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石灰行業新一代技術裝備創新研發攻關行動方案

来源:中国建筑材料联合会 中国石灰协会  撰稿人:  發布時間:2020年05月22日 浏覽:
摘要:

相信在石灰裝備制造企業和生産企業的共同努力下,通過創新提升,到2025年我國石灰裝備整體平均水平將會與世界領先水平差距越來越近,直至反超,我國也將由石灰大國向石灰強國轉變。

石灰行業新一代技術裝備創新研發攻關行動方案

中国建筑材料联合会  中国石灰协会

  爲貫徹落實“創新提升、超越引領”發展戰略,推動我國石灰工業技術裝備達到世界領先水平,特制訂本方案。

  一、國內外技術裝備發展現狀和趨勢

  石灰石是自然界最普遍的矿产资源,是煅烧石灰的基本原料。石灰是石灰石经高温煅烧生成的碱性较强的氧化物,是钢铁、塑料两大基材的重要辅料及基本原料,在工业废水处理、垃圾焚烧、烟气脱硫等環保领域有巨大的市场前景,作为性价比最高的碱性氧化物及其高钙特性,石灰还广泛应用于高速公路、高铁、建筑业、工业(有色、造纸、制糖、纯碱、食品、医药、建材制品)、农业等领域,是重要的基础原材料,目前我国石灰年产量约2.7亿吨,占世界石灰总产量的70%。

  我國石灰工業技術裝備包含石灰焙燒裝備及石灰消化裝備,其中石灰焙燒裝備主要包含以下六類石灰窯型:混燒石灰豎窯、雙膛窯、套筒窯、回轉窯、氣燒豎窯和梁式窯,石灰消化裝備主要爲氫氧化鈣生産裝備。

  我國混燒石灰豎窯目前技術裝備水平國際領先,單窯産量大型化,日産石灰可達600t,生過燒率在10%以下,噸灰標煤耗能夠控制在130kg以下,但仍存在大量落後的普通混燒石灰豎窯亟需被替代或置換;

  我國雙膛窯技術裝備目前已實現國産化且經過不斷改進,處于國際先進水平,不足之處是目前雙膛窯産能占總産能比例較低;

  我國套筒窯技術裝備目前已實現國産化且經過不斷改進,處于國際先進水平,特別在燃料使用範圍方面達到國際領先水平,不足之處是目前套筒窯産能占總産能比例較低;

  我國回轉窯技術裝備目前已實現國産化且經過不斷改進,處于國際先進水平,回轉窯産能占總産能比例偏低,在低氮燃燒方面和余熱利用方面有很大潛力可發掘;

  我國TGS氣燒豎窯是帶中心燒嘴的氣燒石灰豎窯,在全世界屬于首創,處于國際領先水平,主要體現在單窯産能大,且可以利用低熱值氣體燃料;

  梁式窯技術裝備處于國際領先水平,國外三代四代的裝備在我國已經發展到第六代,梁式窯利用導熱梁能夠降低能耗,提高産品質量。

  石灰消化裝備,我國處于國際先進水平,但先進産能不足,離國際領先水平還有差距,主要體現在原料控制和産品質量上,如産品純度和比表面積方面,目前高端氫氧化鈣産品主要還是依賴進口。

  随着国内工程技术人员对进口装备的消化吸收,目前国产化的技术装备与国际领先水平的差距在逐年缩小,且由于環保政策和成本控制因素,我国石灰生产能耗和環保排放指标均处于世界先进水平。由于国产化技术装备在价格上相比进口技术装备优势明显,各类窑型走向国际化都存在着高性价比的优势,但由于国内市场需求旺盛,目前部分装备厂家还是将主要业务留在国内,走向国际化面对的主要挑战有对国外政策风险的把握、人才储备和工期的考虑,随着“一带一路”走向深入,更多的沿线国家石灰技术装备的需求将给国内石灰装备企业带来商机。

  二、新一代技術裝備創新研發攻關的目的、意義

  作为世界用量最大的中国石灰行业,目前仍处于整体技术装备平均水平大而不强的阶段,技术装备水平参差不齐,进行新一代技术装备创新研发攻关提升整体技术装备水平迫在眉睫,因石灰产品用户众多,新一代装备技术达标主要以满足用户要求、提高产品质量和相应環保要求为主,研发主要目的是为了石灰石资源更高效集约化利用,在更低的能耗下更稳定更環保地利用普遍分布的中低品质石灰石资源生产出中高档的石灰产品,利用高品质石灰石资源生产出高附加值的精品石灰,研发路径主要依靠市场的力量,以下游用户需求为主导,进行技术装备创新研发,其次技术装备企业组成联盟,通过成立技术研发合资公司,既可以集中全行业力量创新研发,分摊研发成本,又可以共享研发成果,推进石灰行业技术进步与装备提升,再次引导石灰生产企业和装备企业转型,充分发挥各自优势提升技术装备水平。

  三、新一代技術裝備的定義與內涵

  石灰行业新一代技术装备是在目前石灰焙烧工艺技术基础上,进一步创新与拓展窑体功能,提升单体石灰窑生产能力实现大型化,优化与提升高能效预热预分解和烧成技术,攻克与突破氮氧化物和粉尘排放的途径和技术瓶颈,充分运用和推广小粒径石灰石煅烧技术,提高产品质量和降低能耗,融入现代智能技术,使我国石灰行业技术、装备、资源能源利用效率、節能减排、自动化水平、经济技术指标都得到较大的提高和提升,达到世界领先水平。

  四、新一代技術裝備創新研發攻關的內容和目標

  創新研發的研發內容和關鍵技術

  基礎理論研究方面:全國優質石灰石分布研究、各地質時期石灰石焙燒機理研究、小粒徑石灰石煅燒研究等。

  質量控制技術方面:包括原燃料優化技術、石灰窯工況穩定性控制技術、石灰焙燒工操作技術等。

  产品应用技术方面:高比表面积氢氧化钙環保应用、高标准农田建设钙镁肥料应用技术、水环境治理应用技术等。

  節能减排技术方面:節能方面包括石灰窑热效率提升技术、燃烧系统优化技术、高效節能保温材料应用技术、窑气余热利用技术等。减排方面包括粉尘、SO2和NOx等污染控制技术与装备和二氧化碳回收利用技术等。

  創新攻堅目標:

  (1)噸灰能耗降低5%,力爭降低10%,噸灰標煤耗小于150kg(回轉窯),125kg(雙膛窯),128kg(混燒豎窯),150kg(氣燒豎窯),135kg(梁式窯),130kg(套筒窯);

  (2)噸灰電耗(不含煤磨及煤氣加壓)降低10%,力爭降低15%,具體指標詳見如下明細表;

  (3)勞動生産率提高1.5倍,生産線定員標准爲1000t/d生産線20人;

  (4)噸灰總生産成本下降10%到15%;

  (5)環保指标:颗粒物排放浓度≤10mg/Nm3、二氧化硫排放浓度≤50mg/Nm3、氮氧化物排放浓度指标详见如下明细表。

石灰行業新一代技術裝備相關指標明細表

混燒石灰豎窯

項目

國內現狀

國際先進水平

目標

噸灰標煤耗(kg/t石灰)

130

130

128

噸灰電耗(kwh/t石灰)

20

20

18

300t/d*2生産線定員(人)

25-30

28

20

粉塵顆粒物排放濃度(mg/Nm3)

25-30

20

10

SO2排放濃度(mg/Nm3)

70-100

100

50

NOx排放濃度(mg/Nm3)

200

200

150

氣燒豎窯

項目

國內現狀

國際先進水平

目標

噸灰標煤耗(kg/t石灰)

155

155

150

噸灰電耗(kwh/t石灰)

50

50

40

300t/d*2生産線定員(人)

25-30

28

20

粉塵顆粒物排放濃度(mg/Nm3)

25-30

20

10

SO2排放濃度(mg/Nm3)

70-100

100

50

NOx排放濃度(mg/Nm3)

200

200

150

雙膛豎窯

項目

國內現狀

國際先進水平

目標

噸灰標煤耗(kg/t石灰)

130

130

125

噸灰電耗(kwh/t石灰)

45

45

40

600t/d生産線定員(人)

25-30

28

20

粉塵顆粒物濃度(mg/Nm3)

25-30

20

10

SO2排放濃度(mg/Nm3)

70-100

100

50

NOx排放濃度(mg/Nm3)

200

200

150

套筒豎窯

項目

國內現狀

國際先進水平

目標

噸灰標煤耗(kg/t石灰)

140

140

130

噸灰電耗(kwh/t石灰)

40

40

35

600t/d生産線定員(人)

25-30

28

20

粉塵顆粒物濃度(mg/Nm3)

25-30

20

10

SO2排放濃度(mg/Nm3)

70-100

100

50

NOx排放濃度(mg/Nm3)

300

300

200

梁式窯

項目

國內現狀

國際先進水平

目標

噸灰標煤耗(kg/t石灰)

150

150

135

噸灰電耗(kwh/t石灰)

35

35

30

300t/d*2生産線定員(人)

25-30

28

20

粉塵顆粒物濃度(mg/Nm3)

25-30

20

10

SO2排放濃度(mg/Nm3)

70-100

100

50

NOx排放濃度(mg/Nm3)

200

200

150

回轉窯

項目

國內現狀

國際先進水平

目標

噸灰標煤耗(kg/t石灰)

160-170

170

150

噸灰電耗(kwh/t石灰)

40

40

35

1000t/d生産線定員(人)

30

30

20

粉塵顆粒物指標(mg/Nm3)

20-30

20

10

SO2排放指標(mg/Nm3)

70-100

100

50

NOx排放濃度(mg/Nm3)

300-400

300-400

200

  創新研發的瓶頸:

  目前研發缺乏激勵機制,大學院校沒有石灰專業,也沒有國家投入的專門石灰研究院所,政府也沒有相應研發資金,企業主動研發意識不強,研發資金和人才配備不足,直接導致了新一代技術裝備的創新研發進程緩慢。

  五、組織與保障措施

  建立由秘書長爲組長、協會技術專家組專家組成的技術裝備研發攻關領導小組,統籌規劃和具體領導攻關工作。

  1、科技創新方面。在没有政府部门引导,企业缺乏创新理念的情况下,石灰协会组织和推进石灰工业技术装备的提升与研究,2012年成立技术专家组,集中行业内既有理论水平又有实践经验的专家,根据石灰行业的需要,制定专家组工作条例,确定专家组七大工作任务,即:1、发布年度技术报告;2、组织开展技术论证工作,定期发布技术导向目录;3、制订与发布石灰相关协会技术标准;4、制定与发布石灰相关协会设备标准;5、制定与发布石灰相关生产规范;6、制订与发布技术领域相关行规行约;7、接受委托,有偿开展论证、鉴定、调研、评审等技术工作。

  2、协会与混烧竖窑(山东万达)、TGS氣燒豎窯(唐山助纲)、回轉窯(邯郸鼎正)、梁式窯(石家庄奋进)和氢氧化钙(常熟同诚粉体)龙头装备制造企业采取战略合作的方式,支持相关企业節能環保先进技术的研发并为之推广,建立单窑服务和创新体系,依靠专家组和龙头企业的力量,变个体创新为组织创新,每年以安排课题的形式,组织专业技术研发,通过开论证鉴定会的形式推广,同时鼓励石灰生产企业与装备企业共同创新研发攻关,既满足了行业对技术创新的需求,又树立了协会在石灰行业的技术权威地位和影响。

  3、通过即将建立的石灰供给侧改革基金促进产业技术改造与提升,在规模化、绿色发展、節能减排工作中以先进煅烧工艺研究为基础,推广先进适用的大型石灰生产技术装备,把石灰窑废气潜热、余热利用、低温余热发电、低氮燃烧技术、新型长效适用耐材应用和智能控制技术作为重要攻关领域以提升装备節能减排降耗水平。

  4、除石灰窑和氢氧化钙生产技术外,也着重引导石灰生产企业加强環保石灰应用技术的开发,大幅提升石灰在烟气脱硫、垃圾焚烧、污水处理和土壤治理方面的应用比例,实现石灰修复、改善环境的環保属性。

  六、啓動時間和節點時間

  石灰产业新一代技术装备研发伴随着石灰产业結構调整和绿色发展的进程同步进行,创新研发攻关行动自2020年启动,石灰生产企业和装备企业分别开始技术装备的创新研发,2023年实现阶段性研发成果,2025年争取实现预期目標,以新一代技术装备研发带动石灰产业高质量发展。

  开展石灰技术装备创新研发攻关,我国具备得天独厚的优势和有利条件。首先,我们有相当数量的石灰装备制造商和石灰生产商,在装备制造和装备改进上积累了大量的经验,有利于提升装备创新研发水平;其次,我国石灰产量约占世界总产量的70%,且有大量对石灰产品高标准严要求的用户,旺盛的市场需求和客户要求使得我国对石灰技术装备创新研发需求相比国外更加迫切;再次,環保高压形势下,石灰产业結構调整和绿色发展的客观要求将有力地推动石灰技术装备的研发创新工作。

  相信在石灰裝備制造企業和生産企業的共同努力下,通過創新提升,到2025年我國石灰裝備整體平均水平將會與世界領先水平差距越來越近,直至反超,我國也將由石灰大國向石灰強國轉變。

  

  

責任編輯:單建慶
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