轻质碳酸钙生产过程中如何节能减排？
众所周知，建工厂、搞企业的目的是在为社会提供相应产(商)品的同时，使自身获得较好的经济效益。 对于轻质碳酸钙生产而言，碳化法生产工艺基本是确定的，由于各工序的工艺条件不同和所选用的设备不同，其能源和原材料的消耗量是有区别的，这就导致了产品的生产成本不同和企业经济效益的差别。 只有选择了先进的工艺条件和能保证这些工艺条件实施的相应设备，才能实现节能降耗，环保减排，压低生产成本，提高经济效益的目标。 如何通过技术升级来降低碳酸钙生产成本和污染排放，如何发展绿色技术，提升企业竞争力? 一、石灰石煅烧 在轻质碳酸钙生产过程中，石灰石煅烧是产品质量和节能降耗的关键环节，不仅关系到生石灰生产工序的能耗指标，同时也影响着整个工艺过程能耗中心(碳化过程的能耗高低)。 目前，国内石灰石的煅烧采用混料式立窑的企业占了绝大部分，比较先进的企业采用了机械化程度较高，结构比较完善的钢壳立窑，相当多的企业仍采用砖混结构的立窑。也有少数企业采用了更加先进的气烧立窑和由国外引进的单管及双管并流蓄热立窑。从全行业的基本情况来看，由于石灰窑结构的差异，石灰石和燃料(窑用煤/炭)的消耗指标差距很大。 要想在石灰石煅烧过程做好节能降耗，除了有条件的企业引进先进技术，消化吸收、改进发展外，大多数企业仍需在改进混料窑工艺条件和完善机械结构方面下功夫。 1、完善灰窑的机械结构 完善石灰窑的机械结构，达到布料均匀，从而煅烧均匀，石灰石(白云石)分解完全;采用并正确调整强力鼓风，达到窑内偏正压操作，提高窑气中CO2浓度，取得降低煤耗和碳化过程中空压机的电能消耗及提高产品质量的效果。同时加强窑底部卸灰设备的密封性能，减少漏风损失，降低鼓风机的电能损耗;以及采用自动计量和上料机构的DCS控制系统也是非常有效的。 具体措施是将现有石灰窑的布料方式改用密封性能好的旋转多点或旋转连续布料器，窑底卸料采用旋转螺锥+星形卸灰方式或者旋转园盘+星形卸灰方式的组合卸灰系统，因为星形卸灰机的锁风性能，基本上克服了采用振动卸灰装臵，漏风量大，鼓风电耗高，卸灰过程停鼓风机会造成煅烧不稳定的缺点。因为石灰窑上部的窑气排出口不间断的被空压机抽吸着，为了阻止外界空气的混入，窑顶布料器的密封性能和将鼓风量调整到微正压状态是非常重要的。当然一些砖混结构的石灰窑，首先解决壳体的开裂漏风也是异常必要的。经过这样完善后的石灰窑的窑气CO2浓度的工艺指标可由原来的25-28%提高到32-36%更高，从而碳化过程的碳化时间将缩短1/3以上，进而引来空压机——耗电的单元设备的电耗降低。 2、控制石灰石粒径 控制入窑石灰石(白云石)粒径的大小和均匀度，增大石灰窑的单位产量，提高石灰石的烧成率，方可降低石灰石和窑用煤的消耗。 一般企业工艺要求石料块的粒径为150mm，但是纵观大多数企业，大块原料石进场，经人工破碎后入窑，其粒径控制量都远远大于200-300mm，这就大大延长了石灰石在窑中完全分解所需要的时间，降低了石灰窑的单位生产能力。 如果把石灰石(白云石)的粒径能严格控制在100-150mm范围，就较比200-300mm范围的粒径让石灰窑的单位生产能力提高一倍，产量的提高使人工、电力相应减少，同时控制入窑石灰石粒径的均匀度，控制小粒径与大粒径比值≥1/2为适宜。由于粒径的趋于均匀，将极大地改善窑内的通风状况，可保证火力均衡，石灰石(白云石)分解完全，生烧过烧量大大减少，就能收到增产、降耗、减排(废灰和残核减少)多收益的效果。 二、脱水干燥设备优化组合 1、上悬式调速离心机与高热效率干燥机组合成脱水干燥过程 采用上悬式调速离心机与热油/汽回转干燥机或旋转列管干燥机的设备组合，是一种节能降耗的择优设备组合方案，其节能效果已经被行业内几十家大中企业的生产实践所证明。 2、潮汽扑集器的应用 轻钙生产干燥过程排出的潮气是由夹杂着部分轻钙微粒、携带大量热能的水蒸汽与热空气组成的混合气体。目前只有部分企业注重了这部分能量和粉体的回收利用，仍有相当多的企业还是直接向大气排放。这不仅造成了能源的浪费，而且还对环境造成了污染。 根据部分企业对潮气进行淋水采集回收的实践，仅回收这部分热能，每生产1吨轻质碳酸钙可获得6吨约65℃的热水。相当于48kg燃煤所放出的热量。每生产10000吨轻钙回收的能量相当于480吨燃煤的能量。 利用这部分热水澄清后去消化石灰，创造石灰消化的条件，这是一般工厂求之不得的，既加快了石灰的消化速度，又提高了灰乳及终产品的质量，对生产有利又防止污染，确实是一举双收的节能减排之佳措。 还需说明的是，在轻钙生产中扑集水完全可用离心机的回(母液)水，这样既节省了新水用量，又增浓并加热了这部分稀浆液，有利于整个生产过程的物料平衡，同时也不增加增浓工段的生产负荷。 3、干燥机烟气和石灰窑窑气余热的利用和净化 轻钙生产过程中，滤饼的干燥需要消耗大量的热能，不管采用那种形式的干燥机型，热量皆来源于燃料——煤/炭/油/气的燃烧(利用电热或其它余热的除外)。换热后的烟气，不管是由干燥机还是由配套锅炉排出，仍具有较高的温度，较好状况一般都在130-180℃左右，更有甚者可高达250-280℃，石灰窑的窑气在进净化系统之前也是这种状态，直接排空必然浪费能源。 在回收利用这部分余热方面，可利用夹套换热管加热清水，不用锅炉解决职工的洗浴问题;利用换热面较大的换热器，加热清水/液，用来制取热水化灰/冬季取暖;烟气温度较高的企业，也有的回收这部分热能对滤饼进行预干燥。这些实例都取得了节能减排的明显效果。 另外，干燥过程排除的烟气，余热利用后也不能直接排放，因为它还含有煤灰粉尘和有害的SO2气体成分，必须先净化而后排放，仅采用过去沿用的干法除尘设备进行消烟除尘的简单治理，是不符合目前的环保要求的。 三、斜板澄清-增浓器 轻质碳酸钙生产过程，为了保证和适应离心机或板框压滤机脱水的需求，必须对碳化后的沉淀碳酸钙悬浮液(少数企业除外)和离心机回水(母液)进行沉降增浓，目前行业内绝大多数企业采用的是池槽式间断增浓设施，这种设施增浓效率低，占地面积大，劳动强度高，浆液降温幅度大，浪费热能;也有少数企业采用密封槽式增浓器，与前者相比虽然在浆液减小降温幅度方面有所改善，其他的缺点依然存在。且每槽增加搅拌装臵一台，增加了投资，浪费了电能。 近年来，斜板澄清技术已在国内其他化工行业的沉降、澄清单元操作中较广泛的被采用，它是一种效率高、占地面积小、自动连续的沉降设备。浆液的降温幅度可降小，是3-5℃。再加上进出澄清器前后的输送过程热损，浆液自碳化塔放出澄清后得到浓浆和清液降温幅度仅为10℃左右。也就是说自碳化塔放出的浆液温度一般为65-70℃，终可获得55-65℃的热浓浆和热清水，浓浆温度高，就保证了脱水机械机的脱水效率和速度，热清水与上述干燥机潮气扑集回收的热水合并引去消化石灰，基本上可满足消化用热水的需要。这样就在不消耗新能源的前提下解决了热水消化石灰的难题。 (一)结构说明：1、浆液进口;2、清液出口;3、斜板区;4、澄清器筒体;5、中心导流筒;6、搅拌器;7、浓浆出口;8、支腿座。 (二)工作原理说明：每台澄清器的沉降区是由一组或几组倾斜成一定角度，间隔合理，平行排列的斜板组成，待增浓的料液由浆液进口1经中心导流筒5进入，再反转向上从底部进入斜板区3，在板间向上流动的过程中完成增浓澄清的操作;清液由清液出口1排出;浓浆由浓浆出口7排出;同时为了避免沉降的浓浆在器底的堆积结疤，器底内壁设臵了慢速耗式搅拌器6。整台设备组装在由支腿座4支撑的密封状态良好的筒体4内。 四、窑气净化系统 目前在行业内已被公认并获得大量推广应用的是喷淋除尘器、泡沫洗涤塔、吸附过滤塔的组合，实践证明耗水量低，节约水资源(每吨轻钙在此仅耗新水1.5-2吨)，阻力小，节能(整个系统阻力<300mmH2O)，净化效果好，已被广泛应用于高档轻钙和纳米钙、超细钙、碳酸镁的生产中。
