悬浮煅烧工艺优化及生产过程控制研究与实践

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       从天然矿物原料制备工业原材料，以及工业固废的资源化高值利用，高温煅烧是重要的处理途径之一，如石灰石制氧化钙、菱镁矿制氧化镁、白云石制煅白、粘土煅烧等，再如电石渣热处理脱水制氧化钙、工业副产膏热处理、煤矸石热处理再利用等。
       在实际的技术研发和工程应用过程中，需针对不同原料、产品及过程控制要求，合理设计并优化煅烧工艺过程及生产装置，方可以较低的投资、能耗及运维成本，实现较高的生产效率和产品质量，同时提高资源利用率，减少环保排放。本文结合实际工程案例，重点阐述利用悬浮煅烧流化冷却技术，将石灰石矿山开采产生的碎石渣粉物料制备为高品质活性石灰，实现矿产资源的有效高值利用。

1 流化冷却技术创新应用于悬浮煅烧工艺
     
        工业煅烧工艺技术主要有竖窑、回转窑、悬浮窑三大类，其中竖窑及回转窑为传统窑型，为目前工业生产所普遍使用 ^[1-2]。
与传统竖窑、回转窑的块料堆积态煅烧相比，悬浮煅烧技术以粉料、悬浮态煅烧过程为主要特征，粉料在悬浮状态下与气流实现快速传热和分解反应过程，在热效率、热耗、产品质量、单线产能、占地、投资、运维成本、环保排放、资源利用率等方面具有优势。
       目前悬浮煅烧技术在氧化铝煅烧行业应用较广^[3-4]，石灰行业应用尚属于起步阶段，典型的悬浮煅烧工艺流程如图1所示，通常由多级旋风预热部分、单管悬浮煅烧炉、多级旋风冷却组成^[5-6]。
为确保煅烧后高温粉料的快速均匀冷却，提高系统操控的连续稳定性，降低煅烧过程燃烧空气过剩系数、减少煅烧尾气量，本文创新研发的工艺流程如图2所示，在冷却子流程中创新集成了多级流化床冷却器，将高温粉料的气固冷却过程，从原工艺的多级旋风筒及管道中，转移至流化床冷却器中，得益于流化床冷却器更强的气固混合换热作用、更长的停留时间、更大的缓冲空间，使得创新工艺在系统稳定性、原燃料适应性、产品质量、能耗、投资及运行成本等方面，较原有工艺有了较大的优化提升。