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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:中國建築材料聯合會 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

中國建築材料聯合會  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礦産資源,是煅燒石灰的基本原料。石灰是石灰石經高溫煅燒生成的堿性較強的氧化物,是鋼鐵、塑料兩大基材的重要輔料及基本原料,在工業廢水處理、垃圾焚燒、煙氣脫硫等環保領域有巨大的市場前景,作爲性價比最高的堿性氧化物及其高鈣特性,石灰還廣泛應用于高速公路、高鐵、建築業、工業(有色、造紙、制糖、純堿、食品、醫藥、建材制品)、農業等領域,是重要的基礎原材料,目前我國石灰年産量約2.7億噸,占世界石灰總産量的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。

  隨著國內工程技術人員對進口裝備的消化吸收,目前國産化的技術裝備與國際領先水平的差距在逐年縮小,且由于環保政策和成本控制因素,我國石灰生産能耗和環保排放指標均處于世界先進水平。由于國産化技術裝備在價格上相比進口技術裝備優勢明顯,各類窯型走向國際化都存在著高性價比的優勢,但由于國內市場需求旺盛,目前部分裝備廠家還是將主要業務留在國內,走向國際化面對的主要挑戰有對國外政策風險的把握、人才儲備和工期的考慮,隨著“一帶一路”走向深入,更多的沿線國家石灰技術裝備的需求將給國內石灰裝備企業帶來商機。

  二、新一代技術裝備創新研發攻關的目的、意義

  作爲世界用量最大的中國石灰行業,目前仍處于整體技術裝備平均水平大而不強的階段,技術裝備水平參差不齊,進行新一代技術裝備創新研發攻關提升整體技術裝備水平迫在眉睫,因石灰産品用戶衆多,新一代裝備技術達標主要以滿足用戶要求、提高産品質量和相應環保要求爲主,研發主要目的是爲了石灰石資源更高效集約化利用,在更低的能耗下更穩定更環保地利用普遍分布的中低品質石灰石資源生産出中高檔的石灰産品,利用高品質石灰石資源生産出高附加值的精品石灰,研發路徑主要依靠市場的力量,以下遊用戶需求爲主導,進行技術裝備創新研發,其次技術裝備企業組成聯盟,通過成立技術研發合資公司,既可以集中全行業力量創新研發,分攤研發成本,又可以共享研發成果,推進石灰行業技術進步與裝備提升,再次引導石灰生産企業和裝備企業轉型,充分發揮各自優勢提升技術裝備水平。

  三、新一代技術裝備的定義與內涵

  石灰行業新一代技術裝備是在目前石灰焙燒工藝技術基礎上,進一步創新與拓展窯體功能,提升單體石灰窯生産能力實現大型化,優化與提升高能效預熱預分解和燒成技術,攻克與突破氮氧化物和粉塵排放的途徑和技術瓶頸,充分運用和推廣小粒徑石灰石煅燒技術,提高産品質量和降低能耗,融入現代智能技術,使我國石灰行業技術、裝備、資源能源利用效率、節能減排、自動化水平、經濟技術指標都得到較大的提高和提升,達到世界領先水平。

  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。

  産品應用技術方面:高比表面積氫氧化鈣環保應用、高標准農田建設鈣鎂肥料應用技術、水環境治理應用技術等。

  節能減排技術方面:節能方面包括石灰窯熱效率提升技術、燃燒系統優化技術、高效節能保溫材料應用技術、窯氣余熱利用技術等。減排方面包括粉塵、SO2和NOx等汙染控制技術與裝備和二氧化碳回收利用技術等。

  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)環保指標:顆粒物排放濃度≤10mg/Nm3、二氧化硫排放濃度≤50mg/Nm3、氮氧化物排放濃度指標詳見如下明細表。

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。在沒有政府部門引導,企業缺乏創新理念的情況下,石灰協會組織和推進石灰工業技術裝備的提升與研究,2012年成立技術專家組,集中行業內既有理論水平又有實踐經驗的專家,根據石灰行業的需要,制定專家組工作條例,確定專家組七大工作任務,即:1、發布年度技術報告;2、組織開展技術論證工作,定期發布技術導向目錄;3、制訂與發布石灰相關協會技術標准;4、制定與發布石灰相關協會設備標准;5、制定與發布石灰相關生産規範;6、制訂與發布技術領域相關行規行約;7、接受委托,有償開展論證、鑒定、調研、評審等技術工作。

  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,支持相关企业节能环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、通過即將建立的石灰供給側改革基金促進産業技術改造與提升,在規模化、綠色發展、節能減排工作中以先進煅燒工藝研究爲基礎,推廣先進適用的大型石灰生産技術裝備,把石灰窯廢氣潛熱、余熱利用、低溫余熱發電、低氮燃燒技術、新型長效適用耐材應用和智能控制技術作爲重要攻關領域以提升裝備節能減排降耗水平。

  4、除石灰窯和氫氧化鈣生産技術外,也著重引導石灰生産企業加強環保石灰應用技術的開發,大幅提升石灰在煙氣脫硫、垃圾焚燒、汙水處理和土壤治理方面的應用比例,實現石灰修複、改善環境的環保屬性。

  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结构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。

  開展石灰技術裝備創新研發攻關,我國具備得天獨厚的優勢和有利條件。首先,我們有相當數量的石灰裝備制造商和石灰生産商,在裝備制造和裝備改進上積累了大量的經驗,有利于提升裝備創新研發水平;其次,我國石灰産量約占世界總産量的70%,且有大量對石灰産品高標准嚴要求的用戶,旺盛的市場需求和客戶要求使得我國對石灰技術裝備創新研發需求相比國外更加迫切;再次,環保高壓形勢下,石灰産業結構調整和綠色發展的客觀要求將有力地推動石灰技術裝備的研發創新工作。

  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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