关键词：水泥熟料生产线；生产石灰；能耗；环保
1 新型干法水泥熟料线转产石灰的背景条件
关于国内石灰行业的情况，据笔者了解，目前全国石灰总产能在2.7亿t左右，煅烧石灰的窑炉型式至少有7种以上，其中混烧竖窑、气烧竖窑、双膛竖窑、套筒竖窑等立窑在5种以上，回转窑根据其预热器型式的不同也有2种以上。无论何种窑炉型式，其单条窑炉的石灰产能均较低，对于为数众多的立窑，单条窑的石灰产量基本在600t/d以下；而数量极少的回转窑，单条窑的石灰产量也基本在1 200t/d以下。
目前国内混烧竖窑、气烧竖窑、双膛竖窑、套筒竖窑、梁式窑的技术处于国际领先水平，回转窑技术经过不断改进，也处于国际先进水平。
虽然目前国内石灰煅烧技术处于国际领先水平，单窑石灰产量已达到600～1 200t/d，吨石灰标煤耗也已得到大幅降低。但由于其单窑石灰产能仍普遍偏小、余热没有回收利用，且这些先进窑炉的石灰产能在总石灰产能中所占比例很小，仍存在大量落后的高能耗、高污染的普通石灰竖窑；加之目前石灰行业研发缺乏激励机制、大学院校没有石灰专业、也没有国家专门投入的石灰研究院所、政府也没有相应研发资金、企业主动研发意识不强、研发资金和人才配备不足等因素，使得石灰煅烧的工艺及装备技术的进一步研发创新进程缓慢。
鉴于上述情况，国家有关部门确定了《石灰行业新一代技术装备创新研发攻关行动方案》，该行动方案对石灰行业的能耗、环保指标等提出明确目标（见表1）。需要注意的是，本表中的煤耗、电耗没有给出对应的石灰产品中CaO纯度，石灰产品中CaO纯度变化，煤耗及电耗也是变化的。
从行动方案确定的对石灰行业的能耗指标目标来看，远高于目前石灰工程设计规范给出的各型窑炉能耗指标（见表2）。但该表中没有给出对应的石灰中CaO纯度，而石灰中CaO纯度变化，烧成热耗是变化的。
2 国内水泥行业情况及转产案例
目前国内水泥行业的产能严重过剩，数百条设计熟料产量为2 500t/d及2 500t/d以下的新型干法水泥熟料生产线将被迫关停，将造成大量的资产闲置或浪费。
众所周知，目前国内水泥熟料煅烧技术在国际上处于领先水平，而且其无论是单条窑的熟料产量、熟料热耗、各项环保指标也全面优于国内石灰行业的各类窑型。
尤其是熟料热耗，相当一部分新型干法水泥熟料线的熟料热耗已基本接近烧成理论热耗。
由于煅烧石灰石生产石灰的原理与煅烧水泥熟料是相通的，因此，存在着将新型干法水泥熟料生产线转产石灰的可能。通过对水泥熟料线生产水泥熟料的原理及工艺、装备的研究，结合石灰石煅烧生产石灰的原理研究，认为将新型干法水泥熟料线转产石灰在技术上是可行的。并且在国内，也有转产案例。2017年，浙江湖州某水泥公司，成功将一条1500t/d新型干法水泥熟料线直接转产为煅烧菱镁石（MgCO3）生产轻烧MgO粉产品，其MgO粉产量可达到1 000t/d以上。
由于煅烧菱镁石生产MgO粉的原理与煅烧石灰石生产石灰的原理也基本相同，因此，这条水泥熟料线直接成功转产轻烧MgO粉，为水泥熟料线转产石灰提供了可供借鉴的案例及经验，也证明存在着将其它新型干法水泥熟料生产线转产石灰的可能性。
3 转产的技术可行性研究
3.1 转产的工艺和设备调整
如果将新型干法水泥熟料线转产石灰，根据水泥熟料线的一般工艺、设备配置情况，除了水泥粉磨系统不能利用外，整条水泥熟料线的工艺及设备都可以有效利用（包括余热电站），在实际工程项目中，需要对水泥熟料线进行如下调整及改造：
3.2 转产中的技术问题
在将水泥熟料线转产为石灰产品时，根据笔者的经验，其中可能存在如下两个问题：
（1）由于纯石灰石与水泥生料粉的组成成分、水泥熟料与石灰的组成成分不同，转产石灰后，原有的窑尾第四、第五级预热器的分离效率将有所降低的问题（转产改造过程中需要给予重视）。
（2）转产石灰后，所生产的石灰产品全部为粉体，而石灰产品用户群体中有部分用户使用块状石灰，为满足这部分的用户需求，建议新增一套“石灰粉干式压球系统”。对此，需要研究解决的问题：目前国内石灰粉干式压球系统压出的石灰球粒在强度等指标上能否满足用户要求，如不满足要求需要如何改进的问题。
3.3 转产的案例分析
将一条规格为Φ4m×60m、熟料实际产量为2 750t/d、带有五级预热器的新型干法水泥熟料线转产石灰后，其基本情况见表3。其中使用的燃料基本条件：
当使用煤炭时，干基低位发热量为23446kJ（5600kcal）/kg，煤灰含量为18%。当使用天然气时，天然气低位发热量为34332kJ（8 200kcal）/Nm3。
从表3来看，新型干法水泥熟料线转产石灰后，其热耗、电耗的能耗指标基本达到或超过《石灰行业新一代技术装备创新研发攻关行动方案》中给出的各种窑炉的能耗目标要求，更远远优于目前实际的石灰回转窑能耗。
目标指标。各项环保指标中，粉尘颗粒物排放浓度取决于原熟料线的排放浓度，而SO2、NOx的排放浓度将低于原熟料线的排放浓度——根据近年环保技术的发展，水泥行业在环保方面投入了大量的资金，尽了极大努力，各项排放指标得以大幅改善，也已基本达到了《石灰行业新一代技术装备创新研发攻关行动方案》的目标要求。这将有利于以极低的资金投入加速实现《石灰行业新一代技术装备创新研发攻关行动方案》的目标，同时加速石灰行业的转型升级。
水泥熟料线转产石灰后所需的原料仅为石灰石，而生产水泥熟料的主要原料也为石灰石，因此，转产石灰后的原料来源不是问题，而需要考虑的是石灰石品质（也即石灰石中CaO含量）问题：石灰石中CaO含量越高，生产出的石灰CaO含量也越高，相应的石灰产品售价也越高、满足用户需求的群体越大。
水泥熟料线转产石灰后所需的燃料可为煤炭或气体燃料：当采用煤炭时，生产石灰需要的总煤炭量小于或等于生产熟料时所需要的总煤炭量，煤炭的来源也应不是问题；当采用气体燃料时，需要落实气体燃料的来源。需要注意的是，与生产水泥熟料不同，生产石灰时，使用煤炭生产出的石灰产品中CaO的含量降低于使用气体燃料生产的石灰产品CaO含量，根据煤炭的热值及灰份含量不同，石灰产品中CaO的含量相差可达到2%～5%，这会影响石灰产品的售价及用户群体的数量。
水泥熟料线转产石灰后所需的电力供应也不是问题，转产石灰后的总电力需求量远小于生产熟料时的电力需求量。
4 市场可行性分析
根据前述，目前石灰行业的年总市场规模大体为2.7亿t左右，由于石灰行业普遍存在的单条窑炉产能小、能耗高、排放不达标及劳动生产率较低等问题，使石灰的生产成本及售价也普遍较高（远高于水泥熟料）。水泥熟料线转产石灰后，势必将以其相反的优势相当程度地降低石灰产品的生产成本，使其具备以适当的销售价格占领销售市场的条件，这将对目前的石灰行业形成很大的压力，也是促成石灰行业转型升级的动力。
就石灰产品质量而言，如果所使用的原料质量相同，水泥熟料线转产石灰后的石灰产品品质与目前石灰行业现有的其它窑炉生产的石灰产品品质基本相同（有些指标，如烧失量、活性还会优于其它窑炉生产的石灰产品。
理论上，利用水泥熟料线转产石灰，石灰产品的这些指标是可以根据需要进行生产调整的），仅需要研究解决有可能存在的“石灰粉干式压球系统压出的石灰球粒在强度等指标上能否满足用户要求”的问题。
5 经济可行性
根据前述，新型干法水泥熟料线转产石灰的改造工程所需要的投入是有限的。以一条规格为直径Φ4m、长度60m、熟料实际产量为2 750t/d、带有五级预热器的新型干法水泥熟料线转产石灰的工程项目为例：根据熟料线一般的配置情况，在无特殊情况的条件下，按前述的调整、改造范围，总资金投入应该在2 000万元以内。
在将水泥熟料线转产石灰的背景条件下，按转产过程的资金总投入、转产后石灰产品的生产成本、目前石灰产品的市场及售价，其经济可行性是不言而喻的。
6 政策可行性分析
据笔者了解，目前国家在政策上对石灰行业的总产能尚没有进行限制，但对具体项目的总能耗指标、单位产品能耗指标、环保排放标准控制很严。
（1）在总能耗指标上，如果增加石灰产能，原则上不允许增加总能耗指标（或必须有能耗指标替代）。
（2）在单位产品能耗指标、环保排放标准方面，一般要求要达到《石灰行业新一代技术装备创新研发攻关行动方案》中给出的目标指标要求。
由此看出，从国家政策层面，水泥熟料线转产石灰，无论从总能耗指标上，还是单位能耗指标、环保排放指标都应该不存在障碍。具体的取决于水泥熟料线所处的地域及地方政府的相关政策条件。
7 结束语
通过对上述背景条件及技术、市场、经济、政策可行性的分析，笔者认为新型干法水泥熟料线转产石灰是可行的，在有助于《石灰行业新一代技术装备创新研发攻关行动方案》目标的早日实现、加快石灰行业转型升级的同时，为即将被关停的新型干法水泥熟料线找到了一条出路。因此，特提出这一课题，供同行业参考。
作者：唐金泉，唐兆伟
单位：天津健威泽节能环保科技股份有限公司
深耕钙粉行业，我们一直在努力，投入一百分的热情，提供更周全的服务，“钙世界”平台24小时服务热线：13522158776???
