一、“第三代具有國際領(lǐng)先水平的節(jié)能環(huán)保全自動機械化石灰豎窯”主要技術(shù)特點：
主要綜合特征：三高、兩多、一低、零排放
三高：產(chǎn)量高、活性度高、經(jīng)濟效益高
兩多：產(chǎn)品品種多、窯型性能多
一低：綜合耗能低（煤耗、電耗、水等）
零排放：二氧化碳零排放（碳酸鈣生產(chǎn)）
主要綜合技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)
1、爐子有效容積100-600（m3）
2、產(chǎn)量85-500（t/d）
3、熱耗＜960×4.1868（KJ/Kg?石灰）
4、標(biāo)煤用量120（Kg/ Kg?石灰）（115-125kg范圍內(nèi)）
5、利用系數(shù)﹥0.85（t/d?m3）最高可達1.15
6、活性度 ≥320（ml）（300-350范圍內(nèi)）
7、生石灰含鈣量≥90 CaO（%）
8、生石灰的生過燒率﹤5-7（%）
9、石灰石耗損1.7- 1.8（t/t?灰）
10、煙氣中CO2的濃度38-43（%）
11、煙塵排放指標(biāo)﹤50（mg/m3）
二、SDJHS型“第三代”石灰豎窯的工藝與裝備介紹:（三段式多性能自控節(jié)能環(huán)保豎窯）
1、選擇第三代最新節(jié)能的煅燒方法：
（1）通過先進的煅燒機理節(jié)能，充分的利用余熱熱能：
為了有效的利用能源，爐窯上部和下部選擇新的熱交換的方法，極大限度的減小了熱量從上部和下部的散失。從窯體下部鼓入助燃風(fēng)，通過和窯內(nèi)下部燒成的成品灰進行充分的熱交換變成熱風(fēng)，物料靠自重克服煤氣氣流的浮力而緩慢向下運動，相繼通過預(yù)熱帶、煅燒帶、冷卻帶。爐料在降低過程中，與熾熱的煤氣進行著麻煩的熱交換，并伴隨著石灰石的分解和生石灰的晶粒的發(fā)育成長過程，當(dāng)全過程完成時，窯上部排出的煙氣溫度在140℃以下，成品石灰也被助燃空氣冷卻降溫至40—60℃，余熱充分利用后成品石灰通過密封卸料裝配排出。
助燃空氣由風(fēng)機從爐體下部風(fēng)道進來，通過集風(fēng)裝配與布風(fēng)裝配“計算機概率風(fēng)帽裝配”進行均壓、均量后進來爐內(nèi)，克服料粒阻力從下部上升至爐頂，在除塵引風(fēng)機的吸引下，煙氣通過管道輸送到除塵器進行除塵。由于引風(fēng)機的效用，使窯內(nèi)料面上方形成微負壓區(qū)。這個微負壓確保了爐內(nèi)氣流順暢，非常有利于煅燒帶石灰石進行分解。
（2）煅燒選擇三段定位方法操控，爐況調(diào)控手段先進，調(diào)偏方法簡單實用。
煅燒方法選擇“三段定位”方法進行操控，通過在窯體上的調(diào)控裝配可以把“預(yù)熱帶、焙燒帶、冷卻帶”三帶固定在可控區(qū)域，解決了了老式石灰窯無法調(diào)控煅燒帶“上移”、“降低”的問題，使煅燒帶溫度的調(diào)整簡單易行，同步窯體上部及下部設(shè)有料面溫度調(diào)偏裝配。當(dāng)上部及下部出現(xiàn)爐況偏燒時，操控上下調(diào)控裝配，即可調(diào)整上部偏燒和下部偏燒的爐況，輕微偏燒狀況一般15-30分鐘即可調(diào)整正常，出現(xiàn)偏燒嚴重的爐況，一般僅用1-3小時，即可調(diào)整過來。
在產(chǎn)量調(diào)整時，通過窯體上的調(diào)控裝配可以把“三帶”地方調(diào)整，通過供風(fēng)方法調(diào)整、配風(fēng)調(diào)整、配料調(diào)整、煅燒料位調(diào)整、溫度調(diào)整等方法進行產(chǎn)品產(chǎn)量在30-100%范圍調(diào)整。
（3） 爐體設(shè)計選擇全密封煅燒機理：
窯頂布料及窯底出灰裝配全部選擇了全密封煅燒機理，這樣即確保了爐內(nèi)氣流分布穩(wěn)定，又確保了煅燒帶的溫度連續(xù)，使得燒成的石灰有了高品質(zhì)和高產(chǎn)量。
窯內(nèi)耐火保溫層選擇高鋁磚+輕質(zhì)保溫磚+隔熱纖維+鋼質(zhì)爐殼共四層可達800-1000mm厚度。外層爐殼選擇鋼殼結(jié)構(gòu)，抗震性好、輕度好，爐內(nèi)耐火保溫層設(shè)計壽命都在5年以上，經(jīng)現(xiàn)場實測，燃料熱值利用率達85％以上（一般窯爐在40-60％以下）。
2、選擇第三代最新配料、混料、布料方法：
（1）通過新型石灰石和煤炭配料設(shè)備，使混配料更精確、更便宜。
混配系統(tǒng)的稱量裝配選擇具有全自動控制能力的自動稱量裝配。精度<3‰< span="">。在稱量時，由變頻控制的振動給料機分二次給料，通過調(diào)控裝配，可以達到石灰石誤差在2Kg以內(nèi)，焦炭（煤）誤差在0.20Kg內(nèi)，并且，上次的稱量誤差，下次能夠自動補償。通過二者流量大小調(diào)節(jié)手段，使整個稱量、混勻過程都實現(xiàn)自動控制，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)、自動補給。
（2）布料設(shè)備結(jié)構(gòu)奇特，具有多級篩分性能，使窯內(nèi)布量混勻到極致。
窯頂設(shè)計有具有二次混料性能的過渡倉，爐頂振動給料機（二氧化碳回收時使用段式給料機）均勻地將爐料送至一邊布料、一邊旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)式布料器中，布料器可連續(xù)旋轉(zhuǎn)布料也可以單點定點布料以調(diào)節(jié)布料的精確度。
新型布料器在爐內(nèi)設(shè)計有機械手撒料裝配，可實現(xiàn)加料混料布料性能，可確保料面均勻平整，旋轉(zhuǎn)布料器可以將原料燃料均勻散落在料面上，布料的料面面積及形狀可調(diào)，布料速度可自動調(diào)節(jié)，使得布料準確、可靠。布料器中關(guān)鍵結(jié)構(gòu)均用耐高溫、耐腐蝕材料制作，傳動部分用及密封部分選擇特制耐高材料，使得設(shè)備運轉(zhuǎn)可靠，能在惡劣的環(huán)境中長期連續(xù)無故障運轉(zhuǎn)，為石灰石的高質(zhì)量煅燒提供了很好的工藝條件。
該布料器的特殊機械手結(jié)構(gòu)能將石灰石和煤均勻混合后撒落到料面，可以實現(xiàn)在煅燒帶使煤各處燃燒發(fā)熱均勻，避免了由于布料不均勻?qū)е旅憾嗟奈恢脺囟雀弋a(chǎn)生而過燒和結(jié)瘤，溫度低的位置產(chǎn)生生燒，大大減小了由于布料不均勻而造成爐內(nèi)偏料、結(jié)瘤嚴重，浪費燃料的情況，經(jīng)過國內(nèi)外用戶的應(yīng)用實測新型布料器相對于老式固定式布料器、沖擊式旋轉(zhuǎn)布料器、蝸殼式旋轉(zhuǎn)布料器等生產(chǎn)每噸灰可節(jié)約焦炭（或煤）在20Kg以上。
第三代多性能旋轉(zhuǎn)布料器與第二代旋轉(zhuǎn)布料器及原日本同類型旋轉(zhuǎn)布料器相比典型突出的新性能為具有多級篩分性能，可以把石料及燃料中的大塊料直接布到爐窯中心，把小塊料逐級布料到窯壁最外圍，使窯內(nèi)上火風(fēng)壓一致，有效地解決了“窯壁效應(yīng)”及“中心下料漏斗效應(yīng)”，而解決“窯壁效應(yīng)” 及“中心下料漏斗效應(yīng)”是下降石灰生過燒率的主要手段和必要手段。
該設(shè)備重量及價格只有老式“蝸殼式旋轉(zhuǎn)布料器”等設(shè)備的30-40%。
3、選擇第三代最新供風(fēng)、布風(fēng)、富氧助燃技術(shù)：
石灰的煅燒是一種激烈的氧化反應(yīng)，是燃料中的可燃成分與空氣的氧氣進行氧化反應(yīng)，合理供風(fēng)、加大供氧是節(jié)能石灰窯重要措施，節(jié)能窯所以節(jié)能供風(fēng)供氧十分重要，而且有利于提高石灰活性度，傳統(tǒng)的土窯選擇的“悶燒”方法及傳統(tǒng)豎窯采取的“層燒”方法是不可能生產(chǎn)出高活性、高產(chǎn)能的石灰的。
傳統(tǒng)機械化石灰窯鼓風(fēng)系統(tǒng)由高壓離心風(fēng)機和圓柱形或一級、三級簡易塔形風(fēng)帽組成，因無布風(fēng)專用風(fēng)道氣流在窯內(nèi)的分布趨向于四周爐壁，中間單位面積流量小，加劇了窯壁效應(yīng)，易發(fā)生粘瘤，而且布風(fēng)風(fēng)壓及風(fēng)量不均，使石灰生過燒率居高不下。新型供風(fēng)布風(fēng)裝配，通過窯內(nèi)氣流分布研究和優(yōu)化設(shè)計，通對供風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，利用計算機概率供風(fēng)原理模擬實驗創(chuàng)新研制“均壓概率風(fēng)帽”裝配，實現(xiàn)定量送風(fēng)，使窯體統(tǒng)一截面上氣流分布趨于一致，有效解決了窯壁效應(yīng)及料柱抽芯問題，同步石灰生過燒率也可以下降5-8個百分點。
活性石灰豎窯在煅燒過程中，供風(fēng)的大小和布風(fēng)均勻程度，對石灰的活性度和燒結(jié)的生熟均勻度不可或缺，如供風(fēng)不均勻就會出現(xiàn)偏燒，以至使過燒和生燒現(xiàn)象發(fā)生，大大影響了活性石灰的質(zhì)量。供風(fēng)，風(fēng)為火源，風(fēng)大火大，風(fēng)均火就勻。“第三代” 風(fēng)帽在設(shè)計中的供風(fēng)方針是：“穩(wěn)風(fēng)壓、均風(fēng)量、低功率、大效果”，在設(shè)計中計算機仿真風(fēng)帽吸取了國外的經(jīng)驗，結(jié)合我國原料（石灰和焦炭、煤炭）的質(zhì)量和塊度的大小，用計算機仿真模擬供風(fēng)設(shè)計風(fēng)帽，使助燃風(fēng)可以科學(xué)的分層分布到所需求的窯內(nèi)爐料斷面上，使窯內(nèi)氣流均勻火焰燃燒強度一致窯內(nèi)熱氣流由中向邊由邊向中流動，氣流、氣壓分布科學(xué)合理。
“第三代計算機仿真風(fēng)帽”裝配分為一體式和分體式結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)同窯爐煅燒不同原料生產(chǎn)應(yīng)用及不同產(chǎn)量的生產(chǎn)需要。該設(shè)備裝備制造技術(shù)已經(jīng)申請發(fā)明專利，該技術(shù)的名稱為“段式控能概率供風(fēng)裝配”。
“第三代”技術(shù)通過對石灰窯熱量平衡的研究，將富氧助燃技術(shù)應(yīng)用在了石灰生產(chǎn)的裝配中，在保持石灰質(zhì)量相對穩(wěn)定的前提下，達到了節(jié)能降耗的目的，用專用裝配與“第三代計算機仿真風(fēng)帽”裝配調(diào)配可實現(xiàn)石灰窯增氧中氧壓的分配，實現(xiàn)富氧助燃的應(yīng)用，據(jù)實測，富氧量達到23%時，可下降煤炭配比10%，可以達到節(jié)能的目的。
4、選擇第三代最新排料、除瘤技術(shù)：
新型出灰機選擇圓盤旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，設(shè)計有6-9個排料刮刀，在排灰過程中，不擠壓和摧毀塊狀石灰，使出灰過程中產(chǎn)生的粉灰量大大減小，該設(shè)備在排灰過程中可以使整個爐內(nèi)料面降低平穩(wěn)，保持了料面平整，在排灰過程中可以實現(xiàn)自動正轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)，使得上面的石灰塊間的氣流隙保持不變，從而保持氣流順暢，而不像其它排灰設(shè)備容易使?fàn)t內(nèi)空隙變小氣流紊亂。
新型出灰機出灰量的大小自動控制調(diào)整，可根據(jù)產(chǎn)量需求能很便宜調(diào)整出灰量，正常生產(chǎn)排料時為6點卸料，在生產(chǎn)中工藝人員根據(jù)原料和燃料的質(zhì)量及外界因素的變更，根據(jù)需求調(diào)整爐況時它可調(diào)成單邊出灰，單點出灰、本設(shè)備配合調(diào)整爐況便宜準確、得心應(yīng)手。
該設(shè)備的研制成功，徹底解決了老式石灰窯選用的“螺椎出灰機”設(shè)備跑偏磨損嚴重事故率高、下料口堵料嚴重、不能調(diào)節(jié)料面偏料、石灰破損率高、設(shè)備造價高等問題，該設(shè)備價格只有同等石灰產(chǎn)量“螺椎出灰機”設(shè)備價格的20-30%。
在出灰機上部設(shè)計有除瘤裝配、當(dāng)遇到爐況不正常產(chǎn)生大塊結(jié)瘤物料時可以及時進行處理，使結(jié)瘤物料破碎能夠正常降低消除爐外，當(dāng)遇到大量、大塊結(jié)瘤物料時可以開啟排料通道進行急速排料處理。當(dāng)遇到出灰機故障停機時可急速移除設(shè)備直接排料。
為確保成品石灰的質(zhì)量和產(chǎn)量，務(wù)必做到不停助燃風(fēng)連續(xù)生產(chǎn)，新型的段式密封閥出灰機也是高效自動化出灰生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，該設(shè)備可以把排灰筒中連續(xù)落下的石灰不斷排到爐外，排灰過程中由于段式密封裝配的密封效用，使助燃風(fēng)能連續(xù)供風(fēng)而不致從下面泄漏。
段式密封閥出灰機設(shè)備配合盤式出灰機使用，在連續(xù)排灰中使?fàn)t內(nèi)密封良好，不影響助燃風(fēng)連續(xù)送風(fēng)，排灰過程中不擠壓和摧毀石灰塊，可把600mm以下粒度物料直接急速排出爐外，該設(shè)備運轉(zhuǎn)簡單可靠，免經(jīng)常維護，故障率極低。
“第三代”技術(shù)在窯體三代地方設(shè)計有探瘤、除瘤裝配，該裝配可以把窯壁上初期生成的結(jié)瘤及時發(fā)現(xiàn)并進行處理，使結(jié)瘤物料排除在萌芽狀態(tài)。
5、選擇第三代高活性劑、脫瘤、除硫技術(shù)：
“工業(yè)灰”很多用戶對石灰的活性度提出了更高的要求，如冶金行業(yè)煉鋼用灰、電廠脫硫灰、電石灰等，活性度的高決定了上述用戶對石灰產(chǎn)品的價格高低，所以，提高活性度是煅燒冶金工業(yè)用灰的最高追求指標(biāo)。
在燃煤混燒豎爐生產(chǎn)中，普通豎爐生產(chǎn)的石灰活性度一般在240-280 ml，“第三代”技術(shù)正常生產(chǎn)的石灰一般在300-330ml，而燃氣石灰窯生產(chǎn)的石灰活性度一般都在340-370 ml，這是燃氣窯與燃煤混燒窯石灰產(chǎn)品的一個顯著區(qū)別。
唐山金泉冶金能源新技術(shù)建設(shè)有限公司在2003年就研制了“混燒窯專用活性添加劑”并一直在進一步研發(fā)提高活性劑的應(yīng)用技術(shù)，在2009年開始推出了“新型石灰活性添加劑”技術(shù)與產(chǎn)品，該項技術(shù)可以使混燒窯的石灰活性度增加30-40 ml，該活性劑同步也可以應(yīng)用于燃氣石灰窯的生產(chǎn)。該“活性劑”在生產(chǎn)中每噸石灰只增加生產(chǎn)成本2元左右，而生產(chǎn)的石灰因提高了活性度銷售價格至少可以提高30-50元，應(yīng)用“活性劑”后，其產(chǎn)品活性度已經(jīng)接近或達到普通燃氣石灰窯的活性度了，其價值是顯而易見的。
該“活性劑”的另一特征是在煅燒過程中因可以產(chǎn)生汽溶和加熱介質(zhì)的效用，可以急速沖刷窯壁產(chǎn)生的“結(jié)瘤”，一般的“結(jié)瘤”在生產(chǎn)中會很快粉化脫落。
新研制的“第三代活性劑”技術(shù)增加了“脫硫”性能，由于“活性劑”在煅燒過程中對CaCO3和MgCO3分解的結(jié)晶起到強烈的催化效用、使CaO晶格急劇急速長大，生成了疏松的、多孔的結(jié)晶體，使石灰氣孔率較高、表面積加大，所以石灰表面存在的SO2全部脫落于石灰粉塵中，而石灰80%的SO2存在于石灰表面中，煤炭中的SO2經(jīng)過燃燒后也都變?yōu)榧毿》蹓m存在于石灰粉塵中，所以“活性劑”的應(yīng)用可以除掉原存在于原料和燃料中的絕大部分硫化物。
6、除塵系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計，煙氣達標(biāo)、二氧化碳零排放。
使用布袋除塵器是國家環(huán)保部門一直推廣使用的除塵設(shè)施，布袋除塵器的除塵效果優(yōu)于其他如：多管除塵器、重力除塵器、水除塵器等除塵設(shè)備。
但是，布袋除塵器在使用過程中由于石灰窯窯頂煙氣在生產(chǎn)失常時煙氣溫度過高，使布袋除塵器的布袋過早燒毀，使用戶造成損失同步也影響除塵效果。而且由于混燒石灰窯生產(chǎn)中燃煤在燃燒過程中產(chǎn)生一定量的焦油，往往容易堵塞除塵器濾袋孔隙的，也下降了除塵效果與除塵器濾袋的使用周期。
“第三代”技術(shù)通過優(yōu)化設(shè)計，在煙氣進來除塵器前進行了空氣流量與粉塵的重新混配，解決了煙氣除塵溫度高摧毀布袋問題，同步也把黏稠的焦油變成容易濾除的顆粒微塵，對于含SO2量高的煙塵，由于在除塵前的混配，粉塵中的CaO遇煙氣中的水分發(fā)生潮解，與SO2反應(yīng)生成CaSO4微塵，混合后進來除塵器，通過除塵達標(biāo)排放。設(shè)計的除塵排放量為<50mg/m3，在生產(chǎn)中，經(jīng)過實測在30-40mg/m3之間，經(jīng)過除塵后，排放量極少，實現(xiàn)了綜合除塵治理效果。
7、選擇變頻調(diào)速等手段，使設(shè)備節(jié)能運轉(zhuǎn)。
該爐窯生產(chǎn)中所用的動力：助燃風(fēng)系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、出灰系統(tǒng)、布料系統(tǒng)、混配系統(tǒng)等多處需求調(diào)節(jié)運轉(zhuǎn)的動力都選擇了變頻器控制和運轉(zhuǎn)，避免了大馬拉小車和無負荷空載運轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，卷揚上料系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用了“平衡重力”裝配，節(jié)約電能平均在40％以上。
8、自動化生產(chǎn)水平進一步提高，單人操控即可正常生產(chǎn)。
從原料斗上料—電子稱稱重—混配料—爐頂上料—布料—排灰—成品進料倉及風(fēng)量調(diào)控—煙氣調(diào)控—溫度調(diào)控等全部實現(xiàn)自動化，需求調(diào)整爐況參數(shù)時，只在工控室中微機上操控即可。
“第三代”技術(shù)實現(xiàn)了石灰生產(chǎn)從投入到產(chǎn)出全過程自動化作業(yè)，不但提高了產(chǎn)量和質(zhì)量，而且下降了工人的勞動強度，改善了工作環(huán)境。經(jīng)過近十幾年的使用表明，它不但穩(wěn)定可靠、故障率低、抗干擾能力強，而且稱量系統(tǒng)精度高、性能齊全、操控簡單方便，深受操控工人的歡迎。是石灰爐中比較理想的控制系統(tǒng)。
9、工程投資低，開發(fā)周期短、生產(chǎn)成本低、投資回報率高。
“第三代”技術(shù)把工程投資進一步下降是該技術(shù)的主要特性，按照日產(chǎn)200噸活性石灰的一座258m?豎窯計算，第一代原日本技術(shù)在我國的工程投資在450-500萬元，第二代技術(shù)工程投資在350-400萬元，而第三代技術(shù)經(jīng)過再次優(yōu)化設(shè)計，把工程投資控制在了250-300萬元范圍內(nèi)，而產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量又有了很大提高，經(jīng)測算，目前豎窯工程投資在同等產(chǎn)量下只有回轉(zhuǎn)窯工程投資的20%，而且工程開發(fā)周期只有3-4個月。
按照唐山地區(qū)2012年上半年當(dāng)?shù)貎r格計算：“第三代”豎窯每生產(chǎn)一噸石灰成本在260-280元（不含運費），而石灰的售價在480元-530元/噸，利潤是非常可觀的。經(jīng)實測，應(yīng)用第三代技術(shù)日產(chǎn)200噸石灰的豎窯，按照每噸最低80元利潤計算可在5-6<span style="font-family: 宋體;letter-spacing: 0;font-size: 14px
