年会焦点专访《科技导向篇》2021

      “十四五”大幕已经拉开。今后五年，我国石灰产业的发力点在哪？而且在我国能源结构转型的加速和绿色低碳的发展形式下，石灰行业的发展亦随着中国各大产业和国家政策的调控，进入新一轮的常态发展周期，生产工艺和环保设备将上升到一个新的品级，产品结构也将随着供应链的需求趋于高端化、精细化。企业要想在行业中健康发展，就需要首先在国家政策要求的前提下，稳定当前的生产工艺水平，看清产品结构和市场发展方向。在既有的技术及经验基础上，深层次了解和探寻新形势下石灰行业新动能的具体路径。

在2021年01月18日召开的中国石灰产业学会2021年度会议上，虽然采用的是视频会议，但是大家踊跃发言，咨询、留言的内容不乏深刻观点和独到见解，而且都直入主题、直面问题，会议成为了一次工作的大交流、思想的大碰撞、发展的大建言。

      会后，我们根据大家咨询的事项，整理出了部分焦点、热点等具有代表性的内容，根据不同的专业内容咨询了学会部分行业专家，从不同视角给出了一些解答和建议，供大家共同交流学习。本期内容重点探讨石灰的生产技术，包括单膛竖窑、双膛竖窑、天然气石灰窑、回转窑等。

      本节内容咨询专家：1、本届新当选的学会副会长刘玉泉（以下简称：刘）。2、学会专委会副秘书长孙武生（以下简称：孙）。

      一、关于“第四代煤电一体化石灰竖窑”

1、问：什么是煤电一体化石灰窑？与传统的燃煤石灰窑有何不同？

刘：这是“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”（以下简称唐山金泉公司）在2019年开始推出的最新升级的新型石灰竖窑。煤电一体化石灰窑也是一种单膛竖窑或者称为单膛竖炉，主要生产工艺流程与传统燃煤石灰窑生产工艺基本相同，主要是窑体工艺结构不同，比如：传统的燃煤石灰窑都是花瓶型窑内胆或直筒窑型，而新窑型采用的是“AHA仿形”结构，采用多椎体圆台与直线型结构组合应用，改变了冷却带的气流直线走向，使流向煅烧带中心的气流流量增加，煅烧带窑壁周边流量减少，使中心通风效果更加强化。同时，在窑底增加和预留了用于电烧石灰所需的蓄热体结构空间和工艺接口，在预热带增加或预留了用于回收二氧化碳气体的集气装置。这些装置都是为以后采用电烧石灰做的准备，而且，新窑型采用了负压生产工艺，使环保更容易治理、生产更加稳定、也更容易回收二氧化碳气体，这也是与普通竖窑的不同之处。再有，新设计应用的“气体活化法”工艺生产高活性石灰活性度可以达到350-410ml，目前任何混料式竖窑无法达到这个指标，这个是非常重要的。

2、问：煤电一体化石灰窑是采用煤炭和电烧石灰一起使用的吗？

刘：所谓“煤电一体化”并不是煤炭和电能一起使用生产石灰，是指在同一个窑体工艺结构中能够实现单独用煤炭等固体燃料生产，也能够实现单独用电能生产石灰，采用电烧石灰时需要进行炉内工艺改造。但是，目前采用电烧石灰成本较高还不宜推广，该项技术仅限于唐山金泉公司开发的“石灰窑回收二氧化碳发电电烧石灰”的系列技术。或者说这个“煤电一体化”窑型主要是为电烧石灰提前做工艺准备的，但是不影响前期采用煤炭生产。

3、问：“第四代”指的是年代还是技术上的划分？

孙：所谓“第四代窑型”主要指燃煤单膛竖窑或者称为立窑，与其它窑型无关。它既有年代的大致划分也有技术更新换代的划分。比如，按照年代划分：80年代以前我国引进的苏联窑型及我国典型的国产花瓶型“层烧”生产石灰技术都是典型的“第一代技术”，而且是我国生产石灰的主力军。在90年代开始引进的“日本直筒式（焦炭竖窑）”为我国竖窑改造提升带来了发展契机，是我国单体石灰竖窑产能提升和产品质量提升的一个发展过程，具有典型“第二代技术特征”，而“第三代技术”具有我国自主技术开发的发展特征，包括石灰产品的提升和环保治理的提升，比如，唐山金泉公司开发的“气煤两用石灰窑”和“喷煤型竖窑”及国内其它公司的多种窑型都有一些典型特征。同时，从主要设备结构看也能具体划分，比如：螺锥出灰机就是在五十年代我国从苏联引进的技术，目前也有应用，这些可谓是典型“第一代”技术。“圆盘出灰机系列”是90年代从日本引进的技术，可谓是典型“第二代”技术。而我国围绕上述技术改进或提升的其它一些技术可谓“第三代技术”。而从2020年开始正式应用的“第四代技术”无论从窑型结构特征和燃料使用结构上都有了更大的创新，尤其是“二氧化碳回收工业化应用”及“二氧化碳发电电烧石灰技术”的涌现都具有划时代的意义。所以，无论哪一代窑型都有其历史特征和年代技术提升的特征，都符合一个行业的发展所具备的渊源。

4、问：“第四代窑”在经济技术指标上是否有进步？都包括哪些？

刘：这个很重要，也是关键，无论哪一代石灰窑衡量其是否先进主要看指标，也就是看效益。比如产能指标：传统的石灰窑生产系数一般都低于5，而“第四代窑”可以达到0.8-1.12范围，也就是说在同等窑容积下比传统窑产量高出40%以上。石灰产品的品质最为关键，也是提升经济效益的主要途径。比如：传统竖窑的生过烧率一般在15%以上，有的高达20%以上，“第四代窑”可控制在2-5%范围，也就是说至少可以提高10%的成品率，按照年产10万吨规模竖窑和石灰每吨最低售价400元计算一年就可以提高经济效益400万元，接近一座石灰的投资了，这只是一年提高的效益。而且，石灰的活性度更是提升经济效益的关键，普通老式竖窑生产的石灰活性度普遍都低于260ml，而“第四代窑”石灰活性度可以稳定在300-340ml范围，如果按照高配置的“气体活化法”工艺生产石灰活性度可以稳定在350-400ml及以上范围，高活性石灰的售价比普通石灰售价每吨至少高出50元以上，按照年产10万吨规模竖窑和活性石灰每吨最低售价500元计算一年就可以提高经济效益500万元，这是一个非常高的利润点，这一项指标是目前任何普通竖窑不能比拟的，这也是目前“第四代窑”投资火热的原因。（气体活化法生产高活性石灰技术点击查看详情：重磅|“让水与火相容”—全新高活性石灰生产工艺通过行业鉴定  ）

5、问：“第四代窑”的投资与传统的竖窑相比有优势吗？

刘：从同等窑型的容积规模上讲“第四代窑”与传统的竖窑投资基本相同，没有太大区别，而从实际产能上讲要比传统竖窑投资低，当然这只是在同等工艺配置和同等工程材料以及同等使用寿命的条件下的对比，这里不包括以“以偷工减料”为主的所谓低价简易工程。

6、问：普通传统竖窑可以改造为“第四代窑”吗？

刘：这个主要看窑型结构和工艺配置条件，比如唐山金泉公司的“第三代窑”大部分都可以改造为升级为“第四代窑”，其它的窑型因为涉及到窑型内胆结构、窑体基础高度、窑径比系数、窑顶空间等多项因素制约改造，大部分不可以改造，但是也有特殊改造案例，比如有的“第一代蓄热式层烧竖窑”，虽然各项数据都与上述不符，但是其多座连体式的特殊结构确可以进行组合优化设计改造成功。所以，能否改造主要看现场的工艺条件，不能同一而论。

7、问：“第四代窑”都适合生产哪些石灰产品？都有哪些产量的窑型？

刘：原则上“第四代窑”是重点对准生产高档工业石灰的，比如：炼钢用灰、电石用灰、氧化铝用灰、糖厂用灰、碱厂用灰、加气砖用灰、轻烧白云石石灰等。当然也可以生产普通的烧结用灰和建筑用石灰等。目前，生产高档工业石灰推出的主要窑型为150-200吨系列、200-250吨系列、250-300吨系列等窑型。用于烧结和建筑用石灰的窑型除上述窑型外主要还有300-350吨系列、350-400吨系列。