[00131966]節能環保型套筒石灰窯余熱回收利用新工藝研究與應用

(一) 任務來源：企業自選項目 企業從石灰行業石灰窯煙氣的大量排放所造成的環境污染和能源浪費等實際問題出發,開發了套筒石灰窯余熱回收利用新工藝,將套筒石灰窯煙氣及冷卻內套筒的預熱空氣余熱加以回收利用,或用于廠區采暖和能源介質管線的伴熱,或用于物料烘干,或用于燃氣預熱等,該工藝技術解決了套筒石灰窯煙氣余熱回收利用的難題,對促進套筒石灰窯向更加環保、更低能耗、更低運行成本方向發展具有重要歷史意義。 （二）應用領域：套筒石灰窯余熱回收利用 （三）性能指標： 1、根據套筒石灰窯煙氣的特點,研發低溫煙氣余熱回收新工藝。 套筒石灰窯低溫煙氣參數（以日產600噸為例） （1）每小時生成的煙氣量：46388Nm3/h （2）二氧化碳含量：33.89～39.21% （3）氮氣含量：54.12～58.94% （4）水蒸汽含量：2.48～2.7% （5）氧氣含量：3.2～3.45% （6）塵量含量：5g/N m3 （7）溫度：200～300℃ 在對套筒石灰窯煙氣特性進行充分分析的基礎上,開發研制出與之相適宜的高效換熱設備和無焰燃燒新工藝 ,實現了套筒石灰窯煙氣等介質余熱的充分利用。 2、開發了套筒石灰窯低溫煙氣余熱用于廠區采暖和能源介質管線伴熱新工藝 傳統廠區采暖和能源介質管線伴熱,采用燃煤鍋爐進行供熱,在燃煤鍋爐使用過程中,排放的煙氣含有煙塵、SO2等污染物對環境造成污染。而利用套筒石灰窯低溫煙氣通過余熱鍋爐進行高寒地區采暖和能源介質管線伴熱,首先,可以降低套筒石灰窯總體能源消耗;其次,可以降低煙塵、SO2等污染物的排放;第三,降低了項目的基建投資,第四,降低了項目的生產運行成本。 3、利用套筒石灰窯低溫煙氣預熱燃氣,開發了無焰燃燒新工藝 利用套筒石灰窯低溫煙氣,通過高效熱管換熱器,將低熱值燃氣轉變成較高熱值燃氣,并改進燃燒工藝,調整空燃比,使燃氣在燃燒室中得以充分燃燒—即無焰燃燒新工藝,不僅降低了套筒石灰窯單位產品的能耗,而且拓展了低熱值燃氣適用范圍。 4、開發了適合于套筒石灰窯煙氣余熱利用的新型換熱器 根據套筒石灰窯煙氣中的粉塵細、多、粘的特點,換熱器采用不易堵管的涂層熱管,增加聲波清灰器,實現在線自動清灰,同時設置清灰門和清灰漏斗,有效地保證了套筒石灰窯煙氣余熱利用穩定性,減少了換熱器維修的時間,提高了套筒石灰窯的產量。 （四）成果的創造性、先進性： 1.新穎性、創新性 （1）套筒石灰窯煙氣余熱回收利用新工藝 套筒石灰窯煙氣余熱回收利用新工藝,實現了套筒石灰窯余熱的充分利用,為石灰行業的環保、節能、減排、降耗和循環經濟作出了重大貢獻,同時也為相關行業的節能減排提供了重要借鑒和參考作用。 （2）利用套筒石灰窯低溫煙氣預熱燃氣,形成套筒石灰窯無焰燃燒新工藝 利用套筒石灰窯低溫煙氣預熱低熱值燃氣,使低熱值燃氣轉變為較高熱值的燃氣,并重新調整套筒石灰窯的煅燒工藝,調整空煤比,形成一個高溫低氧的煅燒環境—即無焰燃燒工藝。該工藝不僅可以降低套筒石灰窯的能耗,而且實現了低熱值的燃氣在套筒石灰窯上應用。 （3）套筒石灰窯低溫煙氣余熱用于廠區采暖和能源介質管線的伴熱 在對套筒石灰窯低溫煙氣成分進行有效分析的基礎上,通過對煙氣熱焓值的計算,得出可以回收利用的熱量,通過配置適宜的余熱鍋爐,并對廠區所需的采暖和伴熱管網進行統一規劃,合理配置熱能,實現了廠區的采暖和伴熱。 （4）新型高效熱管換熱器的研發 根據套筒石灰窯煙氣中的粉塵細、多、粘的特點,換熱器采用不易堵管的涂層熱管,增加聲波清灰器,實現在線自動清灰,同時設置清灰門和清灰漏斗,減少了換熱器的故障率,有效保證了換熱器在套筒石灰窯生產過程中的正常運行。 在本次研發之前,國內沒有其他的套筒石灰窯對其低溫煙氣實施余熱回收利用,本次所研發的關鍵技術為國內首創,具有技術先進性。 2.技術先進性 本工藝及關鍵技術開創了套筒石灰窯余熱全部回收利用的先例,通過對換熱器的優化、改進,使套筒石灰窯的余熱利用滿足了套筒石灰窯生產的需要。套筒石灰窯余熱回收利用新工藝達到了國內領先、國際先進水平。 （五）推廣應用的范圍、條件和前景以及存在的問題和改進意見： 1、推廣應用的范圍、條件和前景 目前我國有100多座套筒石灰窯,其中大部分煙氣都直接排放,由于套筒石灰窯煙氣溫度低、成份復雜、粉塵細、多、粘,一直未得到很好的回收和利用。國外也只有極少數發達國家有比較成熟的回收利用技術,但從國外引進關鍵技術和核心設備費用非常昂貴,所以嚴重影響了本技術在我國石灰行業的大規模推廣應用。 2、存在的問題和改進意見 套筒石灰窯余熱目前僅僅應用于廠區采暖和能源介質管線的伴熱、預熱煤氣、預熱助燃空氣、烘干物料等領域。下一步將開展利用套筒石灰窯的余熱進行發電和生產蒸汽等領域方面的研究,以滿足不同客戶的需求。