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傳統(tǒng)石灰生產(chǎn)方式將終結(jié)
2023-12-01 11:14:45 來(lái)源：石灰窯生態(tài)圈
傳統(tǒng)石灰生產(chǎn)方式將終結(jié)
一、導(dǎo)語(yǔ)氣候變化是 21 世紀(jì)人類面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，是深刻影響各國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的重大全球性問題，積極應(yīng)對(duì)氣候變化已成為全球普遍共識(shí)和大勢(shì)所趨。
從2020年9月，國(guó).家.領(lǐng).導(dǎo).人在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上的講話中首次提出中.國(guó)將力爭(zhēng)在 2030 年前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，2060 年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”概念開始，到2021年3月發(fā)布的政府工作報(bào)告中，中國(guó)明確提出了在“十四五”期間單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗和二氧化碳排放指標(biāo)的政策落地和指明方向僅用時(shí)半年，體現(xiàn)了中國(guó)對(duì)實(shí)現(xiàn)碳中和的決心。而且在今年11月16日，國(guó).家.領(lǐng).導(dǎo).人向在舊金山舉行的亞太經(jīng)合組織工商領(lǐng)導(dǎo)人峰會(huì)上莊嚴(yán)承諾；“3060雙碳目標(biāo)”我們說(shuō)到做到！
近日，工業(yè)和信息化部、國(guó).家發(fā)展改革委、財(cái)政部等8部門聯(lián)合印發(fā)《建材行業(yè)穩(wěn)增長(zhǎng)工作方案》，從建材行業(yè)實(shí)際情況出發(fā)，聚焦行業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型方向、把握供需市場(chǎng)變化趨勢(shì)、優(yōu)化培育產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)，提出促進(jìn)行業(yè)穩(wěn)增長(zhǎng)系列舉措�！斗桨浮返某雠_(tái)將有效促進(jìn)建材行業(yè)穩(wěn)增長(zhǎng)、調(diào)結(jié)構(gòu)、增效益，推動(dòng)建材行業(yè)綠色低碳安全高質(zhì)量發(fā)展，助力工業(yè)穩(wěn)增長(zhǎng)和產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定。
更為關(guān)鍵的是，碳有價(jià)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，從國(guó)內(nèi)形勢(shì)看，碳排放交易價(jià)格每噸從40元區(qū)間攀升至60元區(qū)間。從國(guó)際形勢(shì)看，2022年12月，歐洲議會(huì)和歐洲理事會(huì)達(dá)成一項(xiàng)臨時(shí)協(xié)議，確定歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制將于2023年10月開始試運(yùn)行，過渡期至2025年底，2026年正式起征，并在2034年之前全面實(shí)施。至此，歐盟將成為世界上第.一個(gè)征收“碳關(guān)稅”的經(jīng)濟(jì)體。歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制是指某些商品在生產(chǎn)時(shí)會(huì)釋放二氧化碳等溫室氣體，這些商品進(jìn)入歐盟關(guān)境時(shí)，需要向歐盟額外支付一筆款項(xiàng)，其數(shù)額與商品制造時(shí)釋放的溫室氣體數(shù)量相關(guān)。
目前，碳關(guān)稅的征收范圍覆蓋了“鋼鐵、鋁業(yè)、電力、水泥、化肥、氫”六大行業(yè)，基本涵蓋了目前的所有基礎(chǔ)重工業(yè)品類，在后來(lái)修正案中又增加了有機(jī)化學(xué)品和塑料，因此在未來(lái)極有可能隨著下一階段擴(kuò)大征收范圍而被納入。
另外，據(jù)世界銀行研究報(bào)告稱，如果“碳關(guān)稅”全面實(shí)施，在國(guó)際市場(chǎng)上，中國(guó)制造可能將面臨平均26%的關(guān)稅，出口量可能因此下滑21%。據(jù)測(cè)算，我國(guó)的鋼鐵產(chǎn)品出口增加的“碳關(guān)稅”將達(dá)到1000元/噸。
綜上所述，我們應(yīng)該看到，生存和增長(zhǎng)是企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，面對(duì)龐大而宏偉的“雙碳”目標(biāo)，相關(guān)企業(yè)如何加速碳中和，制定和選擇合適的減排路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展，把它細(xì)化成一個(gè)個(gè)具體的動(dòng)作，有規(guī)劃地推動(dòng)節(jié)能減排事業(yè)的發(fā)展，是在生存之上更高的要求，也體現(xiàn)了一個(gè)企業(yè)的成熟度和發(fā)展?jié)摿Α?/span>
二、傳統(tǒng)石灰生產(chǎn)方式的變革來(lái)臨
實(shí)現(xiàn)碳中和，對(duì)我們固然是一個(gè)非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，但我們也應(yīng)看到，這中間也蘊(yùn)含著巨大的機(jī)遇，背后孕育著一次百年級(jí)別的能源革命，其中必然伴隨著大量的技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新，傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)方式也將因此發(fā)生深刻變化。生產(chǎn)端將形成“生產(chǎn)低碳化+能源清潔化+排放零碳化”的特征，即生產(chǎn)過程中盡量不產(chǎn)生二氧化碳，逐漸實(shí)現(xiàn)零碳化，生產(chǎn)盡可能以電、清潔能源、可再生能源作為能源來(lái)替代傳統(tǒng)化石能源。目前，CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）作為一項(xiàng)有望實(shí)現(xiàn)化石能源大規(guī)模低碳利用的新興技術(shù)，將受到更加廣泛的關(guān)注，特別是工業(yè)廢氣中CO的直接轉(zhuǎn)化利用備受人們期待，開發(fā)相關(guān)清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)迫在眉睫。
從能源替代方面，我國(guó)高度重視生物質(zhì)能技術(shù)研發(fā)布局，自首.個(gè)生物質(zhì)能相關(guān)的國(guó).家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）項(xiàng)目“生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高品位燃料的基礎(chǔ)問題研究”部署以來(lái)，依托各類項(xiàng)目支撐，在生物質(zhì)氣化發(fā)電、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化、生化轉(zhuǎn)化以及催化轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系，我國(guó)在生物質(zhì)能技術(shù)領(lǐng)域有了長(zhǎng)足的發(fā)展，部分技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
“這個(gè)理念有創(chuàng)新”、“這個(gè)思路有啟發(fā)”、“這個(gè)創(chuàng)意很獨(dú)特”、“這個(gè)環(huán)節(jié)有突破”、“這個(gè)產(chǎn)業(yè)有潛力”。。。。。。。這些話語(yǔ)是不同行業(yè)的專家們?cè)趯?duì)石灰行業(yè)兩項(xiàng)新技術(shù)持續(xù)研發(fā)六年的過程中，在不同時(shí)期、不同階段對(duì)這兩項(xiàng)技術(shù)的評(píng)價(jià)和鼓勵(lì)與支持！
目前，在石灰生產(chǎn)領(lǐng)域，以能源和工藝結(jié)構(gòu)顛覆性技術(shù)變革推進(jìn)低碳石灰發(fā)展實(shí)現(xiàn)了重大突破。在2023年10月18日至21日召開的“2023石灰產(chǎn)業(yè)新技術(shù)、新裝備、新產(chǎn)品評(píng)審會(huì)（第三季）”和“第二屆石灰產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)與裝備專家鑒定會(huì)”上，由“唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)”旗下“唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)有限公司”獨(dú)家自主研發(fā)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“混料與噴吹兩用的窯外通道支撐式雙膛石灰窯”系列技術(shù)和“豎窯CO2轉(zhuǎn)新能源聯(lián)產(chǎn)石灰與礦化零碳排的裝置”系列技術(shù)通過了評(píng)審和鑒定。
鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為：該項(xiàng)系列技術(shù)為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，國(guó)外也無(wú)案例，總體處于國(guó)際先進(jìn)水平，具有良好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用前景。尤其在改進(jìn)和提升傳統(tǒng)石灰的生產(chǎn)方式和碳減排、碳應(yīng)用技術(shù)方面取得創(chuàng)新成果，對(duì)支撐此類項(xiàng)目的建設(shè)及運(yùn)行有重要作用，對(duì)促進(jìn)石灰產(chǎn)業(yè)脫碳增值化應(yīng)用和綠氫產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)步有重要意義。
該項(xiàng)目自2017年開始，通過六年的持續(xù)研發(fā)，目前已經(jīng)取得多項(xiàng)專利技術(shù)成果，唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)有限公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)已處于該領(lǐng)域的全球第.一梯隊(duì)，上述兩項(xiàng)代表性成果的多個(gè)國(guó)內(nèi)及國(guó)外示范項(xiàng)目已經(jīng)開始實(shí)施。
由此可見，有先進(jìn)并廉價(jià)的技術(shù)可供所用，是實(shí)現(xiàn)碳中和的前提條件，也就是說(shuō)，“技術(shù)為王”將在碳中和過程中得以充分體現(xiàn)，上述技術(shù)被評(píng)價(jià)命名為“中國(guó)式雙膛石灰窯”，已經(jīng)授權(quán)申請(qǐng)專用商標(biāo)“ZGS”，項(xiàng)目推廣名稱為“ZGS外支撐式混噴雙燃雙膛石灰窯”。
下面，我們來(lái)對(duì)這兩個(gè)體系的技術(shù)分別作介紹，進(jìn)一步了解這兩項(xiàng)技術(shù)成果的相關(guān)概念、技術(shù)特征、技術(shù)原理和實(shí)施路徑，以及由此帶動(dòng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)型升級(jí)需求和潛在的商業(yè)機(jī)會(huì)。
三、混料與噴吹兩用的窯外通道支撐式雙膛石灰窯的技術(shù)創(chuàng)新
1、技術(shù)發(fā)明與創(chuàng)新點(diǎn)：
該項(xiàng)發(fā)明通過對(duì)傳統(tǒng)單膛及雙膛石灰豎窯生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和提升，創(chuàng)新采用了窯外通道支撐式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了混料與噴吹兩用的生產(chǎn)工藝。
窯體采用擴(kuò)延式爐體結(jié)構(gòu)，窯體上設(shè)置外置循環(huán)煙道、外置煙道式斜向支撐結(jié)構(gòu)、可拆解式噴槍、煙道清灰氣力輸送裝置、窯頂廢氣余熱烘干篩分及旋壓懸浮預(yù)熱器，以及恒溫煅燒反應(yīng)釜、電磁感應(yīng)加熱調(diào)溫裝置等，其能夠?qū)崿F(xiàn)單膛豎窯與雙膛豎窯生產(chǎn)功能轉(zhuǎn)換，不僅能獨(dú)立使用塊狀固體燃料進(jìn)行混料式生產(chǎn)，還能實(shí)現(xiàn)雙膛蓄熱并噴吹煤炭、生物質(zhì)等粉狀燃料和氣體燃料，同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢氣余熱懸浮煅燒粉料石灰，還解決了傳統(tǒng)雙膛窯在爐內(nèi)設(shè)置牛腿式支撐及懸掛缸結(jié)構(gòu)帶來(lái)的結(jié)構(gòu)缺陷、生產(chǎn)缺陷及安全隱患等問題；該項(xiàng)技術(shù)提出的方案是對(duì)傳統(tǒng)石灰窯結(jié)構(gòu)及石灰生產(chǎn)方式的一次重大革新和技術(shù)提升。
該發(fā)明技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用、緊湊，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)性好。尤其是對(duì)傳統(tǒng)單膛混料式石灰豎窯改造、提升以及粉料懸浮式煅燒等工藝的應(yīng)用，對(duì)提高整體石灰生產(chǎn)工藝水平、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品品質(zhì)，以及在減污降碳、改善生態(tài)環(huán)境等方面具有重要意義。
2、發(fā)明特征
（一）、采用的關(guān)鍵工藝措施：
（1）、采用新型的窯外余熱煙氣循環(huán)通道，使窯體結(jié)構(gòu)更加合理、更加安全。
（2）、采用新型的窯外煙道斜向式支撐，使窯內(nèi)燃燒及煙氣循環(huán)均勻分布、無(wú)死角。
（3）、采用便捷式可拆卸噴槍，方便采用不同燃料結(jié)構(gòu)時(shí)的工藝調(diào)整。
（4）、窯體采用擴(kuò)延式爐體結(jié)構(gòu)，使余熱煙氣氣流走向更加合理、物料冷卻時(shí)間更充分、石灰活性度更高。
（5）、通過在煙道內(nèi)部設(shè)置新型煙道控制閥，實(shí)現(xiàn)混料式生產(chǎn)時(shí)的單膛窯獨(dú)立生產(chǎn)功能和采用雙膛蓄熱式生產(chǎn)的兩個(gè)窯體煙氣互通的蓄熱功能。
（6）、通過在窯體外部的煙氣循環(huán)通道下部設(shè)置數(shù)個(gè)積灰清除裝置，采用氣力輸送方式實(shí)現(xiàn)積灰窯外直接輸送轉(zhuǎn)運(yùn)，解決了傳統(tǒng)雙膛窯需要空.氣.炮高壓清灰及定期停機(jī)人工清灰的弊病。
（7）、采用多點(diǎn)旋轉(zhuǎn)稱量式出灰系統(tǒng)等措施，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)卸料及物料稱量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同生產(chǎn)工藝中不同出灰量的調(diào)整、稱量。
（8）、設(shè)置窯頂篩分與煙氣均壓烘干工藝，實(shí)現(xiàn)石料在窯頂自動(dòng)進(jìn)行二次篩分，與煙氣循環(huán)通道的部分廢氣進(jìn)行烘干與預(yù)熱，不但達(dá)到了煙氣均壓的目的，而且使篩分效果更加明顯。
（9）、通過在爐頂設(shè)置石料粉料細(xì)粉破碎及研磨裝置，把窯頂二次篩分后的石料粉料進(jìn)行破碎和研磨后，與煙氣廢氣進(jìn)行懸浮熱交換煅燒，使大部分粉料直接轉(zhuǎn)化為石灰粉（氧化鈣粉），達(dá)到節(jié)能和余熱利用目的。
（二）、積極效果和經(jīng)濟(jì)效益
a、相對(duì)于混料式生產(chǎn)方面：
（1）、改變了傳統(tǒng)單膛混料式石灰豎窯只能使用單一的塊狀無(wú)煙煤或焦炭等固體燃料的生產(chǎn)方式，可以實(shí)現(xiàn)噴吹價(jià)格低廉的粉狀煙煤和生物質(zhì)粉燃料，實(shí)現(xiàn)效益提升。
（2）、可以實(shí)現(xiàn)單膛豎窯噴吹工業(yè)尾氣（如：高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣等）、生物質(zhì)氣等氣體燃料，實(shí)現(xiàn)環(huán)境治理和減碳效益。
（3）、由于在爐內(nèi)設(shè)置噴槍、噴槍采用截面布置，使燃燒效果更充分、更均勻，石灰產(chǎn)品生過燒率可降至2-5%范圍，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品提質(zhì)增效的目的。
（4）、傳統(tǒng)單膛混料式石灰豎窯可以直接改造為雙膛式石灰豎窯（技術(shù)前提是必須有兩座相同窯容積豎窯并且兩座窯距離適宜時(shí)）。
（5）、不改變傳統(tǒng)燃煤石灰豎窯及燃?xì)馐邑Q爐主要工藝結(jié)構(gòu)特征，使大部分石灰豎窯都可以應(yīng)用本發(fā)明的工藝方法和裝置，利于工業(yè)化推廣。
（6）、由于雙膛式石灰豎窯是國(guó)家支持鼓勵(lì)項(xiàng)目，傳統(tǒng)單膛混料式石灰豎窯改造為雙膛式石灰豎窯符合國(guó)家環(huán)保、節(jié)能等政策，避免了傳統(tǒng)單膛混料式石灰豎窯被淘汰的命運(yùn)。
b、相對(duì)于傳統(tǒng)雙膛豎窯方面：
（1）、改變了傳統(tǒng)雙膛豎窯的窯體煅燒帶采用爐內(nèi)牛腿式支撐及懸掛缸的結(jié)構(gòu)方式，使生產(chǎn)工藝更加簡(jiǎn)單實(shí)用，而且解決了爐內(nèi)支撐及懸掛坍塌的可能造成重大生產(chǎn)事故的關(guān)鍵性問題；
（2）、改變了傳統(tǒng)雙膛豎窯的煙氣循環(huán)通道設(shè)置在爐內(nèi)的弊病，不但施工及維護(hù)困難而且通道容易積灰和阻礙煙氣在通道內(nèi)的正常流通，需要空.氣.炮長(zhǎng)期噴吹及停機(jī)定期人工清理；該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在爐外設(shè)置煙氣循環(huán)通道，采用爐內(nèi)廢氣壓力氣力自動(dòng)清灰、輸灰，即環(huán)保又安全，無(wú)需人工清理，而且施工及維護(hù)檢修非常便捷。
（3）、改變了傳統(tǒng)雙膛豎窯窯體結(jié)構(gòu)，冷卻帶窯殼與煅燒帶窯殼直接聯(lián)結(jié)，使窯體更加符合力學(xué)結(jié)構(gòu)特征，不但降低了施工難度和維護(hù)難度而且使窯內(nèi)氣流分布更加合理。
（4）、改變了傳統(tǒng)雙膛窯固定式卸灰裝置無(wú)法旋轉(zhuǎn)出灰致使無(wú)法排出窯內(nèi)大塊結(jié)瘤物料而且需要人工清理的弊病，采用旋轉(zhuǎn)出灰方式，可以調(diào)整窯內(nèi)料面傾斜及自動(dòng)排出窯內(nèi)結(jié)瘤物料，而且可以實(shí)現(xiàn)卸料稱量、自動(dòng)稱重出灰。
（5）、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，便于操作。
（6）、由于改變了窯體結(jié)構(gòu)，降低了窯內(nèi)的耐材使用等級(jí)，不但耐材型號(hào)選擇更加廣泛而且施工更加簡(jiǎn)單。同時(shí)，也使耐材的投資成本也大幅下降。
（7）、投資低，延續(xù)了傳統(tǒng)石灰豎窯投資回報(bào)率和投資性價(jià)比高的特征。與傳統(tǒng)單膛混料式燃煤石灰豎窯投資相比，除去增加的動(dòng)力系統(tǒng)、窯內(nèi)噴吹燃燒系統(tǒng)及需要增加的煤粉制粉系統(tǒng)等，整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的投資沒有增加。與傳統(tǒng)雙膛石灰窯投資相比，同等產(chǎn)量下投資有大幅的下降空間。
3、知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)益：
（1）、一項(xiàng)實(shí)用新型專利已經(jīng)在2023年11月17日獲得授權(quán)。
（2）、一項(xiàng)發(fā)明專利已經(jīng)在2023年08月29日公布。
四、豎窯CO2轉(zhuǎn)新能源聯(lián)產(chǎn)石灰與礦化零碳排的裝置的技術(shù)創(chuàng)新
1、技術(shù)發(fā)明與創(chuàng)新點(diǎn)：
該項(xiàng)技術(shù)以化學(xué)鏈燃燒技術(shù)原理為中心點(diǎn)，以回收利用生產(chǎn)中廢棄的碳一(C1)資源為“轉(zhuǎn)化源點(diǎn)”，開發(fā)了高效的CO2規(guī)�；眉夹g(shù)。通過對(duì)石灰生產(chǎn)中CO2回收、催化、還原制備清潔綠色能源產(chǎn)品生產(chǎn)石灰，尤其是利用生物質(zhì)燃料氫分子及碳分子的特殊性能與石灰窯煙氣中的CO2進(jìn)行化學(xué)及熱工反應(yīng)，揭示了CO2轉(zhuǎn)化的反應(yīng)機(jī)制和化學(xué)鍵轉(zhuǎn)化規(guī)律以及利用轉(zhuǎn)化的能源生產(chǎn)高.檔工業(yè)石灰的生產(chǎn)方法。
該項(xiàng)發(fā)明通過化學(xué)鏈燃燒方式提高生物質(zhì)合成氣的H2和CO的含量、熱值以及把焦油轉(zhuǎn)化為高熱值氣體燃料，通過“再生資源+二氧化碳”的方式，在不借助外部熱源及能耗的條件下，利用石灰窯尾氣中低濃度CO2與生物質(zhì)燃料以“氣化+廢碳再生”方式直接轉(zhuǎn)化生成清潔的高熱值可燃?xì)怏w并與石灰窯聯(lián)產(chǎn)活性石灰，而且通過CO2的高濃度回收與礦化，實(shí)現(xiàn)二氧化碳資源化循環(huán)利用以及循環(huán)內(nèi)的零排放，構(gòu)建了“綠色零碳”石灰生產(chǎn)新體系，具有超低節(jié)能及環(huán)保、利廢、負(fù)碳的優(yōu)勢(shì)，為傳統(tǒng)石灰生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展提供了一個(gè)全新的解決方案。
2、發(fā)明特征：
（一）采用的關(guān)鍵工藝機(jī)理及措施：
（1）采用新型生物質(zhì)燃料氣化反應(yīng)與還原反應(yīng)雙循環(huán)生產(chǎn)工藝；
（2）、生物質(zhì)焦炭及半焦炭與CO2反應(yīng)生成CO用于石灰生產(chǎn)；
（3）、生物質(zhì)與 CO2反應(yīng)生成CO用于石灰生產(chǎn)；
（4）、淘汰傳統(tǒng)的采用空氣氣化劑生產(chǎn)方式，采用水蒸氣和CO2為氣化劑；
（5）、采用石灰窯自產(chǎn)的CaO及菱鎂系CaO作為催化劑裂解焦油轉(zhuǎn)化為燃?xì)猓?/span>
（6）、采用生物質(zhì)發(fā)生爐自產(chǎn)的木炭作為催化劑裂解焦油轉(zhuǎn)化為燃?xì)庥糜谑疑a(chǎn)；
（7）、采用高溫煤氣化轉(zhuǎn)化CO2為CO燃料用于石灰生產(chǎn)；
（8）、采用熱碳酸法富集及回收CO2氣體用于外銷或循環(huán)再利用；
（9、）實(shí)現(xiàn)自循環(huán)內(nèi)的CO2碳化礦化回收。
（二）采用的關(guān)鍵裝備和措施：
（1）、生物質(zhì)合成氣發(fā)生裝置；
（2）、CO2氣化還原裝置；
（3）、CO2富集回收裝置；
（4）、段式CO2碳化裝置；
（5）、礦化反應(yīng)生成氫氣裝置；
3、積極效果和經(jīng)濟(jì)效益
（1）、采用具有“零碳”屬性的生物質(zhì)原料氣化為清潔燃?xì)馍a(chǎn)石灰，改變了傳統(tǒng)石灰豎窯使用煤炭或焦炭等石化能源的生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源向綠色能源應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。
（2）、實(shí)現(xiàn)單膛及雙膛石灰豎窯直接噴吹燃燒生物質(zhì)氣等可再生清潔綠色能源燃料，實(shí)現(xiàn)環(huán)境治理和減碳效益。
（3）、實(shí)現(xiàn)石灰窯生產(chǎn)的CO2氣體全部回收用于生產(chǎn)，特別是采用回收的CO2氣體作為生物質(zhì)氣化劑與生物質(zhì)焦炭重整生成CO高熱值氣體燃料，可以使生物質(zhì)合成氣熱值有效提升，可以使生物質(zhì)原料原始熱值增加至少20-30%以上或更多，或者也可以理解成石灰生產(chǎn)的燃料成本可以直接降低20-30%或更高，這是該發(fā)明的原始創(chuàng)新核心之一。
（4）、實(shí)現(xiàn)了能源替代，在CO2氣體生成CO高熱值氣體燃料過程中，參于反應(yīng)的每 1NmCO2(純)可替代焦炭(純炭)0.54kg，折標(biāo)煤為0.64kg。若以生產(chǎn)1000Nm3的CO(純)為基準(zhǔn)，則有200Nm3的CO2(純)參于反應(yīng)，它可替代標(biāo)煤128kg；替代氧氣(純)200Nm3(折合標(biāo)煤40kg 以上)，分別占焦炭和氧氣消耗量的25%和 67%換句話說(shuō)，每Nm3CO2(純)共可替代標(biāo)煤0.84kg。可見，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值是非�？捎^的。
（5）、淘汰傳統(tǒng)生物質(zhì)氣化采用空氣作為氣化劑的方式，與傳統(tǒng)的生物質(zhì)氣化爐相比，由于蒸汽H2O與催化劑的重整作用，使生物質(zhì)焦油95%以上都?xì)饣癁?/span>H2等高熱值可燃?xì)怏w，燃?xì)鉄嶂悼商岣?/span>15%以上，生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂祻脑瓉?lái)的≥1200 Kcal/Nm³提升至≥1800 Kcal/Nm³，或者也可以理解成石灰生產(chǎn)的燃料成本可以直接降低15%或更高，這也是該發(fā)明的原始創(chuàng)新核心之一。
（6）、傳統(tǒng)石灰生產(chǎn)的CO2氣體濃度非常低（回轉(zhuǎn)窯:15-25%，豎窯27-35%），而CO2氣體濃度是石灰深加工如：氫氧化鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、納米鈣以及礦化過程中重要瓶頸，尤其是碳化過程是生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的關(guān)鍵步驟，碳化過程的條件直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)成本，因此提高CO2氣體濃度以及優(yōu)化碳化過程和方法具有重要的作用。
該發(fā)明通過石灰窯回收二氧化碳?xì)怏w與生物質(zhì)氣及CO重整裝置的多次循環(huán)利用，使CO2氣體濃度大幅的提升，可以達(dá)到需要的理想濃度狀態(tài)65%及以上，實(shí)現(xiàn)CO2全部礦化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)真正意義的“零碳排放”。
（7）、采用新型鈉基法熱平衡式吸收塔和解吸塔工藝進(jìn)行CO2氣體高濃度回收，CO2氣體濃度可以達(dá)到98-99%范圍，可以達(dá)到外部銷售及工業(yè)化應(yīng)用，其產(chǎn)生的效益有效的提高了石灰生產(chǎn)總體效益。
（8）、與傳統(tǒng)的采用煤炭煅燒石灰相比，不需要布袋除塵器、脫硫、脫硝的環(huán)境治理設(shè)備投資，可以有效的降低環(huán)境治理設(shè)備的投資。
（9）、由于實(shí)現(xiàn)了清潔燃?xì)馍a(chǎn)石灰，使生產(chǎn)的石灰品質(zhì)更高，而且產(chǎn)品含硫量極低，達(dá)到了一級(jí)和特級(jí)冶金石灰的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
（10）、由于采用了物料全密閉生產(chǎn)，全部煙氣實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)應(yīng)用，整個(gè)生產(chǎn)無(wú)煙氣外排，實(shí)現(xiàn)“無(wú)煙囪”式生產(chǎn)。
（11）、投資低，延續(xù)了傳統(tǒng)石灰豎窯投資回報(bào)率和投資性價(jià)比高的特征。
4、知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)益：
（1）、一項(xiàng)實(shí)用新型專利已經(jīng)在2023年11月06日申報(bào)受理完畢。
（2）、一項(xiàng)發(fā)明專利已經(jīng)在2023年11月06日申報(bào)受理完畢。
五、專家評(píng)審及鑒定會(huì)議評(píng)委點(diǎn)評(píng)精選吳海濤： 在石灰生產(chǎn)的歷.史.上第.一次破解了這幾個(gè)難題，在此之前我們根本不相信有一種辦法能夠高效地通過石灰生產(chǎn)過程把二氧化碳直接高效回收用于石灰生產(chǎn)，可是在鑒定完這兩項(xiàng)技術(shù)后，我們覺得這個(gè)技術(shù)真的出現(xiàn)了！ 佟貴遠(yuǎn)： 該系列技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)石灰生產(chǎn)方式，真是一個(gè)創(chuàng)舉，重新構(gòu)建了“綠色零碳”石灰生產(chǎn)新體系，是零碳技術(shù)的先導(dǎo)，而且根據(jù)目前中國(guó)石灰生產(chǎn)方式的實(shí)際情況，有針對(duì)性、實(shí)用，應(yīng)盡快推廣實(shí)施。 童海鑫： 這是一個(gè)典型的“中國(guó)式雙膛石灰窯”，無(wú)論生產(chǎn)方式、工藝結(jié)構(gòu)還是能源利用方面都具有我國(guó)獨(dú).創(chuàng)和獨(dú).有特征，特別是淘汰和取消了沿用近60年的傳統(tǒng)雙膛窯內(nèi)部的牛腿支撐和懸掛缸的結(jié)構(gòu)和采用的窯外通道氣力清灰輸送灰等創(chuàng)新，即解決了安全隱患、方便了生產(chǎn)操作、也降低了投資。尤其是其新發(fā)明的“窯頂篩分+懸浮煅燒”煅燒粉料石灰技術(shù)很有特色，這個(gè)是所有傳統(tǒng)豎窯所不具備的，而且是創(chuàng)新的借用了豎窯窯體結(jié)構(gòu)和窯內(nèi)高溫廢氣余熱熱能+電磁加熱恒溫生產(chǎn)，達(dá)到節(jié)能和生產(chǎn)操控穩(wěn)定的目的。特別是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，投資很低，與目前已有的投資幾千萬(wàn)元的“懸浮窯”生產(chǎn)粉料石灰工藝相比，性價(jià)比極高。
而且，這幾項(xiàng)成果也為我國(guó)傳統(tǒng)混燒式單膛石灰豎窯的改進(jìn)提升提供了應(yīng)用空間。給中國(guó)石灰產(chǎn)業(yè)崛起和突破國(guó)外技術(shù)壟斷干涉提供了一張*.棒的藍(lán)圖和*.振奮人心的案例。孫武生 石灰產(chǎn)品的低碳工作實(shí)際上就在眼前，它不光影響到企業(yè)發(fā)展的問題，對(duì)很多企業(yè)來(lái)講，它已經(jīng)涉及到我們生存的問題。這兩項(xiàng)技術(shù)的推出無(wú)疑給我們提供了信心和動(dòng)力。特別是這兩項(xiàng)成果的“經(jīng)濟(jì)適用”和“多功能組合+單系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行”很有特色，比如：生物質(zhì)燃?xì)馍a(chǎn)+二氧化碳回收+二氧化碳轉(zhuǎn)化等系統(tǒng)的投資可以控制在石灰窯石灰生產(chǎn)系統(tǒng)投資的40%以下，這與目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)的僅二氧化碳回收一項(xiàng)就超過石灰生產(chǎn)系統(tǒng)投資2倍來(lái)對(duì)比，極.具性價(jià)比。而且，其各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)既是“關(guān)聯(lián)運(yùn)行”也可以“獨(dú)立運(yùn)行”，也就是說(shuō)石灰生產(chǎn)與燃?xì)馍a(chǎn)、二氧化碳回收、礦化生產(chǎn)等系統(tǒng)都可以單獨(dú)運(yùn)行，投資也可以逐步實(shí)施。尤其是石灰生產(chǎn)系統(tǒng)功能保留了燃煤的功能，這就為傳統(tǒng)石灰窯改造和提升以及燃料選擇性范圍更廣提供了空間。 王文勝 這兩種成果的創(chuàng)新是跨時(shí)代和突破性的！技術(shù)的發(fā)展就應(yīng)該是創(chuàng)造新的潛力和新的動(dòng)能，它既可以提升和改進(jìn)舊產(chǎn)業(yè)，也創(chuàng)造了新產(chǎn)業(yè)，也讓產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生調(diào)整和演變。更重要的是它引.領(lǐng)了行業(yè)發(fā)展方向，必將推動(dòng)整個(gè)石灰產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。 王樹高： 這是一項(xiàng)具有里程碑意義的研究，研究揭開了石灰產(chǎn)業(yè)回收利用二氧化碳工業(yè)化應(yīng)用中的新方法、新理念和新途徑，這一發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了我們對(duì)二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵空白，而且對(duì)于將這些技術(shù)和知識(shí)轉(zhuǎn)化到其他地方也至關(guān)重要。事實(shí)上，碳捕獲、利用和儲(chǔ)存過程并不是一個(gè)新想法，但在材料科學(xué)和化學(xué)工程的*.新進(jìn)展發(fā)現(xiàn)二氧化碳有益利用的新途徑之前，其成本高昂得令人望而卻步。當(dāng)你想到碳捕獲時(shí)，歷.史上的方法是通過管道將純二氧化碳注入地下儲(chǔ)層，以確保地質(zhì)構(gòu)造或咸水層中的純二氧化碳，國(guó)外實(shí)施的案例中，每噸的成本達(dá)到為了150 美元，國(guó)內(nèi)的二氧化碳回收成本每噸也至少在400-600元范圍，顯然，其成本在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中是無(wú)法承受的。或者，從另一個(gè)角度看，就是二氧化碳回收技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，由于生產(chǎn)成本太高，而且下游需求的產(chǎn)業(yè)鏈還沒有完善，市場(chǎng)需求量很小，究其原因也許還是成本問題。
所以，這兩項(xiàng)新成果的推出，實(shí)現(xiàn)了二氧化碳回收在自身產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)的循環(huán)利用和“吃干榨盡”，而且實(shí)現(xiàn)了*大化增值，是一個(gè)提高生產(chǎn)效益的新途徑。張鳳鎖：這兩項(xiàng)發(fā)明構(gòu)思確實(shí)很巧妙，尤其是在二氧化碳轉(zhuǎn)化工藝中，利用了生物質(zhì)氣化過程中產(chǎn)生的“廢碳”（木焦炭），通過C1分子與CO2分子的轉(zhuǎn)化使之完成能源轉(zhuǎn)換。應(yīng)該指出的是，在我們傳統(tǒng)的CO燃?xì)庵迫」に囍衅湓暇褪恰澳咎俊被颉敖固俊迸c“CO2”和“水蒸氣”發(fā)生反應(yīng)的過程，而且所有原料需要外購(gòu)，生產(chǎn)成本很高。但是，這項(xiàng)新發(fā)明的技術(shù)其關(guān)鍵點(diǎn)就是前述的所有原料都是石灰生產(chǎn)中的“副產(chǎn)物”和“廢棄物”，實(shí)現(xiàn)了自循環(huán)內(nèi)的“零成本”能源轉(zhuǎn)化與回收。當(dāng)前，在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化燃?xì)馍a(chǎn)石灰技術(shù)（包括其它行業(yè)）的推廣應(yīng)用中，唯一的一個(gè)需要解決和關(guān)心的問題就是“廢木碳”的應(yīng)用和銷售問題，在這里被輕松的解決了，而且成了必不可少“寶貝”，值得稱贊！ 鄭廣輝：生物質(zhì)能作為公認(rèn)的“零碳”能源，也是可再生能源當(dāng)中唯.一具備多元化利用的能源品類，加快生物質(zhì)能等可再生能源在石灰產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，是落實(shí)“雙碳”目標(biāo)、大力發(fā)展應(yīng)用新能源的重要途徑，也是應(yīng)對(duì)氣候變化、保障能源安全和推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要方向。我們相信，一個(gè)具備綠色低碳環(huán)保屬性，能夠保障能源安全、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)提升的行業(yè)，一定會(huì)有美好的發(fā)展前景。
六、評(píng)審與鑒定會(huì)議掠影
“2023石灰產(chǎn)業(yè)新技術(shù)、新裝備、新產(chǎn)品評(píng)審會(huì)（第三季）”掠影（攝于2023.10.18）與“第二屆石灰產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)與裝備專家鑒定會(huì)”掠影（攝于2023.10.21）
七、客戶考察及項(xiàng)目實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)掠影
據(jù)悉，上述技術(shù)成果首批示范項(xiàng)目在2022-2023年度已經(jīng)啟動(dòng)和開始實(shí)施的地區(qū)有（含可研、初步設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)、裝備制造、工程建設(shè)）：
國(guó)內(nèi)：陜西省、黑龍江省、甘肅省、廣西、廣東省、新疆、福建等地。
國(guó)外：蒙古、俄羅斯、印尼、越南等地。
八、結(jié)語(yǔ)
在當(dāng)前的新形勢(shì)下，中國(guó)企業(yè)應(yīng)該從原來(lái)的增長(zhǎng)模式走向新的發(fā)展領(lǐng)域，與時(shí)代同行，和世界緊緊擁抱在一起。尤其是行業(yè)頭部企業(yè)的這種引.領(lǐng)和帶頭作用其實(shí)是非常強(qiáng)的，它們?cè)谶@個(gè)行業(yè)里面已經(jīng)是“把應(yīng)變力轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)斗力”，以創(chuàng)新取勝，在它們的技術(shù)和產(chǎn)品里邊都會(huì)有詳細(xì)的體現(xiàn)，它們是解決方案的提供商，已經(jīng)不是一個(gè)單純的技術(shù)或產(chǎn)品，或者是一個(gè)單獨(dú)的服務(wù)，而是在這樣的一個(gè)大鏈條當(dāng)中先行取勝，已經(jīng)下好了“先手棋”，早已經(jīng)突破了單一行業(yè)的局限。
在未來(lái)，作為一個(gè)企業(yè)家一定要認(rèn)識(shí)到，一個(gè)新的時(shí)代到來(lái)，在新的時(shí)代下，我們的打法必須換，要善于靜下心來(lái)加快腳步，對(duì)我們這種百年未遇的大變化，要讓大家理解怎么樣提質(zhì)增效、變廢為寶、綠色生產(chǎn)、零碳運(yùn)行，這是我們一個(gè)新的理念，未來(lái)要順勢(shì)取勝，跟著國(guó).家的大戰(zhàn)略走，你會(huì)在他們身上看到傳統(tǒng)的土壤綻放出的“創(chuàng)新之花”，也許會(huì)在傳統(tǒng)的“老三樣”中創(chuàng)造出更高的附加值。
所以，一家優(yōu).秀的企業(yè)，不僅能在經(jīng)濟(jì)上行時(shí)有出色的表現(xiàn)，更重要的是，在經(jīng)濟(jì)下行時(shí)能夠生存。好的船長(zhǎng)、好的水手不應(yīng)只會(huì)開順風(fēng)船，也要學(xué)會(huì)開逆風(fēng)船。活著，這個(gè)目標(biāo)看上去不夠高大上，但它是企業(yè)的*.低綱領(lǐng)，也是企業(yè)的*.高綱領(lǐng)！
“唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)”旗下公司在長(zhǎng)期持續(xù)深耕石灰產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，走出了一條特立獨(dú)行的道路，就是“研發(fā)先行、求穩(wěn)致遠(yuǎn)、不走尋常路”。自1989年創(chuàng)立之初，在1992年就研發(fā)成功了國(guó)內(nèi)首座“低熱值工業(yè)尾氣氣燒石灰豎窯”，開啟了國(guó)內(nèi)氣燒石灰的先河，陸續(xù)升級(jí)研發(fā)了“國(guó)產(chǎn)化對(duì)燒式套筒石灰窯”、“氣煤兩用石灰窯”、“生物質(zhì)與天然氣聯(lián)產(chǎn)石灰技術(shù)”、“中心燒嘴式石灰窯”等多項(xiàng)專有和專利技術(shù)。在2018年研發(fā)成功了“石灰窯回收二氧化碳電燒石灰系列技術(shù)”發(fā)明專利系列成果以及“電燒高溫空氣法生產(chǎn)石灰技術(shù)”和“并流逆流同步煅燒雙膛石灰窯”系列的“煤電一體化石灰窯”、“氣電一體化石灰窯”等專利技術(shù)。截止目前，石灰窯設(shè)計(jì)、建造業(yè)績(jī)超過了340座。
而今，時(shí)隔30年，唐山金泉公司再次問鼎石灰產(chǎn)業(yè)的“珠峰”，為傳統(tǒng)石灰產(chǎn)業(yè)脫碳增值化利用技術(shù)領(lǐng)域提供了革命性技術(shù)路線，助力了“雙碳
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