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关于2021年度福建省科学技术奖提名项目的公示


根据福建省科技厅皖科基奖秘〔2021156号《关于开展2021年度福建省科学技术奖提名工作的通知》精神,我院择优提名悬浮煅烧制备粉石灰的工艺研究与装备开发项目申报2021年度福建省科学技术奖,同时按照通知要求,对拟提名项目进行公示,公示期为不少于7个自然日,主要公示内容见附件。

对公示内容有异议者,请于2021514日至521日期间向院科技发展部提出,过期则视为无异议。联系人:段圆圆,联系电话:6131 

一、项目名称

悬浮煅烧制备粉石灰的工艺研究与装备开发

二、提名者及提名意见

提名者:福州鼎博app官方下载有限公司

提名意见:悬浮煅烧制备粉石灰的工艺研究与装备开发项目是以福州鼎博app官方下载有限公司为主导,与湖北钙科机械设备有限公司合作完成的重大科技创新项目。

经审查,本推荐书中所列内容真实可靠,各栏目均按要求填写,符合申报要求。鉴于该项目应用水平高,应用范围广,经济效益显著,提名2021年度福建省科学技术奖(技术进步类)。

三、项目简介

本项目通过比较分析国内外石灰应用现状和各种生产工艺优缺点,指出传统石灰生产技术在资源综合利用、产品质量稳定、节能环保、智能控制等方面不同程度存在问题,并对石灰技术发展方向进行了展望。

针对粉状石灰产品的生产与应用,结合20世纪70年代发展起来的悬浮预热和预分解等鼎博体育登录工业的先进技术,基于其在资源综合利用、产品质量稳定、节能降耗、智能控制等方面展现的优势,研究开发了国内首套1200t/d集悬浮预热分解、悬浮冷却等技术为一体的粉石灰生产工艺和装备,通过3年多的生产和实践,验证了生产线和生产装置的稳定可靠性,产品产量、质量、能耗、环保等指标达到或超过了预期的研发目标。

本项目对石灰石矿物组成、化学成份、微观形貌、工艺特性、分解特性、燃料的燃烧特性进行了大量基础研究。

本项目在吸收众多鼎博体育登录窑尾预热分解技术成功经验的基础上,将在实验中获得的原料特性数据输入计算机,利用计算机对悬浮预热煅烧系统的各关键部位进行了模拟计算,并充分考虑原燃料的特点,慎重选取系统参数,研究开发了具有高分离效率、高换热效率、低系统阻力、高物料分解率、高运行可靠性等优点的悬浮预热煅烧冷却系统,建成的一条悬浮煅烧制备粉石灰生产线已达标运行,实现了悬浮状态下完成石灰石粉预热烧解和粉石灰冷却全过程。

本项目采用悬浮煅烧炉煅烧石灰石细粉、采用悬浮预热器回收出悬浮煅烧炉废气的热量、采用多级悬浮冷却器回收出悬浮煅烧炉成品粉石灰的热量。在悬浮煅烧炉内,粉状石灰石和燃料均匀悬浮分散在喷旋运动相互结合的气流中,完成燃烧、传热、分解、传质等过程,极大提高了反应速度和热效率,炉的出口设置旋风分离器分离收集烧得的粉石灰作为成品。通过悬浮预热器预热石灰石粉、降低出炉废气温度,悬浮煅烧炉出口旋风分离器的废气进入多级悬浮预热器、逐步加热喂入的石灰石粉,经预热的石灰石粉进入悬浮煅烧炉内煅烧。通过多级悬浮冷却器冷却出悬浮煅烧炉成品粉石灰、回收其热量,悬浮煅烧炉出口旋风分离器分离收集获得的高温成品粉石灰进入多级悬浮冷却器逐步冷却,经预热的冷却空气进入悬浮煅烧炉作为燃烧空气。

使用本项目开发的悬浮预热煅烧冷却系统建设的悬浮煅烧冷却制备粉石灰工艺线,通过一系列的试验调整,自2018年上半年投入工业化运行,3年多来整个工艺线运行稳定,达到了预期的指标,在石灰石粉CaO含量52~54%时,CaCO3分解率可达94~96 %(最高97%),粉石灰产量1150~1300t/d,粉石灰活性≥330ml,粉石灰CaO含量85~91%。生产过程绿色低排放,主要环保指标实现:粉尘<10mg/Nm3SO2<50mg/Nm3NOxSNCR喷氨)<60mg/Nm3。国家建筑材料工业鼎博体育登录能效环保评价检验测试中心的热工检测表明:期间系统产量为1300t/d,煅烧热耗为984.5kcal/kg.粉石灰。

四、客观评价

本项目成功研究开发了国内首套悬浮煅烧制备粉石灰的工艺与装备,建成了国内首条达标运行的1200t/d悬浮煅烧制备粉石灰的生产线,实现了粉石灰生产由煅烧块状石灰石-磨制成粉向粉磨块状石灰石-粉状悬浮预热煅烧冷却的工艺变革,凸显了其在资源利用、节能降耗、环境保护、智能智造等方面的独特优势。本项目充分考虑资源综合利用,做到资源吃干榨净,能耗热耗指标国内先进,环保指标国内领先,为碳捕集创造有利条件,易于实现智能制造。

1.本项目工艺先进,流程顺畅,参数合理,首次实现了在悬浮状态下完成石灰石粉预热分解和粉石灰冷却工业化生产全过程。

2.本项目研究开发的由悬浮预热器、悬浮煅烧炉、悬浮冷却器组成的关键核心装备,配置合理,布置紧凑,单一石灰石分解率达到96%以上,并充分考虑了煅烧不同品位石灰石的要求。

3.还在以下方面进行技术创新:

1)通过风机衔接悬浮预热煅烧和悬浮冷却两大热工系统,实现了各系统独立可调和稳定运行;

2)在悬浮煅烧炉旁设置了预燃炉,既作为辅燃室提高来自悬浮冷却系统的入炉空气温度,又作为点火室为悬浮煅烧炉点火,提高了悬浮煅烧炉的适应性和操作稳定性。

3)设置了循环分解装置,悬浮煅烧炉烧制的粉石灰部分进入炉内再分解,进一步提高了氧化钙含量

五、推广应用情况、经济效益和社会效益

本项目成果已在湖北钙科机械设备有限公司成功工业化应用,示范性初步显现,吸引了不少企业和同行前来参观和交流,先后为数家企业进行可行性研究工作和初步设计工作。基于此项目改进的第二代技术和装备正在中国建材集团某项目上应用,预期未来将取得更好成果。

项目经济效益:每推广一条1000t/d级规模粉石灰悬浮预热煅烧冷却生产线,其项目悬浮煅烧关键技术装备技术转让和工程总承包可创收1500万元,可创造利税150多万元。

项目社会效益:本项目的研究符合国家在资源利用、环境保护、智能智造等方面要求,本项目工艺路线可加大矿产资源综合利用,提高尾矿利用水平,使有限的石灰石资源充分利用,按照年3000万吨粉石灰市场核算,年充分利用优质石灰石资源约5400万吨;本项目生产工艺系统有合适的时间和温度窗口可利用,具有采用较低投资即可在线实现SO2NOx超低排放的优势;本项目生产工艺系统全负压操作,低投入即可实现粉尘颗粒超净排放要求;本项目易于实现智能智造,符合国家产业发展方向。

六、发表文章和主要知识产权目录

1、文章:项目共在各类期刊发表论文1篇。

文章发表情况

2、知识产权情况

项目共计申请各类知识产权9项,其中发明申请实审3项、实用新型专利授权4项、计算机软件著作权2项。

知识产权授权情况

七、主要完成人情况

主要完成人

八、主要完成单位及创新推广贡献

第一完成单位:福州鼎博app官方下载有限公司,承担实验研究、工艺研究及开发、关键装备及技术研究开发、工艺线设计和指导生产试验、调试及解决系统技术难题等工作。

第二完成单位:湖北钙科机械设备有限公司,承担项目的申报、报批、设备采购及工程施工建设和组织中试试验、生产试验及实施系统优化解决措施等工作。

九、完成人合作关系说明

本人时继明为福州鼎博app官方下载有限公司的技术研发人员。作为项目负责人,本人与其他同志共同完成了悬浮煅烧制备粉石灰的工艺研究与装备开发项目的合作研究,本项目成功研究开发了国内首套悬浮煅烧制备粉石灰的工艺与装备,建成了国内首条达标运行的1200t/d悬浮煅烧制备粉石灰的生产线,实现了粉石灰生产由煅烧块状石灰石-磨制成粉向粉磨块状石灰石-粉状悬浮预热煅烧冷却的工艺变革。

作为本项目负责人,在与湖北钙科机械设备有限公司合作研发过程中,牵头组建了项目研发团队,主持技术路线制定,指导开展各项研发及设计工作,指导与协调项目合作单位完成项目必须的其它工作。

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