ZGS混料與噴吹兩用的窯外通道支撐式雙膛石灰窯
一.第八代ZGS外支撐式燃生物質(zhì)氣石灰窯技術(shù)發(fā)明技術(shù)特點(diǎn)：
1.第八代ZGS外支撐式燃生物質(zhì)氣石灰窯是能夠?qū)崿F(xiàn)單膛豎窯與雙膛豎窯生產(chǎn)功能轉(zhuǎn)換，通過外置循環(huán)煙道、外置煙道式斜向支撐結(jié)構(gòu)、可拆解式噴槍裝置、擴(kuò)延式爐體結(jié)構(gòu)、煙道控制閥、全自動(dòng)煙道窯外清灰氣力輸送裝置、多點(diǎn)旋轉(zhuǎn)稱量式出灰系統(tǒng)、窯頂廢氣余熱烘干篩分及懸浮煅燒粉料等措施，不但達(dá)到了獨(dú)立使用塊狀固體燃料進(jìn)行混料式生產(chǎn)，而且實(shí)現(xiàn)了雙膛蓄熱并噴吹煤炭、生物質(zhì)等粉狀燃料和工業(yè)尾氣、生物質(zhì)燃?xì)狻⑻烊粴獾葰怏w燃料生產(chǎn)高活性石灰的目的以及實(shí)現(xiàn)廢氣余熱懸浮煅燒粉料石灰的目的。同時(shí)，還解決了傳統(tǒng)雙膛窯在爐內(nèi)設(shè)置牛腿式支撐及懸掛缸結(jié)構(gòu)的帶來的結(jié)構(gòu)缺陷和生產(chǎn)缺陷以及安全隱患等關(guān)鍵性問題。
2.該技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用、緊湊，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)性好。尤其是對(duì)傳統(tǒng)單膛混料式石灰豎窯改造、提升以及粉料懸浮式煅燒等工藝的應(yīng)用，對(duì)提高整體石灰生產(chǎn)工藝水平、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品品質(zhì)，以及在減污降碳、改善生態(tài)環(huán)境等方面具有重要意義。該技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)石灰窯結(jié)構(gòu)及石灰生產(chǎn)方式的一次重大革新和技術(shù)提升。
3.該技術(shù)使用天然氣和生物質(zhì)氣等潔凈燃料的組合，達(dá)到了“減碳、降碳”的社會(huì)效益和“提質(zhì)增效”的雙重目的，單獨(dú)使用生物質(zhì)氣燃料時(shí)比使用煤炭可以降低40%以上燃料成本，而且對(duì)生物燃料的深層次利用，減少礦物燃料的使用給環(huán)境帶來的嚴(yán)重污染，對(duì)提高整體石灰生產(chǎn)工藝水平、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品品質(zhì)，以及在減污降碳、改善生態(tài)環(huán)境、保障國(guó)家能源安全等方面具有重要意義。在環(huán)境效益方面，生物質(zhì)燃?xì)馊紵蟮呐欧胖笜?biāo)接近天然氣燃燒后的排放指標(biāo)，生物質(zhì)能源技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用將有效促進(jìn)企業(yè)的清潔發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。
二.第八代ZGS外支撐式燃生物質(zhì)氣石灰窯工藝與裝備介紹：
1. 采用的關(guān)鍵工藝措施：
（1）、第八代ZGS外支撐式燃生物質(zhì)氣石灰窯采用新型的窯外余熱煙氣循環(huán)通道，使窯體結(jié)構(gòu)更加合理、更加安全。
（2）、采用新型的窯外煙道斜向式支撐，使窯內(nèi)燃燒及煙氣循環(huán)均勻分布、無死角。
（3）、采用便捷式可拆卸噴槍，方便采用不同燃料結(jié)構(gòu)時(shí)的工藝調(diào)整。
（4）、在窯體冷卻帶采用擴(kuò)延式爐體結(jié)構(gòu)，從窯體煅燒帶底部開始逐漸擴(kuò)大窯體直徑，使煅燒帶與冷卻帶的余熱煙氣氣流走向更加合理，而且使冷卻帶的物料冷卻時(shí)間更充分、石灰活性度更高。
（5）、在兩座窯體之間的煙道內(nèi)部設(shè)置煙道控制閥，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)窯體之間的余熱煙氣的開啟、關(guān)閉，達(dá)到采用混料式生產(chǎn)時(shí)的單膛窯獨(dú)立生產(chǎn)功能和采用雙膛蓄熱式生產(chǎn)的兩個(gè)窯體煙氣互通的蓄熱功能。
（6）、在窯體外部的煙氣循環(huán)通道下部設(shè)置數(shù)個(gè)積灰清除裝置，采用氣力輸送方式實(shí)現(xiàn)積灰輸送轉(zhuǎn)運(yùn)，解決了傳統(tǒng)雙膛窯需要空.氣.炮高壓清灰及定期停機(jī)人工清灰的弊病。
（7）、采用多點(diǎn)旋轉(zhuǎn)稱量式出灰系統(tǒng)等措施，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)卸料及物料稱量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同生產(chǎn)工藝中不同出灰量的調(diào)整、稱量。
（8）、設(shè)置窯頂篩分與煙氣均壓烘干工藝，實(shí)現(xiàn)石料在窯頂自動(dòng)進(jìn)行二次篩分，與煙氣循環(huán)通道的部分廢氣進(jìn)行烘干與預(yù)熱，不但達(dá)到了煙氣均壓的目的，而且使篩分效果更加明顯。
（9）、本發(fā)明在爐頂設(shè)置石料粉料細(xì)粉破碎裝置，把窯頂篩分后的石粉破碎至1mm以下，與煙氣廢氣進(jìn)行懸浮熱交換煅燒，使粉料直接轉(zhuǎn)化為石灰粉（氧化鈣粉），達(dá)到節(jié)能和余熱利用目的。
（10）、本發(fā)明把窯體外部煙氣循環(huán)通道下部積灰清除裝置氣力輸送積灰后釋放的余熱廢氣用電磁感應(yīng)方式再次恒溫加熱，使廢氣溫度達(dá)到懸浮燃燒時(shí)的石灰粉的分解溫度。
2. 采用的關(guān)鍵裝備和措施：
（1）、通過在窯體煅燒帶下部的窯殼外部設(shè)置獨(dú)立的環(huán)形煙氣通道，環(huán)形通道外殼采用鋼材與爐體外殼聯(lián)結(jié)，內(nèi)部砌筑耐火材料，兩個(gè)窯體之間的環(huán)形煙氣通道互通聯(lián)結(jié)。
（2）、窯體的環(huán)形煙氣通道與窯內(nèi)煙氣聯(lián)通采用數(shù)個(gè)獨(dú)立的斜向煙道式支撐結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)外殼采用鋼結(jié)構(gòu)與環(huán)形煙氣通道及窯殼聯(lián)結(jié)，內(nèi)部砌筑耐火材料，每個(gè)斜向煙道式支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部是中空的。
（3）、窯殼預(yù)熱帶、煅燒帶采用直筒型結(jié)構(gòu)，內(nèi)部砌筑耐火材料，用以滿足混料式生產(chǎn)石灰時(shí)的工藝要求。
（4）、窯殼冷卻帶采用擴(kuò)延式正圓錐體鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部砌筑耐火材料，用以滿足雙膛式窯體生產(chǎn)時(shí)的工藝要求。
（5）、在兩個(gè)窯體煙氣環(huán)形通道之間相切部位設(shè)置耐熱型控制閥門，當(dāng)采用雙膛式窯體生產(chǎn)時(shí)開啟閥門實(shí)現(xiàn)兩個(gè)窯膛煙氣互通及調(diào)節(jié)煙氣流量，當(dāng)采用混料式生產(chǎn)時(shí)關(guān)閉閥門，阻斷兩個(gè)窯膛煙氣的互通，實(shí)現(xiàn)單膛混料式生產(chǎn)。
（6）、在煙氣環(huán)形通道下部每?jī)蓚�(gè)斜向煙道式支撐結(jié)構(gòu)之間設(shè)置積灰倉(cāng)，積灰倉(cāng)內(nèi)部砌筑或澆筑耐火材料，積灰倉(cāng)下部出口設(shè)置閥門或給料裝置與環(huán)形氣力輸送管道聯(lián)結(jié)。
（7）、在出灰系統(tǒng)設(shè)置多點(diǎn)旋轉(zhuǎn)稱量式出灰系統(tǒng)等措施，可通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)把物料輸送至稱量裝置內(nèi)部，以精準(zhǔn)控制出灰量和調(diào)整爐況。
（8）、在爐體預(yù)熱帶設(shè)置便捷式可拆卸噴槍，噴槍出口設(shè)置在預(yù)熱帶底部和煅燒帶上部的結(jié)合部位，實(shí)現(xiàn)雙膛窯生產(chǎn)時(shí)噴吹固體粉狀燃料及氣體燃料的目的。噴槍結(jié)構(gòu)為可拆卸式，當(dāng)采用混料式生產(chǎn)時(shí)可以便捷的拆卸噴槍。
（9）、在窯頂緩沖料倉(cāng)內(nèi)部設(shè)置固定式篩分及預(yù)熱烘干裝置，把石料進(jìn)行二次篩分，篩下粉料直接進(jìn)入復(fù)合式破碎機(jī)進(jìn)行精細(xì)破碎。
（10）、在復(fù)合式破碎機(jī)下部設(shè)置單筒旋壓懸浮預(yù)熱器進(jìn)行一級(jí)預(yù)熱分解，使石灰粉料分解溫度達(dá)到300℃以上。
（11）、單筒旋壓懸浮預(yù)熱器下部設(shè)置雙筒旋壓懸浮預(yù)熱器進(jìn)行二級(jí)預(yù)熱分解，使石灰粉料分解溫度達(dá)到800℃以上。
（12）、在雙筒旋壓懸浮預(yù)熱器下部設(shè)置恒溫煅燒反應(yīng)釜，把來自于石灰窯窯體廢氣循環(huán)通道的約600-700℃廢氣對(duì)石灰粉進(jìn)行恒溫閃速煅燒，在1秒中以內(nèi)把石灰粉分解成活性石灰。
（13）、在粉料釋放倉(cāng)廢氣出口管道上設(shè)置電磁感應(yīng)加熱調(diào)溫裝置，把釋放后的約600-700℃廢氣加熱至1100℃范圍并輸送至恒溫煅燒反應(yīng)釜內(nèi)部提高溫度，以達(dá)到恒溫閃速煅燒的目的。電磁感應(yīng)加熱調(diào)溫裝置具有調(diào)節(jié)溫度的作用，使恒溫煅燒反應(yīng)釜溫度可調(diào)并可以恒定在一個(gè)溫度范圍內(nèi)。
三.采“超低排放”的環(huán)境治理技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用：
1.爐頂排放除塵脫硫系統(tǒng)（專有技術(shù)）
主要由四個(gè)單獨(dú)的煙氣管道排放除塵脫硫裝置組成，用于在爐況非正常情況下爐頂煙氣放散排放時(shí)的煙氣凈化，也可用于地面除塵器檢修或停機(jī)時(shí)的臨時(shí)生產(chǎn)的必備裝置。
2.粉塵排放治理：
選用新型布袋除塵器，增加旋降式一級(jí)除塵和空冷裝置，實(shí)現(xiàn)煙氣溫度“可控、可調(diào)”，可達(dá)到粉塵凈化排放指標(biāo)：10-25mg/m³范圍。
3. 煙氣“雙脫”治理系統(tǒng)：
該項(xiàng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)爐頂煙氣聯(lián)合同時(shí)脫硫和脫白，能夠在一個(gè)過程內(nèi)實(shí)現(xiàn)煙氣中 SO2 和“脫白”的同時(shí)脫除，終實(shí)現(xiàn)“雙脫”一體化模式�？蛇_(dá)到脫硫凈化排放指標(biāo)：50-100mg/m³范圍。
4. “嵌入式梯級(jí)爐內(nèi)還原脫硝技術(shù)（TLH）”應(yīng)用：
該技術(shù)原理來自于SNCR脫硝技術(shù)原理，SNCR 是選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction）是一種成熟的低成本脫硝技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)就是不需要催化劑，只需要還原劑與高溫?zé)煔庵械?NOx 發(fā)生反應(yīng)，生成氮?dú)夂退�，而煙氣中的氧氣卻極少與還原劑反應(yīng)，從而達(dá)到對(duì) NOx 選擇性還原的效果。
該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)過長(zhǎng)期的試驗(yàn)研究、數(shù)值計(jì)算和工程實(shí)踐，該技術(shù)系統(tǒng)具有下列顯著優(yōu)點(diǎn)：
（1）、無需增加脫硝塔、反應(yīng)器等大型爐外投資設(shè)備，實(shí)現(xiàn)石灰窯爐內(nèi)直接脫硝，在石灰窯窯體上適宜的溫度區(qū)不同部位“嵌入式安裝脫硝設(shè)備”，不影響石灰窯的正常生產(chǎn)操作，而且可以任意調(diào)節(jié)或停止脫硝設(shè)備的運(yùn)行。由于在爐內(nèi)不同溫度區(qū)域進(jìn)行脫硝，充分利用了石灰窯生產(chǎn)中的余熱，不需要外部增溫增加的能耗費(fèi)用。
（2）、不采用“氨水”等材料為還原劑，采用各地易購(gòu)的新型高分子材料為還原劑，脫硝效果更佳、沒有“水”和“氣”的二次排放污染也無固體廢棄物產(chǎn)生。
（3）、采用氣相法和液相法綜合操作方法，以石灰窯生產(chǎn)中原動(dòng)力系統(tǒng)輸送介質(zhì)至爐內(nèi)，在爐內(nèi)活化和汽化，瞬間與NOx發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，還原成N2和H2O。
（4）、采用梯級(jí)治理方法，巧妙的利用了石灰煅燒過程中石料下降時(shí)與氣流逆交換產(chǎn)生的充足的氣流停留時(shí)間進(jìn)行NOx 還原反應(yīng)，可以在NOx產(chǎn)生源頭上進(jìn)行燃燒過程控制以降低NOx含量，而且溫度選擇性也較強(qiáng)，使操作更簡(jiǎn)單。
（5）、爐內(nèi)還原氣氛均勻、壓力穩(wěn)定、阻力小，而且脫硝還原帶設(shè)置在貧氧而富燃料的區(qū)域，有助于減少燃料中的氮形成NOx(即燃料型NOx)。
（6）、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，采用獨(dú)立的可編程序邏輯控制器，根據(jù)采集的相關(guān)信號(hào)，控制、調(diào)節(jié)主要設(shè)備運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)高效脫硝。
（7）、系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備占地極少，可以安裝在石灰窯空閑處的平臺(tái)上。
（8）、投資極低，性價(jià)比高，與選擇性催化還原 (SCR) 技術(shù)投資相比只有其10%的投資，極具投資性價(jià)比，尤其適合民營(yíng)企業(yè)選擇應(yīng)用。
（9）、運(yùn)行成本極低，運(yùn)行費(fèi)用約2-4元/噸石灰，相對(duì)于選擇性催化還原 (SCR) 技術(shù)運(yùn)行成本低約200%至300%范圍。
（10）、脫硝效率高：75-90%
5.*新無脫硝生產(chǎn)工藝
當(dāng)使用高爐煤氣及生物質(zhì)等低熱值燃?xì)鈺r(shí)，在使用同等原燃料條件下，噸灰總廢氣量和廢氣含氧量大幅降低，爐頂廢氣含氧量?jī)H為2%～5%，徹底避免了排放物含氧量折算的困擾。而且由于以含硫很低的工業(yè)尾氣和清潔燃料為主，含硫量都極少，不需投資建設(shè)脫硫設(shè)備，就可達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，也節(jié)省了脫硫的運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)，由于煅燒帶極限爐溫≤1250℃，且高溫帶較短、氧氣濃度低，而且窯頂廢氣多級(jí)循環(huán)余熱利用，有效的消除了產(chǎn)生熱力型硝（NOX）的熱力學(xué)條件，因此不需投資建設(shè)脫硝設(shè)備，就可達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，也節(jié)省了脫硝的運(yùn)行費(fèi)用。
