新型高效回轉窯石灰燒成系統

（帶高效豎式預熱器和冷卻機的節能型回轉窯石灰燒成系統）

1.技術背景

迄今為止，工業化生產塊狀石灰的方法有豎窯燒成和回轉窯燒成兩種方式。
豎窯又分為普通豎窯和新型豎窯，普通豎窯已被環保政策淘汰下架，新型豎窯包括梁式窯、雙膛窯和套筒窯，而梁式窯又因為技術不成熟，很少被人選用，現存的豎窯主要是雙膛窯和套筒窯。
回轉窯燒成石灰技術分為中空窯、立波爾窯、帶豎式預熱器和豎式冷卻機的石灰回轉窯，中空窯和立波爾窯由于技術落后已被淘汰，占主導地位的是帶豎式預熱器和豎式冷卻機的回轉窯石灰燒成技術。

除了環保和產業政策因素外，通常豎窯的熱耗相對較低，其問題是產品質量要比回轉窯低一個等級，這意味著同樣用特級石灰石燒制石灰，豎窯可能只能燒出一級灰，而回轉窯則能燒成特級灰，按照冶金協會“淘汰一級灰”的產業規劃，豎窯很可能就不能勝任作為冶金行業的供給側；受先天因素影響，豎窯的單窯產能相對較低，一般單窯日產只有600噸，受單窯產能制約，反映在產品成本上，其熱耗相對較低的優勢很可能被其他因素對沖。

回轉窯法燒制石灰是公認的合理的工藝，回轉窯設備供貨商也不否認這一點，它的優勢是產品質量好，同等原料條件下，其石灰比豎窯高一個質量級；單線產能大，一條回轉窯石灰生產線的產能相當于兩條豎窯；通常認為回轉窯石灰生產線占地多、投資大，其實這是一種誤會，按單位產品測算，占地與豎窯相當，投資比豎窯低得多，據測算，帶豎式預熱器和豎式冷卻機的回轉窯石灰燒成系統的單位產品投資一般在180—190元，而雙膛窯為350—400元，套筒窯為300元左右；一般認為回轉窯的熱耗相對較高，有產能大、質量好、投資低的優勢，反映在產品成本上是低的，從優化升級回轉窯技術出發，如何大幅度降低熱耗充分發揮該技術的先進性，仍有十分重要的意義。

2.新型高效回轉窯石灰燒成系統

新型高效回轉窯石灰燒成系統是帶窯尾高效豎式預熱器和豎式石灰冷卻機的回轉窯石灰燒成系統的升級版。

2.1工藝原理

動力學研究表明，對于既定粒徑的同種礦物結構的石灰石，用于燒制石灰，存在著與其相對應的加熱升溫動力學曲線；其 CaCO3分解反應呈如下特點：

（1）分解反應的吸熱量隨溫度提高降低；

（2）反應速度是CaCO3微粒在高溫下瞬時分解的表面反應；

（3）石灰的性質與其微觀結構有關，如微觀表面積，孔隙率和孔徑分布等。
而石灰顆粒的空隙率則取決于加熱條件。

熱能工程研究表明，對于既定的石灰燒成系統，存在著與其相對應的升溫、施熱熱力學曲線。
優良的石灰燒成系統技術，應當力求石灰燒成系統的升溫施熱曲線與動力學曲線相重合，或者盡可能相靠近。

新型高效回轉窯石灰燒成系統技術，是利用反求工程方法，對帶窯尾預熱器和石灰冷卻機的回轉窯石灰燒成系統研究后，推出的全新的石灰燒成系統技術與裝備。
其工藝原理的基本設計原則是力求上述動力學曲線與熱力學曲線相吻合。

2.2系統設計

（1）采用分級燒成法穩定系統需熱基礎。
按照石灰燒成動力學理論，不同粒徑的石灰石燒制石灰，需要的燒成條件不同，分級的目的，是控制同一時間段進入生產線的原料石灰石粒徑范圍，使石灰石具有穩定的熱工制度需求。

（2）優化施熱過程設計，使其與燒成動力學曲線相吻合。
具體是將該舊系統的石灰燒成三帶（預熱、燒成和冷卻）升級為預熱帶、深化預熱帶、燒成帶、準絕熱脫碳帶和冷卻帶五部分。