扫一扫，手机浏览- 技术文章
深度了解|国家重点推广的石灰生产低碳技术
2023-08-08 11:02:48 来源：石灰窑生态圈
- 编者导语
自唐山金泉冶化科技产业集团旗下“唐山金泉冶化科技产业有限公司”及“唐山金泉成套设备有限公司”等企业在国内率先开展探索可再生能源生产石灰+氢能生产石灰技术研发和示范项目以来，适时开展了以生物质燃料为主的“以气代煤”和“以氢代煤”石灰煅烧技术示范项目，推动石灰行业低碳转型。尤其是推出的“生物质燃气中心烧嘴式石灰竖窑”和“生物质燃料ZGS型外支撑式混喷双燃双膛石灰窑”等系列技术，为生物质燃料生产石灰的应用打下良好的基础。
生物质资源具有清洁性和可再生性，不但能够弥补我国化石燃料的短缺，并且可以降低SO2、NO2及烟尘的排放，减轻温室效应。因此，在石灰产业领域发展生物质燃气生产石灰应用技术是很有必要的。
生物质燃气生产石灰技术所用燃料能源是利用当地废弃回收的可再生能源，用当地的石料资源制成高档工业石灰，符合国家的产业政策，可有效降低当地煤炭资源的利用，大气环境和生态环境受到得影响很小，而且具有很明显的经济效益。
对上述唐山金泉公司的生物质燃料生产石灰技术，“中国石灰产业学会”和“石灰窑生态圈”微信公众平台及时进行了跟踪报道，发布了多篇实时文章和采访。近期，很多读者希望能够进一步深度了解生物质燃料在制气方面的技术发展和应用情况，编者整理了近期发布的《国家重点推广的低碳技术目录》里面相关产业政策和部分技术发展进程，供大家参考。
二、产业政策及技术现状
《国家重点推广的低碳技术目录》 （第二批）里非化厂能源类技术，生物质气化燃气技术列为零碳技术支持加大发展。
生物质气化燃气替代窑炉燃料技术
一、技术名称：生物质气化燃气替代窑炉燃料技术
二、技术类别：零碳技术
三、所属领域及适用范围：可再生能源生物质能源化利用
四、该技术应用现状及产业化情况
我国生物质资源丰富，其利用方式主要有成型燃料、直燃发电、 厌氧制沼气等，但各类技术发展均存在一定的瓶颈。该技术以工业领 域热需求为目标市场，通常单一热需求用户需要消耗生物质原料在6 万吨左右，燃料选择广泛，受周边燃料市场的制约相对较小。目前， 该技术已在广东汕头、深圳、佛山、肇庆等地建立了示范工程，涉及 行业包括钢铁、有色金属熔炼等。生物质气化燃气替代传统的煤、重 油和天然气等化石能源，清洁低碳，具有良好的经济和社会效益。
五、技术内容
1、技术原理
该技术的核心设备是混流式固定床气化炉。原料从设备顶部进入 气化炉后，在高温和气化剂作用下转化为含有一氧化碳、氢气和甲烷 等成分的可燃气。气化剂可从气化炉的上部和下部同时进入，产生可 燃气体经炉体中部排出，而炉渣由炉底炉排输送到灰渣池。由炉体中 部排出的可燃气经过净化除尘后送往工业燃烧设备。该气化气可用于 不锈钢退火炉、熔铜炉、熔铝炉等工业窑炉，可实现对燃煤、重油、 天然气等传统化石燃料的替代。
2、关键技术
（1）生物质混流式固定床气化技术 通过将上吸式固定床与下吸式固定床优化组合，解决生物质固定 床气化过程中燃气温度低和生产规模小的常见问题；
（2）高温生物质燃气除灰及输送技术 通过燃气高温除尘器和燃气高温输送风机，实现高温除尘高温输 送的一体化设计，既满足工业窑炉对生物质燃气洁净度的要求，又可 避免生物质燃气的显热损失、过度除焦油的能量损失以及焦油冷凝带 来的管道堵塞问题；
（3）低热值燃气高效燃烧及污染控制技术 通过低热值燃气连续式蓄热燃烧器，在高效燃烧的同时降低NOx 和SO2等污染物的含量，实现中低热值燃气燃烧工况的有效调节，满足 工业窑炉对火焰长度、燃烧温度、环境气氛和污染物控制等方面的要 求；
（4）生物质气化系统与工业窑炉耦合调控技术 根据窑炉生产需求可快速调节产气负荷，避免浪费和燃气不足的 情况发生。
3、工艺流程
该技术是一项由生物质原料气化到用气设备端的完整工艺。以熔 铝炉为例，工艺系统由原料储存、上料设备、固定床气化炉、灰渣处 理装置、燃气输送、熔铝炉蓄热燃烧系统、熔铝炉烟风系统及主辅设 备控制系统构成，详见图1所示。
图 1 生物质燃气替代化石燃料工艺流程图（熔铝炉为例）
六、主要技术指标
1．气化炉生物质原料处理量3t/h；
2．燃气热值：1350kcal/Nm3；
3．燃气杂质含量：≤50mg/Nm3；
4．生物质燃气产率：1.8～2Nm3 /kg；
5．气化效率（热燃气）：≥85%。
七、技术鉴定情况
该技术已获得 5 项国家发明专利，5 项实用新型专利。
八、典型用户及投资效益
典型用户：佛山金兰铝厂有限公司、肇庆市弘达实业有限公司、 深圳市华美钢铁有限公司等。
典型案例 1 案例名称：佛山金兰铝厂有限公司生物质燃气熔铝炉供热技改项目 。
建设规模：年耗生物质原料 5.4 万吨，替代燃油折合标准煤 2.1 万吨/年，若折合替代天然气相当于 2835 万立方米。
建设条件：项目 周边资源丰富，热用户用热需求稳定。主要建设内容：4 套生物质气 化设备，以生物质燃气替代燃油，供热于数台铝熔炼炉及保温炉。
项目建成后，年减排量约5万tCO2，碳减排成本约 150 元 /tCO2。
典型案例2案例名称：肇庆弘达公司生物质燃气有色金属熔炼炉供热技改项目
建设规模：年耗生物质原料5000吨，替代燃油折合标准煤 1900 吨/年，若折合替代天然气相当于 262 万立方米。
建设条件：项目周边资源丰富，用户用热需求稳定。
主要建设内容：生物质气化设备及辅助工程的施工。
项目建成后，年减排量约4600tCO2，碳减排成本约 150元/tCO2。
九、推广前景和减排潜力 预计未来 5 年，按照耗用生物质量25万吨/年计算，可替代标准煤 9.5 万吨/年，可形成年减排能力约 25 万 tCO2。
基于二次燃烧的高效生物质气化燃烧技术
一、技术名称：基于二次燃烧的高效生物质气化燃烧技术
二、技术类别：零碳技术
三、所属领域及适用范围：可再生能源生物质能源化利用。
四、该技术应用现状及产业化情况在我国，生物质能能源化利用比例逐年加大。截至目前，已开展 生物质供热项目超过200个，项目规模*大达到了80t/h，应用领域覆盖 钢铁、医疗、化工等十几个行业。其中，生物质气化燃烧技术也有少 量应用，但存在规模小、气化效率低、合成气热值低、焦油含量高和 经济效率低等问题。基于二次燃烧的高效生物质气化燃烧技术可实现 单台生物质锅炉容量达到1200万千卡，同时高温燃烧使焦油裂解焚烧 彻底，保证设备的工作稳定性；另一方面，因该技术利用生物质热能 产生高温火焰和气体用于锅炉和工业炉窑加热，目前已在我国广东省 和浙江省得到应用，具有广泛的适用性和较大的推广潜力。
五、技术内容
1. 技术原理
该技术可视作生物质燃烧器，将生物质成型燃料在第.一燃烧室内 进行悬浮式半气化半燃烧，产生800～1000℃的高温火焰及少量的颗粒 烟尘。经一次燃烧后的气体喷射到蓄热燃烧室（二次升温燃烧室）二次补氧升温，进一步充分燃烧，产生1200～1300℃的高温清洁火焰， 为锅炉或熔炼炉、烘干炉、导热油炉等工业窑炉供热。
2. 关键技术
（1）悬浮气化技术 采用双层结构燃烧器，炉膛上层对生物质成型燃料进行鼓风悬浮 半气化半燃烧，热效率达到 90%以上；
（2）自动化分级控温技术 通过温度、风量分级控制，避免焦油等物质对设备的堵塞和腐蚀， 提高锅炉燃烧效率，同时减少氮氧化物的排放；
（3）烟气余热回收技术 采用热交换装置回收尾气热能，可降低单位产出能耗达10%以上；
（4）耐高温蓄热装置 在二次燃烧室外包裹蓄热耐火材料，使二次燃烧室内恒定高温，避 免局部冷却产生结焦问题。其耐火材料抗酸性能好，使用寿命长，性 能稳定。3. 工艺流程 生物质气化燃烧技术原理图见图1。
图 1 基于二次燃烧的高效生物质气化燃烧技术原理图
六、主要技术指标
1.燃烧器点火启动时间：≤8min；2.燃烧器热效率：>90%；3.燃料燃烧排放浓度：烟尘≤20mg/m3，SO2≤20mg/m3， NOx≤200mg/m3。
七、技术鉴定情况 该技术已获得国家实用新型专利 12 项，并通过中国特种设备检测 研究院试验，浙江省特种设备检测研究院和浙江省特种设备节能检测中心的锅炉运行工况能效测试。
八、典型用户及投资效益
典型用户：浙江正华纸业有限公司、湖州长盛化工有限公司、杭州千岛湖渔具制造有限公司、湖州吉昌化工有限公司、湖州市道场电 镀厂等。
典型案例 1 案例名称：浙江正华纸业有限公司生物质气化供热项目
建设规模：锅炉容量为 10t/h，年利用生物质成型燃料 1 万吨。
建设条件：能提供锅炉安装的场地，具备连续运行的生产用能需求。
主要建设内容：对 10t/h 燃煤锅炉进行改造，增加一台生物质成型燃料气化燃烧设备。主要设备为生物质气化燃烧器、蓄热器、热交换器和自动装置。
项目建成后，年减排量约1.3万 tCO2，碳减排成本约 40 元/tCO2。
典型案例案例名称：湖州长盛化工有限公司生物质气化供热项目 建设规模：锅炉容量为 6t/h，年利用生物质成型燃料 6000 吨。建设条件：能提供锅炉安装的场地，具备连续运行的生产用能需求。
主要建设内容：增加一台生物质成型燃料气化燃烧设备和 1 台 6t/h 锅炉。主要设备为生物质气化燃烧器 1 台、蓄热器、自动装置 1 套、6 吨蒸汽锅炉。
项目建成后，年减排量约 0.79万 tCO2，碳减排成本约 94 元/tCO2。
九、推广前景和减排潜力该技术的推广有助于提高我国生物质燃料能源化利用比例，对于工业及民用供热、加热系统具有较强的适用性。预计未来 5 年，全国生物质锅炉将达到 1万座，该技术的预期市场占有率可达 15%，可形成年碳减排能力980万 tCO2。
新发布
-
产品搜索
公司荣誉
-
专家推荐信息
-
石灰窑|白灰窑|环保石灰窑|节能石灰窑|协会推荐|专家讲座|2013* -
煤烧石灰窑|专家详解第三代节能环保石灰窑关键技术 -
煤烧石灰窑|燃煤石灰窑|第三代技术|详细方案|2016*新 -
石灰窑|白灰窑|业绩|12套石灰窑设备同时发货 -
石灰窑|投资|概算|成本|国内投资*低的节能环保石灰窑研制成功 -
竖炉-年产60-80万吨冶金球团竖炉 -
竖炉-大型矩形球团竖炉 -
石灰窑-国内*大产量石灰窑 -
石灰窑-*新混烧燃煤石灰窑技术 -
石灰窑投资指南2013-石灰窑价格大全 -
烧结机图纸|带式烧结机图纸|步进式烧结机图纸|制造图|施工图 -
石灰窑设备|煤气烧嘴|煤气燃烧器 -
石灰窑设备-石灰窑出灰机大全-石灰窑卸灰机大全 -
小粒度石料混烧活性石灰窑
-
行业快讯
唐山金泉公司单月石灰窑订单16座，创行业**。
2014年3月中旬，北方炉窑协会、石灰产业协会等单位走访了国内的*石灰生产单位及石灰窑工程设计建造单位，初步了解了部分石灰产业情况及石灰窑新建工程的在建情况，走访中将进一步对今年该行业的发展情况进行总结交流。
据悉，截至2014年3月1日，唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司石灰窑工程订单单月订单达数量达到了16座，创造了国内*新记录，而且全部订单都在2014年2月10日至3月1日签约，也就是说在我国的传统节日2014年春节期间的正月中的半个月完成的订单，订单石灰窑数量平均一天一座窑。
据协会不完全统计，截至2014年3月底，国内石灰窑签约项目约25座，唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司一家就签约16座，使其在国内的市场占有率超过了60%，这一业绩使唐山金泉公司2014年全年石灰窑业绩有望突破30座，可继续保持国内业绩*高记录。
据合同资料显示，唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司已经签约并开始设计建造的主要用户有：
1、唐山凯业炉料有限公司 4x588m³石灰竖炉（燃煤，冶金灰、建筑灰）
2、甘肃古浪鑫淼精细化工有限公司4x358m³石灰竖炉（燃煤，电石灰、氰胺用灰）
3、广东德庆东航钙业有限公司4x258m³石灰竖炉（燃煤，冶金灰）
4、张家口宏宇化工材料有限公司2x158m³石灰竖炉（燃煤，化工重钙灰）
5、贵州德众钙业有限公司1x358m³石灰竖炉（燃煤，轻钙用灰）
6、印尼马斯特钢铁公司
