石灰窯尾氣余熱利用工藝及經(jīng)濟(jì)效益

石灰窯由于熱耗低、節(jié)省燃料、石灰品質(zhì)高的特點(diǎn)已經(jīng)被國(guó)內(nèi)用戶認(rèn)可，在冶金行業(yè)和電石行業(yè)具有一定的知名度，目前越來(lái)越多的用戶把石灰窯作為初選，或者把石灰窯和回轉(zhuǎn)窯搭配的模式作為一種選擇。正是因?yàn)槭腋G熱耗低，尾氣溫度相對(duì)其他窯型低，很多用戶對(duì)此部分熱量忽視。因此探索出一條石灰窯尾氣余熱回收利用的途徑，對(duì)石灰窯自身有非常積極的作用。

石灰窯工作原理

石灰窯的特點(diǎn)是并流蓄熱。在正常生產(chǎn)狀態(tài)下這兩個(gè)窯筒當(dāng)中一個(gè)（燃燒筒）處于燃燒狀態(tài)，另一個(gè)窯筒（排氣筒）處于非燃燒狀態(tài)，二者交替進(jìn)行燃燒。燃燒筒的特點(diǎn)是燃燒氣體與原料石灰石并流；而排氣筒的特點(diǎn)是排出氣體與原料石灰石逆流。

進(jìn)入窯底冷卻帶的冷卻空氣對(duì)高溫成品石灰進(jìn)行冷卻，經(jīng)過(guò)對(duì)流換熱后此部分冷卻空氣變成熱風(fēng)。由于排氣筒處于微負(fù)壓狀態(tài)，冷卻后的廢氣與燃燒筒廢氣一同流入排氣筒，對(duì)預(yù)熱帶的石灰石進(jìn)行預(yù)熱。這種利用廢氣給原料預(yù)熱稱為蓄熱。

兩個(gè)窯筒交替燃燒，一個(gè)燃燒周期時(shí)間大約為14min，而冷卻空氣則連續(xù)從兩個(gè)窯筒底部在壓力作用下進(jìn)入，對(duì)成品石灰進(jìn)行冷卻。

石灰窯尾氣排放流程

經(jīng)過(guò)蓄熱之后的尾氣經(jīng)過(guò)脈沖袋式除塵器過(guò)濾，通過(guò)離心風(fēng)機(jī)排入大氣。該除塵器的除塵效率大于99%，粉塵排放濃度小于50mg·m-3，完全可以達(dá)到國(guó)家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

石灰窯尾氣余熱利用方案及工藝流程

石灰窯這種窯型的熱耗只有850~890kcal，在所有窯型當(dāng)中是較低的。進(jìn)入除塵器的尾氣溫度大概只有100~120℃，這部分熱量雖然較低，但是直接排放也是一種損失。

石灰窯尾氣經(jīng)除塵器過(guò)濾凈化后，在凈化后的管道接一路旁通，在旁通管道上安裝管式換熱器，在這兩路分支上分別加電動(dòng)閥門。在正常狀況下尾氣經(jīng)換熱器之后排入大氣，如遇意外情況通過(guò)閥門切換可直接排放。尾氣經(jīng)換熱器與冷水對(duì)流換熱，換熱后的熱水流向浴室，夏天供廠區(qū)工人洗澡，冬天可以用于采暖。

這樣的工藝流程考慮兩方面原因：

（1）換熱器安裝在凈化管道而不是含塵管道。雖然廢氣經(jīng)過(guò)除塵器后溫度有所降低，但是粉塵含量大大降低，有利于提高管式換熱器的換熱效率。如果安裝在含塵管道，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，換熱器內(nèi)的翅片管會(huì)附著大量粉塵，降低換熱器的換熱效率。

（2）選擇在旁路安裝換熱器。除塵風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行是保證排氣筒產(chǎn)生微負(fù)壓的前提，換熱器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行需要清理，在清理的時(shí)候利用電動(dòng)蝶閥切換到主管道上，不經(jīng)過(guò)換熱器，這樣既不影響石灰窯正常生產(chǎn)，又可以清理?yè)Q熱器。

如果廠區(qū)建設(shè)多座石灰窯，可以把多個(gè)換熱器的進(jìn)出水并聯(lián)，這樣回收的熱量更多，在冬季氣溫較低的地方，經(jīng)過(guò)換熱器的熱水可以供暖。

石灰窯尾氣余熱利用的經(jīng)濟(jì)效益

以2×600t·d-1石灰窯項(xiàng)目為例，每年冬季三個(gè)月取暖，其他時(shí)間供洗澡。經(jīng)過(guò)計(jì)算，每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤730t，標(biāo)準(zhǔn)煤按每噸500元計(jì)算，則每年節(jié)約煤費(fèi)用約為36.5萬(wàn)元。

此技術(shù)的實(shí)施完全符合國(guó)家節(jié)能減排的相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，每年可節(jié)省大量開(kāi)支。從環(huán)保方面分析，按每年節(jié)約730t標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算，每年可減少排放量約1606t。因此石灰窯尾氣余熱用于換熱工藝的社會(huì)環(huán)保效益十分明顯。