国家标准（表1）。综合产能、能耗、利用系数、产品质量以及生产运行情况等，WDH混料石灰竖窑在国内属于领先水平。（下转第 45 页）45耐火与石灰2023 年 8 月第 48 卷 第 4 期5适用于氢氧化钙深加工的专用石灰窑针对石灰深加工行业对石灰品质、规格等需求，公司创新研发出一种深加工专用石灰窑（已申请国家专利）。该窑可煅烧大块石灰石，大幅减少石灰石的煅烧接触面，降低杂质掺入量，从而提高深加工产品品质。石灰窑煅烧工艺的控制方式决定了石灰烧成率和石灰品质，对煅烧趋势控制的优化，解决了氢氧化钙深加工过程中出现的氧化钙颗粒小不易消化的缺陷，其产品可广泛满足氢氧化钙、轻质碳酸钙、纳米碳酸钙、腻子粉、钙系列保健品等行业的深加工需求。6结语我公司研发的WDH新型环保节能石灰竖窑，其自动化水平高，操作简单，节省人工，配煤精准，采用自动纠偏系统，性能稳定，生产的石灰活性度高，且质量稳定、能耗低。（中国石灰协会推荐）李连洲编辑标准类别等级排放浓度限值/（mgm-3）颗粒物SO2NOx国家1 级302002002 级503003003 级80400400公司1 级5501002 级101002003 级20200400表 1WDH石灰竖窑环保排放指标（1）农业生产加工废弃物及各种能源植物，如秸秆、稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣、棉籽壳等。（2）林业及木业加工生产中的废枝条、废料、木屑、果壳、薪炭林等。（3）畜禽粪便、污水废水，酒精、制糖、食品等行业的有机废水厌氧发酵产生的沼气。（4）餐余、生活垃圾，工业废渣等有机垃圾。3生物质能在石灰煅烧中的应用前景生物质能和风力、太阳能等可再生能源一样，都是近零碳排放的能源，所以未列入二氧化碳排放核算；生物质能还具有风力和太阳能所没有的均衡优势，即在自然界，年度再生的农、林剩余物资源量比较稳定，而且可以运输、储存，更方便常年均衡使用。在石灰煅烧中使用生物质能也是石灰行业低碳化一条现实可行的路径。生物质可以制作成生物质颗粒单独使用，也可以和其他燃料混烧使用。由于生物质能在全生命周期零碳甚至是负碳排放，因此掺混比只要达到一定的比例，即能产生十分显著的碳减排效应。从数量上看，据估算我国的生物质能源总量大约是10亿t标准煤；从性能上看，生物质能源具有稳定供应、易存储、易运输、易转化、高品位等特点，是可再生能源中利用成本最低的，所以生物质能有望成为碳中和利器，潜力巨大。王晓阳编辑（上接第 42 页）