[00131966]节能环保型套筒石灰窑余热回收利用新工艺研究与应用

(一) 任务来源：企业自选项目 企业从石灰行业石灰窑烟气的大量排放所造成的环境污染和能源浪费等实际问题出发,开发了套筒石灰窑余热回收利用新工艺,将套筒石灰窑烟气及冷却内套筒的预热空气余热加以回收利用,或用于厂区采暖和能源介质管线的伴热,或用于物料烘干,或用于燃气预热等,该工艺技术解决了套筒石灰窑烟气余热回收利用的难题,对促进套筒石灰窑向更加环保、更低能耗、更低运行成本方向发展具有重要历史意义。 （二）应用领域：套筒石灰窑余热回收利用 （三）性能指标： 1、根据套筒石灰窑烟气的特点,研发低温烟气余热回收新工艺。 套筒石灰窑低温烟气参数（以日产600吨为例） （1）每小时生成的烟气量：46388Nm3/h （2）二氧化碳含量：33.89～39.21% （3）氮气含量：54.12～58.94% （4）水蒸汽含量：2.48～2.7% （5）氧气含量：3.2～3.45% （6）尘量含量：5g/N m3 （7）温度：200～300℃ 在对套筒石灰窑烟气特性进行充分分析的基础上,开发研制出与之相适宜的高效换热设备和无焰燃烧新工艺 ,实现了套筒石灰窑烟气等介质余热的充分利用。 2、开发了套筒石灰窑低温烟气余热用于厂区采暖和能源介质管线伴热新工艺 传统厂区采暖和能源介质管线伴热,采用燃煤锅炉进行供热,在燃煤锅炉使用过程中,排放的烟气含有烟尘、SO2等污染物对环境造成污染。而利用套筒石灰窑低温烟气通过余热锅炉进行高寒地区采暖和能源介质管线伴热,首先,可以降低套筒石灰窑总体能源消耗;其次,可以降低烟尘、SO2等污染物的排放;第三,降低了项目的基建投资,第四,降低了项目的生产运行成本。 3、利用套筒石灰窑低温烟气预热燃气,开发了无焰燃烧新工艺 利用套筒石灰窑低温烟气,通过高效热管换热器,将低热值燃气转变成较高热值燃气,并改进燃烧工艺,调整空燃比,使燃气在燃烧室中得以充分燃烧—即无焰燃烧新工艺,不仅降低了套筒石灰窑单位产品的能耗,而且拓展了低热值燃气适用范围。 4、开发了适合于套筒石灰窑烟气余热利用的新型换热器 根据套筒石灰窑烟气中的粉尘细、多、粘的特点,换热器采用不易堵管的涂层热管,增加声波清灰器,实现在线自动清灰,同时设置清灰门和清灰漏斗,有效地保证了套筒石灰窑烟气余热利用稳定性,减少了换热器维修的时间,提高了套筒石灰窑的产量。 （四）成果的创造性、先进性： 1.新颖性、创新性 （1）套筒石灰窑烟气余热回收利用新工艺 套筒石灰窑烟气余热回收利用新工艺,实现了套筒石灰窑余热的充分利用,为石灰行业的环保、节能、减排、降耗和循环经济作出了重大贡献,同时也为相关行业的节能减排提供了重要借鉴和参考作用。 （2）利用套筒石灰窑低温烟气预热燃气,形成套筒石灰窑无焰燃烧新工艺 利用套筒石灰窑低温烟气预热低热值燃气,使低热值燃气转变为较高热值的燃气,并重新调整套筒石灰窑的煅烧工艺,调整空煤比,形成一个高温低氧的煅烧环境—即无焰燃烧工艺。该工艺不仅可以降低套筒石灰窑的能耗,而且实现了低热值的燃气在套筒石灰窑上应用。 （3）套筒石灰窑低温烟气余热用于厂区采暖和能源介质管线的伴热 在对套筒石灰窑低温烟气成分进行有效分析的基础上,通过对烟气热焓值的计算,得出可以回收利用的热量,通过配置适宜的余热锅炉,并对厂区所需的采暖和伴热管网进行统一规划,合理配置热能,实现了厂区的采暖和伴热。 （4）新型高效热管换热器的研发 根据套筒石灰窑烟气中的粉尘细、多、粘的特点,换热器采用不易堵管的涂层热管,增加声波清灰器,实现在线自动清灰,同时设置清灰门和清灰漏斗,减少了换热器的故障率,有效保证了换热器在套筒石灰窑生产过程中的正常运行。 在本次研发之前,国内没有其他的套筒石灰窑对其低温烟气实施余热回收利用,本次所研发的关键技术为国内首创,具有技术先进性。 2.技术先进性 本工艺及关键技术开创了套筒石灰窑余热全部回收利用的先例,通过对换热器的优化、改进,使套筒石灰窑的余热利用满足了套筒石灰窑生产的需要。套筒石灰窑余热回收利用新工艺达到了国内领先、国际先进水平。 （五）推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见： 1、推广应用的范围、条件和前景 目前我国有100多座套筒石灰窑,其中大部分烟气都直接排放,由于套筒石灰窑烟气温度低、成份复杂、粉尘细、多、粘,一直未得到很好的回收和利用。国外也只有极少数发达国家有比较成熟的回收利用技术,但从国外引进关键技术和核心设备费用非常昂贵,所以严重影响了本技术在我国石灰行业的大规模推广应用。 2、存在的问题和改进意见 套筒石灰窑余热目前仅仅应用于厂区采暖和能源介质管线的伴热、预热煤气、预热助燃空气、烘干物料等领域。下一步将开展利用套筒石灰窑的余热进行发电和生产蒸汽等领域方面的研究,以满足不同客户的需求。