一、懸浮煅燒的特點及優(yōu)勢

　　
　　1、石灰概述
　　
　　石灰（CaO）作為冶煉、化工、建筑、醫(yī)療衛(wèi)生、火力電廠脫硫等行業(yè)的基礎(chǔ)性材料，有著非常廣泛的用途。全國每年需求總量約3億噸，僅鋼鐵行業(yè)年用活性石灰量超0.8億噸，對應(yīng)石灰石消耗量為1.4億噸以上。目前石灰企業(yè)大多采用豎窯或回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)活性石灰，傳統(tǒng)煅燒工藝使用的石灰石原料是大于20mm的塊狀石灰石，每年僅生產(chǎn)鋼鐵用石灰將至少產(chǎn)生小顆粒石灰石在0.35億噸以上，而這部分高品質(zhì)石灰石被作為廢料處理，導(dǎo)致資源嚴(yán)重浪費。
　　
　　2、懸浮煅燒特點
　　
　　懸浮煅燒活性石灰工藝可利用現(xiàn)有豎窯和回轉(zhuǎn)窯無法利用的小顆粒廢料，并具有以下特點：
　　
　　（1）原料利用率高：可以充分使用現(xiàn)有豎窯和回轉(zhuǎn)窯不能使用的20mm以下的石灰石，實現(xiàn)資源100%利用。
　　
　　（2）產(chǎn)品均勻性好：煅燒溫度可以準(zhǔn)確控制在900~950℃之間，使產(chǎn)品僅會有輕微生燒而不會出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。
　　
　　（3）熱耗低：活性石灰熱耗小于950kcal/kg,與回轉(zhuǎn)窯1250kcal/kg的熱耗相比，降低24%以上；
　　
　　（4）生產(chǎn)規(guī)模大：可在500t/d～5000t/d之間任意選擇，而目前回轉(zhuǎn)窯法煅燒石灰，世界zui大規(guī)模只有1200t/d，豎窯zui大規(guī)模為800t/d；
　　
　　（5）煙氣余熱高效利用：懸浮煅燒產(chǎn)生的煙氣用于低溫余熱發(fā)電，噸石灰產(chǎn)生廢氣可發(fā)電30kW·h;
　　
　　（6）超低排放：解決豎窯VOCs（揮發(fā)性有機物）超標(biāo)和回轉(zhuǎn)窯煙氣熱污染問題，煙氣排放可實現(xiàn)超低排放。NOx≤100mg/Nm3，粉塵≤10mg/Nm3。

      3、常見石灰煅燒設(shè)備對照表

常見石灰煅燒設(shè)備對照表

煅燒裝置	入料形態(tài)和粒度范圍	熱耗(kCal/kg)	備注
普通豎窯	塊狀50~300mm	900~1300
機械化豎窯	塊狀40~80mm	1000~1300
梁式石灰窯	塊狀40~80mm	900~1050
雙膛窯	塊狀30~80mm	900~1050
套筒窯	塊狀50~90mm	900~1050
麥爾茲窯（雙膛）	塊狀15~50mm	870~970	單機800t/d
中空回轉(zhuǎn)窯	塊狀20~60mm	1400~1800
豎式預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯	塊狀15~50mm	1150~1600	單機1200t/d
懸浮粉體煅燒窯	粉狀0.075~0.1mm	950	單機≥5000t/d

　　二、懸浮煅燒的節(jié)能原理

　　
　　石灰生產(chǎn)的核心是石灰石煅燒，主要過程就是CaCO3分解。CaCO3的分解反應(yīng)速度主要與煅燒爐溫度、CO2分壓、CaCO3顆粒大小等因素有關(guān)。而石灰石顆粒大小是影響CaCO3分解反應(yīng)速度的主要因素，石灰石顆粒越大，熱量的滲透傳入和分解產(chǎn)生的CO2溢出越慢，CaCO3的分解反應(yīng)也越慢。石灰石粒度與燒透的煅燒時間的關(guān)系如圖所示，而粒徑0.1mm的石灰石在950℃時的分解時間不到1s。
　　
　　懸浮煅燒系統(tǒng)由多級懸浮預(yù)熱系統(tǒng)、煅燒分解爐、多級旋風(fēng)分離冷卻系統(tǒng)組成。因懸浮窯由若干旋流器用管道連接而成，各旋流器及其管道分別具有預(yù)熱、煅燒、冷卻的功能，它不同于其他窯型的是：其它窯爐物料多呈堆積狀態(tài)，煅燒物料的傳熱過程是在堆積狀態(tài)下與氣態(tài)熱介質(zhì)進行換熱的。懸浮窯內(nèi)的物料呈懸浮狀態(tài)，煅燒物料是在懸浮狀態(tài)下與氣態(tài)熱介質(zhì)進行換熱的，細(xì)小的石灰石顆粒在懸浮狀態(tài)下進行預(yù)熱、煅燒和冷卻，氣固相之間有較大的接觸面積，因此傳熱速度很快，快速縮小氣固之間的溫差。燃燒溫度被分解平衡溫度所抑制，故不會發(fā)生過燒現(xiàn)象。
　　
　　石灰石粉體在密閉、負(fù)壓、高溫狀態(tài)下通過多級懸浮預(yù)熱--煅燒--冷卻進行生產(chǎn)加工成合格的粉狀活性石灰。石灰石實現(xiàn)了快速分解，因此熱量損失降低到zui小，并且懸浮生產(chǎn)線規(guī)模很容易做大，整體能耗指標(biāo)更優(yōu)。
　　

　　三、懸浮煅燒系統(tǒng)工藝流程

　　
　　1、生產(chǎn)線簡介
　　
　　利用石灰石具有良好的易磨性，將石灰石破碎粉磨到一定細(xì)度料粉，然后按要求的喂料量喂入懸浮煅燒系統(tǒng)；活性石灰懸浮煅燒系統(tǒng)由三級懸浮預(yù)熱系統(tǒng)、流化煅燒爐、多級旋風(fēng)冷卻系統(tǒng)組成。喂入的生粉經(jīng)預(yù)熱系統(tǒng)預(yù)熱到600℃左右進入懸浮流化煅燒爐煅燒，石灰石粉在這里受熱分解生產(chǎn)石灰粉，經(jīng)料氣分離器分離后，約950℃的煙氣進入預(yù)熱系統(tǒng)用于生料粉的預(yù)熱，燒成的石灰粉進入多級旋風(fēng)冷卻系統(tǒng)進行冷卻，冷卻后的產(chǎn)品送入儲庫精包裝（或散裝）出廠，空氣被加熱后進入煅燒爐內(nèi)用作燃料燃燒，排出的煙氣經(jīng)除塵后達(dá)標(biāo)排放。
　　2、懸浮裝置介紹
　　
　　懸浮煅燒系統(tǒng)設(shè)備由五級旋風(fēng)筒預(yù)熱器、分解爐、三級旋風(fēng)筒冷卻器組成，其中分解爐內(nèi)主要進行燃料燃燒及CaCO3分解，分解爐可適應(yīng)多種燃料：天然氣、煤氣、煤粉、生物質(zhì)燃料等均可使用。分解爐出口溫度通過DCS系統(tǒng)可以實現(xiàn)準(zhǔn)確控制，保證石灰不會出現(xiàn)過燒情況，并保證了石灰的高活性。分解爐出口的高溫氣體進入五級旋風(fēng)筒預(yù)熱器為石粉預(yù)熱，能夠充分利用煙氣熱量。五級預(yù)熱器出口的低溫廢氣進入原料粉磨系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)用于原料烘干以及余熱發(fā)電系統(tǒng)。
　　
　　經(jīng)分解爐煅燒后的活性石灰進入三級旋風(fēng)筒冷卻器進行冷卻，三級旋風(fēng)筒冷卻器從環(huán)境中抽取冷風(fēng)和進入的熱物料進行熱交換，通過三級冷卻后的物料溫度降至100℃以下，通過輸送設(shè)備進入成品庫存儲和散裝。換熱后的高含氧量熱空氣進入分解爐內(nèi)，作為燃料燃燒的助燃風(fēng)使用。
　　
　　懸浮煅燒系統(tǒng)各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的高低溫廢氣熱量均被充分利用，保證了懸浮煅燒系統(tǒng)熱耗優(yōu)于現(xiàn)有活性石灰生產(chǎn)線。
　　四、生產(chǎn)線建設(shè)
　　
　　1、建設(shè)用地：采用懸浮煅燒工藝生產(chǎn)線占地面積小，以1000t/d生產(chǎn)線為例，懸浮煅燒裝置僅需要200㎡投影面積，而整個生產(chǎn)線占地面積約30畝（含辦公樓等輔助建筑）。
　　
　　2、建設(shè)時間：懸浮煅燒系統(tǒng)除基礎(chǔ)外均為鋼結(jié)構(gòu)建筑，施工周期短。以1000t/d生產(chǎn)線為例，生產(chǎn)線正常建設(shè)周期約為10個月。