解密燃煤石灰窯超低耗能的熱工原理及操作要點(diǎn)（2015）
編者按：因?yàn)閲?guó)內(nèi)燃料的結(jié)構(gòu)所限，目前國(guó)內(nèi)80%以上的石灰產(chǎn)量都來(lái)自于燃煤（焦炭）石灰窯，而且生產(chǎn)成本最低的也是燃煤（焦炭）型石灰窯。隨著國(guó)內(nèi)絕大部分的土窯拆除，普及推廣新型節(jié)能石灰窯是大勢(shì)所趨也是石灰生產(chǎn)企業(yè)的必然選擇，但是在筆者調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，雖然都是機(jī)械化石灰窯而且窯型結(jié)構(gòu)也相差不大但是其節(jié)能效果及經(jīng)濟(jì)效益確千差萬(wàn)別，有的石灰噸灰效益可以達(dá)到百元以上有的石灰噸灰利潤(rùn)僅有一二十元，是什么原因造成的？真相如何？為此筆者進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的市場(chǎng)調(diào)研同時(shí)走訪了多位行業(yè)專(zhuān)家進(jìn)行論證，從理論上及實(shí)踐中尋找答案，同時(shí)調(diào)取了協(xié)會(huì)原已經(jīng)發(fā)表的相關(guān)文章重新編輯供大家交流探討。
一、石灰的基本認(rèn)識(shí)
石灰（生石灰），主要成分是氧化鈣，化學(xué)式CaO，相對(duì)分子質(zhì)量為56.08，相對(duì)密度3.25-3.38g/cm3，真密度3.34 g/cm3，體積密度：1.6-2.8 g/cm3，熔點(diǎn)2614C°，沸點(diǎn)2850 C°，溶于酸。
生產(chǎn)石灰的天然巖石主要成分為碳酸鈣（CaCO3），通常選用石灰石作為石灰原料時(shí)這種CaCO3應(yīng)該不小于40%。
二、石灰豎窯的熱工原理
燃煤（焦炭）石灰豎窯采用逆流預(yù)熱煅燒原理，石灰在窯內(nèi)的熱工過(guò)程是在窯內(nèi)自上而下經(jīng)過(guò)三個(gè)區(qū)域：預(yù)熱區(qū)、煅燒區(qū)、冷卻區(qū)，助燃空氣自下而上與物料逆向運(yùn)動(dòng)，在上述區(qū)域內(nèi)做不同的熱工過(guò)程，助燃空氣在窯底進(jìn)入，首先與下降到冷卻段已煅燒好的石灰進(jìn)行預(yù)熱，在預(yù)熱的同時(shí)完成冷卻，經(jīng)過(guò)熱交換預(yù)熱后的熱空氣進(jìn)入煅燒區(qū)，在煅燒區(qū)提高煅燒溫度完成助燃作用，由煅燒區(qū)流出的含有CO2成分的高溫氣流進(jìn)入預(yù)熱區(qū)，高溫氣流與進(jìn)入窯內(nèi)的石料和燃料再次進(jìn)行熱交換，在熱交換的同時(shí)降低了自身的溫度，減少了出窯廢氣帶出的熱能，這種逆流熱交換方式的合理性及節(jié)能原理顯而易見(jiàn)，這是其它窯型所不能比擬的。
編者淺議：通過(guò)以上理念分析，無(wú)論土窯、機(jī)械化豎窯、梁式窯、雙膛窯等各種窯型，其煅燒方式都是“豎窯”也就是大家所說(shuō)的“立窯”、“豎爐”的方式，其熱交換方式是一樣的，所以采用“豎窯”結(jié)構(gòu)方式煅燒石灰是沒(méi)有疑問(wèn)的，從石灰生產(chǎn)的發(fā)展歷史中我們發(fā)現(xiàn)，雖然石灰生產(chǎn)歷史可以追述的一千年以前，但是其生產(chǎn)方式及原理是相同的，無(wú)論怎樣進(jìn)化、變革都不會(huì)改變其熱工原理，采用“豎窯”結(jié)構(gòu)生產(chǎn)方式與回轉(zhuǎn)窯的“臥式”煅燒方式相比，其熱交換方式和節(jié)能效果是有一定優(yōu)勢(shì)的，這就是豎窯的綜合能耗一直低于回轉(zhuǎn)窯的主要原因，所以，合理選擇熱工轉(zhuǎn)換方式和充分利用熱能是節(jié)能的最基本的選擇。因此，采用“豎窯”結(jié)構(gòu)方式生產(chǎn)石灰在近階段乃至更長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)還應(yīng)該是主要的發(fā)展趨勢(shì)。
三、石灰窯的煅燒原理
石灰的煅燒就是借助高溫將碳酸鈣分解成氧化鈣和二氧化碳，其反應(yīng)式如下：
CaCO3→CaO﹢CO2—177.6KJ
CaCO3的分解壓力與分解溫度、速度的關(guān)系：CaCO3的分解過(guò)程是一個(gè)吸熱、多相反應(yīng)，它的平衡常數(shù)表達(dá)式為： CaCO3(s)＝ CaO(s) ＋CO2(g)
其平衡常數(shù)為： Kp＝PCO2/P （1）
式中P—標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
因此，CaCO3的分解溫度就是其分解壓（PCO2）等于氣相中CO2分壓（PCO2）時(shí)的分解溫度。用化學(xué)反應(yīng)等溫方程式表示如下：
△G=－RTlnKp+RTLnQP=RTlnQP/Kp （2）
式中QP—非平衡時(shí)的比例常數(shù)。
只有QP＜Kp，△G＜0時(shí)，分解反應(yīng)才能自動(dòng)進(jìn)行。據(jù)此創(chuàng)造條件來(lái)滿(mǎn)足石灰石的煅燒氣氛：
（1）減少產(chǎn)物[WTBZ]CO2氣體的壓力，即采用風(fēng)機(jī)不斷抽出窯氣混合物，從而使QP降低。
（2）提高溫度，增大Kp。
根據(jù)CaCO3的分解反應(yīng)，CaCO3的分解壓PCO2與分解溫度T的關(guān)系可用熱化學(xué)方程式表示如下：
lgPCO2＝－8920/T+7.54 (3)
式中T—分解溫度，K。
此方程可知，CaCO3在一定溫度下要對(duì)應(yīng)一定的分解壓，并隨著溫度的升高而升高，而且升高的速率相當(dāng)快，因此升高溫度是加速CaCO3化合物分解的有效措施。
在實(shí)際生產(chǎn)中，石灰在窯爐內(nèi)煅燒并不是理想狀態(tài)下，石灰石表層在810～850℃開(kāi)始分解，而內(nèi)層由于分解表層CaO的氣孔中充滿(mǎn)分解析出的CO2，石灰石內(nèi)層的CO2分壓比窯氣中高，分解溫度也相應(yīng)要高。因此可通過(guò)引風(fēng)機(jī)不斷抽出窯氣，采取負(fù)壓操作，加快CaCO3的分解速度，可縮短石灰石在窯內(nèi)燒成帶的停留時(shí)間。
編者淺議：通過(guò)以上理念分析，與“土窯”的“靠天吃飯（自然排煙）”生產(chǎn)方式相比，節(jié)能石灰窯的煅燒方式很關(guān)鍵，有些用戶(hù)在建設(shè)新石灰窯時(shí)僅在土窯的結(jié)構(gòu)上外部加了一層“鐵皮”就認(rèn)為是“節(jié)能窯”了，無(wú)論煅燒方式及結(jié)構(gòu)并無(wú)改變，不僅增加了投資而且也沒(méi)有產(chǎn)生多大效益，其結(jié)果就是“得不償失”。唐山金泉冶金能源新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司設(shè)計(jì)建造的“第三代新型節(jié)能環(huán)保石灰窯”采取的“上抽下鼓微負(fù)壓”的生產(chǎn)方式達(dá)到了“縮短煅燒分解時(shí)間快速抽出CO2氣體”的目的，生產(chǎn)利用系數(shù)可以達(dá)到0.8-0.95，與普通的“豎窯”生產(chǎn)利用系數(shù)0.3-0.45相比整整提高了一倍以上，“土窯”就更沒(méi)有可比性了。也就是說(shuō)在同樣的人力、電力、能耗下產(chǎn)量提高了一倍，其效益也就提高了一倍。這也是節(jié)能增效的首要方法。
四、石灰石煅燒時(shí)的分解過(guò)程與石料粒度的關(guān)系
石灰石（碳酸鈣）在石灰窯中分解的過(guò)程是吸熱反應(yīng)，與水的沸騰很相似，其加熱至分解壓等于外界總壓時(shí)碳酸鈣就強(qiáng)烈分解，此時(shí)的溫度稱(chēng)為沸騰溫度。
由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的碳酸鈣分解壓數(shù)據(jù)，可用下列式表示：
1gPco2=8920/T+7.54
分解壓不只決定于溫度，還與反應(yīng)物的分散度有關(guān)，不同溫度下碳酸鈣的分解壓見(jiàn)表一。
表一 不同溫度下碳酸鈣的分解壓
|
t/℃ |
600 |
700 |
800 |
910 |
1000 |
1100 |
|
Pco2/pa |
2.1x102 |
2.3x103 |
1.7x104 |
1.0x105 |
3.4x105 |
1.1x106 |
在石灰的生產(chǎn)中要達(dá)到節(jié)能效果對(duì)石料粒度的選擇也至關(guān)重要，由于CO2的分離是由石灰石表面向內(nèi)部慢慢進(jìn)行的，大粒徑石灰石比小粒徑石灰石煅燒要困難，需要的時(shí)間也長(zhǎng)。
小粒徑的石料在882-895℃溫度下分解，中間狀態(tài)下石灰石按照地質(zhì)成因不同在890-916
℃溫度之間，而大粒徑的石料則需要較高的溫度（911-921
℃）下才分解，在節(jié)能石灰窯煅燒過(guò)程中大于150mm
的石料煅燒十分困難，小粒徑與大粒徑石料的分解溫度看似相差不多，在實(shí)際生產(chǎn)中因?yàn)闇囟仍酵现行撵褵龝r(shí)間越慢，根據(jù)粒徑不同，大粒徑石料煅燒時(shí)間可以比小粒徑石料高一倍或多倍。
通過(guò)科學(xué)試驗(yàn)分析，在一定溫度下煅燒時(shí)間與石灰石厚度的平方成正比，80mm石塊與40mm的石塊相比，前者需要4倍于后者的煅燒時(shí)間。實(shí)踐證明混燒石灰豎爐選用30-60mm，40-80mm粒度的石灰石節(jié)能效果最好。
石灰石的質(zhì)量選擇對(duì)節(jié)能效果及產(chǎn)品質(zhì)量也很關(guān)鍵，石灰石含鈣高的密度大，不好燒,但煅燒后的石灰灰質(zhì)好，反之含鈣低的石灰石密度小，好燒，但煅燒后的灰質(zhì)差。石灰石含鈣量及其他物質(zhì)含量利用化學(xué)分析測(cè)試、磨損實(shí)驗(yàn)及煅燒實(shí)驗(yàn)等得到準(zhǔn)確結(jié)果后，經(jīng)慎重判斷選擇使用。優(yōu)質(zhì)石灰石一般CaO含量在52%以上， MgO含量在3%以?xún)?nèi)，SiO2在1%以?xún)?nèi)。
編者淺議：因?yàn)閭鹘y(tǒng)的土窯采用自然風(fēng)方式生產(chǎn)、只能采用大粒徑石料生產(chǎn)，石料粒度越大通風(fēng)效果越好，傳統(tǒng)的土窯生產(chǎn)石灰的石灰粒徑一般都在400-600mm，所以煅燒時(shí)間很長(zhǎng)、生產(chǎn)利用系數(shù)極低，造成能耗高，產(chǎn)量低、活性度差，而且生燒率一般在30-40%范圍。通過(guò)以上理念分析，新型節(jié)能石灰窯選擇合適的粒徑比石料是節(jié)能有效方法。
五、石灰豎窯煅燒石灰需要的熱能：
石灰的煅燒過(guò)程就是分解吸熱過(guò)程，理論上25℃時(shí)每1kgCaCO3分解反應(yīng)吸熱量為1780kJ，在分解溫度下每1kgCaCO3分解反應(yīng)吸熱量為1655kJ.
熱量平衡：
CaCO3從20℃加熱到900℃需要978 kJ/kg
CaCO3在900℃時(shí)分解熱為1655 kJ/kg
CaCO3從900℃冷卻到20℃時(shí)1kgCaCO3放熱438.5kJ
CO2從900℃冷卻到20℃時(shí)1kgCaCO3放熱430.5kJ
978+1655-438.5-430.5=1764 kJ
前兩項(xiàng)加窯殼散熱是熱工窯爐必須付出的熱量，后兩項(xiàng)應(yīng)考慮采取必要的節(jié)能措施，進(jìn)行熱量再利用。
根據(jù)上述煅燒原理計(jì)算，分解1kg石料需要1764KJ熱量，當(dāng)采用熱值為2.9X104KJ/kg的焦炭（煤炭）作為燃料時(shí)，理論上分解1000kg石灰需要60kg焦炭，實(shí)際上，由于廢氣熱損、窯壁散熱、石灰?guī)�、水分蒸發(fā)及燃料不完全燃燒等原因，所需燃料至少要增加8-12%，所以分解1000kg石灰至少需要70kg以上焦炭，折合成標(biāo)煤70kgX0.971=67.97kg，如果按照生產(chǎn)一噸石灰需要分解1.8噸石料計(jì)算, 67.97kgX1.8=122.34kg標(biāo)煤，所以，生產(chǎn)一噸石灰理論上需要標(biāo)煤122.34kg。
編者淺議：通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析，理論上煅燒一噸石灰需要122kg標(biāo)煤，在實(shí)際生產(chǎn)中可以達(dá)到120kg或以下的說(shuō)法是可行的，關(guān)鍵是采用節(jié)能措施及如何選擇燃料。在實(shí)際生產(chǎn)中我們了解到石灰生產(chǎn)應(yīng)盡量使用熱值較高的燃料，原則上大于5500大卡的煤炭在生產(chǎn)中應(yīng)用效果較好，同時(shí)也可以使用低熱值的煤炭生產(chǎn)石灰， 3500-5000大卡的煤炭也可以使用，但是熱值越低生產(chǎn)的石灰活性度較差、生產(chǎn)系數(shù)也略低，在計(jì)算燃料熱能時(shí)我們可以按照標(biāo)煤熱量（7000大卡）進(jìn)行換算合理選擇適用的燃料。
六、豎窯熱能的利用與節(jié)能措施：
既然豎窯煅燒一噸石灰需要122kg標(biāo)煤，那么在實(shí)際生產(chǎn)中有的窯型燃煤用量高達(dá)150-190kg，而有的窯型用煤卻低于理論122kg用煤數(shù)據(jù)？為何有這么大區(qū)別？這個(gè)目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)嗎？我們可以從以下方面找到答案：
1、先進(jìn)的窯型及先進(jìn)節(jié)能設(shè)備的選用：
首先要選用先進(jìn)節(jié)能的窯型及配套裝備，通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐得知：合理利用先進(jìn)節(jié)能型窯型及配套的供料、配料、布料、供風(fēng)、布風(fēng)、出灰裝置等設(shè)備是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的主要措施，此項(xiàng)功能敘述可見(jiàn)：《解密新型混燒石灰豎窯高生產(chǎn)率和高效節(jié)能的有效措施》或《解密第三代具有國(guó)際領(lǐng)先水平的節(jié)能環(huán)保全自動(dòng)機(jī)械化石灰豎爐關(guān)鍵技術(shù)》—此處不再詳述。
2、石灰豎窯熱能在生產(chǎn)操作中的有效利用：
同樣的裝備如果操作方式及方法不同節(jié)能效果也不同，同樣的裝備配置，如何利用上述熱工制度的特性也是關(guān)鍵，通過(guò)熱工過(guò)程的優(yōu)化操作來(lái)達(dá)到提高煅燒質(zhì)量、降低煅燒耗能，是很有意義的，也是一個(gè)節(jié)能的有效途徑。
石灰在豎窯煅燒過(guò)程中，煅燒區(qū)進(jìn)入預(yù)熱區(qū)的初始溫度一般在950°左右，煅煅燒區(qū)進(jìn)入冷卻區(qū)的溫度也在900°—1000°范圍內(nèi)，那么，怎樣利用這兩個(gè)煅燒帶的溫度進(jìn)行合理余熱利用進(jìn)行熱交換？一般控制窯頂溫及排灰溫度的熱損失是有效的節(jié)能降耗措施。
據(jù)文獻(xiàn)記載，石灰豎窯的熱損失主要有以下5個(gè)方面組成：（1）、窯體的熱損失占總熱量的14%左右。（2）、窯氣帶出的熱量占總熱量的6-8%左右。（3）、石灰?guī)С龅臒崃空伎偀崃康?/span>2-3%左右。（4）、燃料未完全燃燒占總熱量的2-3%左右。（5）、蒸發(fā)物料的水分占總熱量的0.2-0.3%左右。
以上影響熱能損失的5項(xiàng)中，第1項(xiàng)一般通過(guò)選擇高性能的保溫材料及增加窯壁耐材厚度可以減少一些熱損失，此項(xiàng)是外在固定的，在生產(chǎn)中是不可調(diào)的，我們只有從后4項(xiàng)中通過(guò)生產(chǎn)操作進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)降低熱能損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。
經(jīng)過(guò)我們調(diào)查發(fā)現(xiàn)，實(shí)際生產(chǎn)中的熱能損耗是遠(yuǎn)高于相關(guān)理論數(shù)據(jù)的，據(jù)抽查對(duì)比，相同溫度下，窯氣帶走熱能及石灰?guī)ё邿崮軗p耗如下：
窯頂溫度 ℃ 頂溫?zé)釗p 灰溫?zé)釗p
窯氣帶出熱量MJ 占總熱量的比例 % 石灰?guī)С龅臒崃?/span>MJ 占總熱量的比例 %
300 498.59 16.82 265.52 9.76
250 406.72 12.87 215.32 6.45
150 238.12 7.66 127.72 3.98
根據(jù)表中數(shù)據(jù)顯示，石灰窯窯頂溫度從300°降到150°就可以降低頂溫?zé)釗p9.16%，灰溫?zé)釗p降低5.78%，可見(jiàn)，在常規(guī)生產(chǎn)溫度中，窯氣帶走的熱能要比相同溫度的石灰?guī)ё叩臒崮艽蟮枚�，如果從�?jié)能角度來(lái)講，控制頂溫的意義遠(yuǎn)大于控制灰溫，但是節(jié)能需從多方面考慮，控制頂溫與控制灰溫同時(shí)考慮才是有效措施，運(yùn)用唐山金泉冶金能源新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的第三代“快燒快冷煅燒工藝的應(yīng)用”、 “三動(dòng)一靜煅燒工藝的應(yīng)用”、 “三段溫控定位操作法調(diào)控技術(shù)應(yīng)用”、 “電氣儀表自動(dòng)化、智能化控制技術(shù)的應(yīng)用”等技術(shù)可以有效控制窯的頂溫及灰溫，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，把頂溫控制在140°以下，灰溫控制在60°以下才能達(dá)到節(jié)能效果，在此基礎(chǔ)上逐步追求更低的頂溫及灰溫，從而進(jìn)一步提高石灰窯的熱效率。
編者淺議：合理選擇及運(yùn)用新型的節(jié)能理念、節(jié)能方式和設(shè)備是節(jié)能降耗的最佳選擇，也是節(jié)能的重要措施，只有改變傳統(tǒng)的石灰煅燒理念才能取得好的經(jīng)濟(jì)效益。在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的老式石灰窯與新型節(jié)能石灰窯相比投資并沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)，尤其基礎(chǔ)投資、耐火材料、鋼結(jié)構(gòu)材料、主要設(shè)備等沒(méi)有太大差別，如果采用新型節(jié)能石灰窯的節(jié)能設(shè)備也就是增加部分的節(jié)能設(shè)備和儀表自動(dòng)化設(shè)備等20-30萬(wàn)元，按照新型節(jié)能石灰窯節(jié)能效果計(jì)算，日產(chǎn)200噸的石灰窯一天的利潤(rùn)就有1.5-2萬(wàn)元，也就是說(shuō)僅需要20天左右就可以把增加的投資收回來(lái)，但是其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益確實(shí)長(zhǎng)遠(yuǎn)的，所以在投資中要正確的投資理念，要以長(zhǎng)久的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光進(jìn)行投資規(guī)劃。
3、石灰窯富氧助燃的合理利用及窯氣的調(diào)控：
現(xiàn)代節(jié)能石灰窯與“土窯”的生產(chǎn)方式最大的區(qū)別就在于煅燒方式，“土窯”都是按照10-15天或更多天集中用人工把石料與燃煤分層裝料，然后煅燒10-15天后集中用人工出料，“土窯”的生產(chǎn)方式，是典型的“悶燒”方式，生產(chǎn)過(guò)程中供風(fēng)及供氧極不合理，僅靠窯頂“自然風(fēng)”生產(chǎn)，遇到雨天及在不同季節(jié)中不同的風(fēng)速和壓力時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量變化極大，所以產(chǎn)量及質(zhì)量極不穩(wěn)定，燒出的石灰活性度只有200-250mI，煅燒每噸石灰的燃煤量在200-300kg范圍內(nèi)，而現(xiàn)代節(jié)能石灰豎窯生產(chǎn)方式采用的是“富氧動(dòng)態(tài)煅燒”方式，從碳和氧的反應(yīng)式得知，理論上燃燒1kg純碳需要2.67kg氧氣，相當(dāng)于9m³空氣（0℃，101.357Pa），如空氣量供給不足，使碳燃燒不完全而產(chǎn)生過(guò)多的一氧化碳?xì)怏w，2C﹢O2→2CO,此時(shí)，需要多消耗燃料，窯氣中每增加1% CO相當(dāng)于增加總?cè)剂系?/span>6%，因此，在燃料燃燒時(shí)，為保證燃料的充分的燃燒，需要鼓入過(guò)量的空氣，通�？諝膺^(guò)量系數(shù)為1—1.1燃燒需要，空氣的含氧量一般在21%，由于空氣密度隨氣溫升高而減小，夏季要比冬季鼓風(fēng)量加大才能保證足夠的O2，氧氣直接參與燃燒，氧氣的燃燒直接加快了升溫時(shí)間，縮短了達(dá)到分解石灰石所需溫度的時(shí)間，這樣就可以提高產(chǎn)量并降低了燃料消耗。采用唐山金泉冶金能源新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司的“第三代石灰窯供風(fēng)裝置（增壓、均壓、布風(fēng)、配風(fēng)）”可以有效增加窯內(nèi)的含氧量，一般情況下，合理鼓風(fēng)增氧助燃可以降低燃料用量5%以上。
窯氣O2的高低對(duì)窯況具有指導(dǎo)作用，O2來(lái)自于過(guò)剩的入窯空氣，一般過(guò)剩系數(shù)為1.025，入窯空氣與排出空氣之比為2/3,則廢氣中的含氧量為2.5%x21%x2/3=0.35%,可見(jiàn)尾氣中O2含量為0.3%-0.4%為最佳，小于0.2或大于0.5都是需要增加耗能的，需要及時(shí)調(diào)整處理。
CO2主要來(lái)自CaCO3分解及C的燃燒，理論上前者占29.4%，后者占14.6%，合計(jì)達(dá)44%左右，但事實(shí)上因不完全燃燒、不完全分解及CO2還原等因素，尾氣中CO2含量不可能這么高，一般尾氣中CO2含量在40.5%-41.8%范圍內(nèi)，窯況比較理想，40%-42.3%時(shí)尚可接受，超過(guò)此范圍應(yīng)做進(jìn)一步處理：
CO2＞42.3%時(shí)通常原因是：煅燒帶很低，此時(shí)是鼓風(fēng)量過(guò)低造成的，入窯空氣迅速參與燃燒生成CO2，許多大、中塊石灰內(nèi)部還未分解完畢就被卸出，造成CO2偏高。
CO2＜40%時(shí)通常原因是:1、偏窯、結(jié)瘤，生、過(guò)燒都高。 2、煅燒帶特高或特低，兩頭跑火。
CO主要來(lái)源于C的不完全燃燒及CO2還原，當(dāng)鼓風(fēng)量不足或煅燒帶很低時(shí)以前者為主。當(dāng)鼓風(fēng)量很高，窯溫很高、煅燒帶很高時(shí)以后者為主，一般尾氣中CO含量在0.9%-1.4%時(shí)窯況及節(jié)能效果比較好，一般生產(chǎn)操作范圍在0.6%-1.8%.
所以，以窯氣為指導(dǎo)，實(shí)施反饋控制，達(dá)到窯況的動(dòng)態(tài)管理也是節(jié)能及順產(chǎn)的有效途徑。
編者淺議：新的節(jié)能理念確實(shí)值得應(yīng)用，僅僅一個(gè)不同的供風(fēng)方式帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益就很客觀，而且不需要增加投資、能源完全取自于“大自然”中的空氣，按照節(jié)能煤耗5%計(jì)算，每噸石灰就可以7kg，換算為標(biāo)煤價(jià)格為6-7元，每天就是1400元，一年就是近50萬(wàn)元，俗話說(shuō)“帳不可以細(xì)算”一算就知道每一個(gè)節(jié)能的小細(xì)節(jié)就可以客觀的經(jīng)濟(jì)效益，按照一座石灰窯使用10個(gè)工人計(jì)算，此一項(xiàng)節(jié)能效益就可以把工人工資解決了。
七、節(jié)能是會(huì)變窯與傳統(tǒng)石灰窯的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比
運(yùn)用節(jié)能技術(shù)的最終目的就是增加經(jīng)濟(jì)效益，目前國(guó)內(nèi)大部分土窯拆除原因除去國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策強(qiáng)制拆除的原因外，有很多地區(qū)的土窯都是因?yàn)闆](méi)有經(jīng)濟(jì)效益而自行拆除的，隨著國(guó)內(nèi)節(jié)能石灰窯的大量應(yīng)用，土窯已經(jīng)沒(méi)有存在的可能了。同時(shí)也有大量傳統(tǒng)的老式結(jié)構(gòu)石灰窯因?yàn)樯a(chǎn)成本高、效益差也到了必須進(jìn)行技術(shù)改造的階段。那么，同樣是一座石灰窯不同的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到底有多大的經(jīng)濟(jì)效益差別呢？我們可以在表二中進(jìn)行對(duì)比。
表二、 相同容積石灰窯的效益對(duì)比
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名稱(chēng) |
窯容積
（m³） |
投資
（萬(wàn)元） |
日產(chǎn)量
平均
（噸） |
煤耗
平均
（噸灰） |
噸利潤(rùn)
平均
（元） |
日利潤(rùn)
（元） |
年利潤(rùn)（萬(wàn)元） |
投資
回報(bào)
周期
（月） |
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土窯 |
250 |
70-90 |
35 |
210 |
15 |
525 |
17 |
60 |
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老式窯 |
250 |
180-
220 |
110 |
180 |
30 |
3300 |
108 |
20 |
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節(jié)能窯 |
250 |
200-
250 |
200 |
125 |
80 |
16000 |
528 |
5 |
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編者淺議：根據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，“不比不知道，一比嚇一跳”，唐山金泉冶金能源新技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)有限公司研發(fā)設(shè)計(jì)的“第三代節(jié)能型環(huán)保石灰窯”在同等產(chǎn)量下其工程投資回收期僅150天，相對(duì)于土窯投資回收期1800天來(lái)講是提前12倍時(shí)間回收投資的概念，相對(duì)于老式石灰窯也有提前4倍的時(shí)間收回投資，其經(jīng)濟(jì)效益和投資收益比是顯而易見(jiàn)的。而且，經(jīng)調(diào)查對(duì)比新型環(huán)保節(jié)能石灰窯使用周期已經(jīng)大于15年，爐體耐材大修周期已經(jīng)大于5年，土窯的壽命一般在1-2年左右就要大修，使用壽命也很短，而且土窯的投資都是一次性的，無(wú)回收利用價(jià)值。環(huán)保節(jié)能石灰窯除部分耐火材料外所有工程材料、設(shè)備全部可以回收利用，目前鋼材價(jià)格是十年來(lái)的最低價(jià)格，如果考慮以后鋼材漲價(jià)因素，可以理解為10-15年后就是拆除的石灰窯舊鋼材、舊設(shè)備作為廢鐵價(jià)出售也可以收回石灰窯的投資。
八、調(diào)查總結(jié)
建設(shè)節(jié)能石灰窯不能違背石灰生產(chǎn)煅燒原理和生產(chǎn)程序，絕對(duì)不能以省錢(qián)為目的而隨心所欲，使所建石灰窯不倫不類(lèi)，給生產(chǎn)帶來(lái)麻煩，不但產(chǎn)量達(dá)不到而且還嚴(yán)重影響石灰窯的壽命，所以說(shuō)不是所有的“機(jī)械窯”都是“節(jié)能窯”，用戶(hù)在選擇窯型及選擇設(shè)計(jì)建造單位時(shí)要認(rèn)真了解技術(shù)的真實(shí)技術(shù)含量、正確選擇適合自己需求的技術(shù)，不能盲目以投資高低來(lái)選擇，避免造成投資失誤。在老式石灰窯改造節(jié)能石灰窯時(shí)要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題窯、要從生產(chǎn)工藝配置和程序上找問(wèn)題結(jié)癥，做到揚(yáng)長(zhǎng)避短，靈活運(yùn)用，同時(shí)在石灰窯生產(chǎn)中也要堅(jiān)持“四精”（原料精、燃料精、計(jì)量精、操作精）和“四均勻”（混料均勻、布料均勻、窯溫均勻、排料均勻）的原則就能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的高活性石灰。
運(yùn)用以上的技術(shù)及理念，近幾年我國(guó)的石灰豎窯技術(shù)突飛猛進(jìn)、日新月異，我們決不能拿80年代初期的水平來(lái)看待國(guó)內(nèi)近幾年的新技術(shù)、新裝備，據(jù)悉，我國(guó)的馬鋼三座250m³混燒石灰窯通過(guò)改造，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化控制，只需按照程序輸入各設(shè)定參數(shù)，三座窯只需2名操作工，單窯日產(chǎn)量達(dá)到了280t，利用系數(shù)達(dá)到了1.12，石灰生過(guò)燒率低于3%，活性度大于330mL，由此可見(jiàn)，石灰豎窯通過(guò)新技術(shù)的應(yīng)用是完全可以創(chuàng)造出先進(jìn)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益的。
綜合以上所述，新型節(jié)能型石灰豎窯是一項(xiàng)投資少、見(jiàn)效快的好項(xiàng)目，目前是投資性?xún)r(jià)比最高的窯型，根據(jù)唐山金泉冶金能源新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司設(shè)計(jì)承建的“第三代節(jié)能石灰豎窯”測(cè)算，與同等窯容積的土窯相比，新型節(jié)能環(huán)保石灰窯是土窯產(chǎn)量的10倍，同等產(chǎn)量的豎窯投資僅是回轉(zhuǎn)窯工程投資的15-20%，生產(chǎn)成本比回轉(zhuǎn)窯低40%，而豎窯生產(chǎn)的石灰質(zhì)量已經(jīng)接近回轉(zhuǎn)窯的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的石灰豎窯生產(chǎn)的石灰已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)了一級(jí)冶金灰的標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)測(cè)算，投資一座250m³混燒石灰窯投資僅200-300萬(wàn)元，日產(chǎn)量可以達(dá)到200-230噸，年產(chǎn)可以達(dá)到7萬(wàn)噸，如果石灰利潤(rùn)按照最低每噸80-100元計(jì)算，唐山金泉冶金能源新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司對(duì)用戶(hù)承諾的4-6個(gè)月讓用戶(hù)收回投資的承諾是可以實(shí)現(xiàn)的。
總之，只有把上述各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)與理念根據(jù)自身的實(shí)際情況酌情借鑒、綜合利用才能產(chǎn)生理想的生產(chǎn)和節(jié)能效果，目前通過(guò)以上技術(shù)的應(yīng)用，唐山金泉冶金能源新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司設(shè)計(jì)建造的石灰豎窯生產(chǎn)利用系數(shù)已經(jīng)達(dá)到0.85-1.0，每生產(chǎn)一噸石灰只需要標(biāo)煤110-125kg，而且生、過(guò)燒率已經(jīng)低于4-7%，活性度已經(jīng)達(dá)到
