石灰窯尾氣余熱利用工藝及經(jīng)濟效益

石灰窯由于熱耗低、節(jié)省燃料、石灰品質(zhì)高的特點已經(jīng)被國內(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。正是因為石灰窯熱耗低，尾氣溫度相對其他窯型低，很多用戶對此部分熱量忽視。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

石灰窯的特點是并流蓄熱。在正常生產(chǎn)狀態(tài)下這兩個窯筒當(dāng)中一個（燃燒筒）處于燃燒狀態(tài)，另一個窯筒（排氣筒）處于非燃燒狀態(tài)，二者交替進(jìn)行燃燒。燃燒筒的特點是燃燒氣體與原料石灰石并流；而排氣筒的特點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高溫成品石灰進(jìn)行冷卻，經(jīng)過對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。

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

石灰窯尾氣排放流程

經(jīng)過蓄熱之后的尾氣經(jīng)過脈沖袋式除塵器過濾，通過離心風(fēng)機排入大氣。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，如遇意外情況通過閥門切換可直接排放。尾氣經(jīng)換熱器與冷水對流換熱，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)過一段時間的運行，換熱器內(nèi)的翅片管會附著大量粉塵，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)機的正常運行是保證排氣筒產(chǎn)生微負(fù)壓的前提，換熱器經(jīng)過長時間運行需要清理，在清理的時候利用電動蝶閥切換到主管道上，不經(jīng)過換熱器，這樣既不影響石灰窯正常生產(chǎn)，又可以清理換熱器。

如果廠區(qū)建設(shè)多座石灰窯，可以把多個換熱器的進(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)過換熱器的熱水可以供暖。

石灰窯尾氣余熱利用的經(jīng)濟效益

以2×600t·d-1石灰窯項目為例，每年冬季三個月取暖，其他時間供洗澡。經(jīng)過計算，每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤730t，標(biāo)準(zhǔn)煤按每噸500元計算，則每年節(jié)約煤費用約為36.5萬元。

此技術(shù)的實施完全符合國家節(jié)能減排的相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，每年可節(jié)省大量開支。從環(huán)保方面分析，按每年節(jié)約730t標(biāo)準(zhǔn)煤計算，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環(huán)保效益十分明顯。