目前，我国长流程钢铁企业吨钢碳排放量约2.0吨，短流程钢铁企业吨钢碳排放量约0.6吨，短流程粗钢产量约占粗钢总产量的11%。以此计算，冶金石灰生产排放的二氧化碳量达到钢铁行业总碳排放量的约7%~11%。

以上计算是以冶金石灰生产过程中分别以无烟煤和转炉煤气两种代表性燃料情况下的粗略概算，仅供参考。

冶金石灰低碳技术综述

经过行业科研工作者、从业人员的不懈努力和攻关克难，近年来冶金石灰低碳技术取得长足进步。他们通过强化燃烧、提高窑炉保温性能和寿命、回收利用余热资源、分离提纯废气中二氧化碳等，逐步推动冶金石灰产业实现节能低碳发展。冶金石灰产业有关低碳技术综述如下：

富氧燃烧技术

富氧燃烧技术，是以高于空气氧含量的含氧气体进行燃烧的一种高效节能燃烧技术。通过增加助燃空气中的氧含量，减少空气需要量，降低烟气产生量，从而降低烟气带走的热量损失。此外，富氧燃烧技术还可以提高理论发热温度和理论燃烧温度，使燃料完全燃烧，降低烟气污染，可以提高理论燃烧速度，使燃烧反应越快越完全。研究表明，富氧燃烧技术应用于石灰窑有很大技术优势，取得了显著的节能降耗效果，值得大力推广应用。

窑炉隔热保温技术

石灰窑窑体散热损失是影响其能源消耗的重要方面。针对回转窑耐材，为提高其使用寿命和保温性能，降低传热系数，技术人员开发出特种磷酸盐砖、预制砖加浇注料混砌等新型耐火材料和窑衬结构。

采用特种磷酸盐砖替代传统镁铝尖晶石砖，可以提高耐材使用寿命，减少回转窑维修次数和时间，避免频繁开停窑导致的能源消耗，同时明显降低窑皮温度，节约燃料消耗，起到了良好的节能减排效果，已在多条冶金石灰生产线推广应用，效果良好。

创新窑衬砌筑方式。将复合预制砖由锚固件固定于窑壳，能降低保温材料的压力，可在贴近窑体内表面铺设低导热的隔热材料，同时预制砖之间用轻质高强浇注料和耐磨浇注料填充，保证窑体整体性和牢固性，解决回转窑“抽签掉砖”问题，热稳定性提高，检修率降低，窑皮温度明显降低。

余热利用技术

近年来，为减少能源消耗，节约能源成本，避免能源浪费，低品质烟气的余热利用愈加受到重视。石灰窑可利用的余热有石灰窑煅烧废气热量、回转窑筒体辐射热量以及梁式窑导热油热量等。

煅烧废气余热利用。石灰窑煅烧废气带走的热量可达石灰窑总热量的30%，具有很好的利用价值。石灰窑废气温度通常在160摄氏度~350摄氏度之间，废气温度受石灰窑装备结构、煅烧燃料种类和生产操作条件等影响。煅烧废气余热利用方式，大体有以下途径：

一是配套余热锅炉和汽轮机/螺杆机发电机组用于发电。由于废气温度低时容易影响发电效率，此项技术适用于温度较高（≥250摄氏度）的废气回收，因此多用于石灰回转窑，据了解目前已有十几座石灰回转窑进行了余热发电改造。

二是采取有机朗肯（ORC）循环技术用于发电。石灰窑ORC发电技术是近年来提出的适用于130摄氏度~300摄氏度烟气的废热回收技术，主要原理是废气经过换热器产生热水，热水将有机工质加热至沸腾，沸腾的工质进入透平机组发电。ORC发电技术为石灰竖窑的废气余热高附加值利用提供了实现条件。

三是通过烟气-水换热器用于采暖和洗浴。此利用方式对烟气温度要求低，系统配置简单，已在石灰生产企业中得到广泛应用。

四是利用高效换热器预热助燃空气和燃料，提高燃料温度，达到强化燃烧目的，提高热量利用率，降低废气出窑温度，降低燃料消耗。此技术已在回转窑和各类竖窑中得到广泛应用。

回转窑筒体辐射余热利用。石灰回转窑筒体表面温度一般在250摄氏度~280摄氏度，为收集筒体表面散发的热量，可在回转窑筒体上方安装弧形集热器，将收集的辐射热能通过换热器转化为热水用于采暖和洗浴。此项技术成熟可靠，简单易行，效益显著，在石灰回转窑中已得到推广使用。

梁式窑导热油余热利用。目前生产应用的梁式窑普遍采用导热油冷却燃料梁，导热油出窑油温一般在150摄氏度~180摄氏度，导热油温差在10摄氏度~20摄氏度。导热油出窑后需要经过轴流风机冷却，造成的热量损失可达200千卡以上，约占梁式窑总热量的20%。有关研究表明，采用导热油-蒸汽换热装置，将水加热为低饱和蒸汽，再通过配置的汽轮机发电机组进行发电，实现导热油的余热利用。此技术投资回报率高，施工改造简单，是梁式窑余热利用的有效途径。

二氧化碳回收利用技术

对石灰窑废气中的二氧化碳进行回收利用，是实现碳减排最直接有效的途径。石灰窑废气CO2含量一般为14%~38%，浓度偏低，且含有粉尘、SO2、NOX等杂质，导致其回收利用产生一定困难，投资和运行成本高。但为减少二氧化碳排放和实现资源综合利用，经过行业技术人员攻关研究，石灰窑废气二氧化碳回收利用技术已取得一定成果，目前一般采用碳酸钾（钠）水溶液或乙醇胺类水溶液作为吸收剂的化学吸收工艺和带有有机胺类系列吸附剂的变压吸附工艺。

上世纪90年代，韶钢开始探索分离回收石灰窑废气中CO2的途径，对CO2回收系统不断进行改造，先后建设2套变压吸附装置，成功从气烧石灰竖窑废气中回收纯度99.5%以上的液体CO2。首钢京唐公司研究利用套筒窑烟气的二氧化碳，采用变压吸附法生产食品级CO2，替代部分氮气和氧气，参与转炉顶吹和底吹冶炼，可以减少钢渣铁损，提高铁素资源收得率，同时多余液体CO2可以外销。山东某钢厂回收利用回转窑废气中的CO2，采用复合MEDA醇胺溶液作为吸附剂，经过除杂、吸附、深度提纯获得液态食品级CO2，实现资源化利用。敬业集团曾将回转窑废气进行除尘、脱硫后回收CO2，获得纯度99.5%以上的CO2产品，用做水杨酸生产原料。

其他节能低碳技术

石灰窑装备通过不同窑型结构和热工制度以及工艺技术的开发优化，不断向节能低碳方向发展。

回转窑在窑头窑尾配置预热器和冷却器，以充分利用焙烧烟气余热和石灰产品余热，提高生产效率，实现节能减排。长久以来，业内对石灰回转窑能耗认识存在一定误区。根据多年调研经验，实际生产中回转窑工序能耗仅比竖窑略高，在原燃料、生产操作、产品产量条件均良好的情况下，石灰回转窑工序能耗可低至160千克标准煤/吨灰~170千克标准煤/吨灰。

双膛窑采用独特的窑型结构、喷枪系统布置形式和蓄热换热焙烧系统，窑断面热量供给均匀，烟气废热得到充分利用，吨产品热耗可达到3.7吉焦以下，成为所有石灰窑型中单位产品热耗最低的窑炉。

套筒窑实现并流、逆流两种方式换热焙烧，通过下内套筒环缝夹层内被预热的冷却空气作为上下烧嘴的助燃空气，利用窑顶废气预热的驱动空气和石灰成品冷却空气作为下排烧嘴的二次助燃空气，使得窑内热量得到充分利用，取得良好的节能效果。

梁式窑燃烧梁取得了革命性进步。三代梁式窑通过绝热式燃烧梁将导热油温度差控制在2摄氏度以内，从而降低导热油散热造成的热量损失，大幅提高梁式窑能源利用效率。三代梁式窑已成功投入市场并得到大范围推广，也有多座梁式窑采用该项技术进行升级改造。此外，四代梁式窑正在进行技术推进，采用一种更加节能的无油冷却燃烧梁，彻底消除燃烧梁的热耗指标，给梁式窑节能发展带来广阔空间。

冶金石灰低碳发展对策

逐步提升冶金石灰装备水平

在当前钢铁工业淘汰落后、转型升级、减量发展和高质量发展形势下，节能环保、技术先进的石灰窑装备必然成为冶金石灰生产的最优之选。冶金石灰企业应加快淘汰现有落后或节能环保不达标的石灰窑，优先选择回转窑、双膛窑、套筒窑及其他节能环保的石灰窑装备，提高冶金石灰整体装备水平，为节能低碳发展奠定良好基础。

加强系统化能源管理

节能降耗是一项长期系统的工作，提高能源利用效率必须加强源管理。冶金石灰企业应把能源管理工作放在重要位置，通过建立完善的能源管理机构和制度、积极研发采取先进节能节电技术、完善能源计量测量设备体系、加强培训强化全员节能意识等措施，促进能耗水平稳步提升。

积极开展废气资源回收综合利用

石灰窑焙烧废气具有很好的余热利用价值和二氧化碳回收价值，但大多数冶金石灰企业尚未对这部分资源进行利用。建议冶金石灰企业结合自身废气条件，加快推进余热利用技术改造，同时积极跟踪研究二氧化碳回收技术，降低运行成本，开发下游用户，延伸产业链，推动冶金石灰生产末端减碳。返回搜狐，查看更多