摘要：阐述了利用外燃式回转窑分解石灰石生产氧化钙的工艺系统。利用该工艺系统能将石灰石分解生产出高纯度、高活性氧化钙产品，并将分解产生的二氧化碳、粉尘全部回收；生产过程中产生的余热用于发电；改变了原有高耗能、高污染的生产工艺，在降低能耗的同时降低了生产成本，提高了热量利用效率，节约能源。
关键词：氧化钙；外燃式回转窑；二氧化碳；余热发电
1、背景条件
石灰石是生产氧化钙产品的主要原料。氧化钙是塑料、橡胶及化工原料吸湿、吸潮、干燥的最佳材料，可广泛应用于冶金助溶剂、化工原料、建筑涂料、造纸、废水净化处理、垃圾焚烧、金属工厂酸碱中和、漂白、干燥，热电厂脱硫脱酸、石油润滑剂、食品及药品等领域。
目前石灰石分解生产氧化钙的工艺主要有内燃式回转窑和立窑，由于这两种生产工艺系统中石灰石与火焰、燃料直接接触，因此普遍存在如下几个主要问题：
（1）、生产出的氧化钙活性低，有过烧、烧结现象，影响下游用户产品的产量及质量。
（2）、废气排放量大，SO2、NOx、CO2等排放浓度高，有粉尘排放，对环境影响严重。
（3）、由于排放的废气温度较高，大多又不能回收利用，因此燃料浪费严重、能耗很高。
2、工艺流程
鉴于现有生产工艺存在的问题，研究利用外燃式回转窑生产氧化钙产品，可将燃料与石灰石隔离，石灰石分解过程与燃料不接触。石灰石煅烧可生产出高纯度、高活性氧化钙产品，同时可利用生产过程中产生的余热用于发电，改变了原有高耗能、高污染的生产工艺，提高了热量利用效率，节约能源，其工艺流程图如图1所示：
图1 工艺流程图
3、实施步骤
利用外燃式回转窑生产氧化钙的工艺实施步骤如下所示：
（1）、将矿山开采的石灰石破碎后送入预热器进行预热。
（2）、将预热后的石灰石送至外燃式回转窑内加热煅烧，石灰石与火焰及燃料不接触。
（3）、经过煅烧后，石灰石分解为氧化钙粉，高温氧化钙粉送至氧化钙余热锅炉，通过锅炉换热后，氧化钙粉温度降低后送至氧化钙储库存储并外销。
（4）、石灰石分解产生的高温二氧化碳气送至二氧化碳气余热锅炉，经锅炉换热降温后，送至二氧化碳气净化装置和液化装置，经液化后，送入液态二氧化碳储罐存储，部分液态二氧化碳送至干冰制备装置，制成干冰。
（5）、预热器出口的废气通过烟气管道送至烟气余热锅炉，经锅炉换热后送至烟气脱硫装置，经处理后送至烟囱排空。
（6）、氧化钙余热锅、二氧化碳气余热锅炉、烟气余热锅炉利用系统余热产生的蒸汽合并在一起经蒸汽管道送至发电系统用于发电，不额外消耗燃料，所发电量除工厂自用外剩余部分电量外供。
4、产品特点
利用外燃式回转窑生产氧化钙工艺可生产出的产品种类及特点如下：
（1）、轻烧氧化钙：活性远高于目前其它生产工艺生产的产品，可使下游用户用量降低20%以上并提高下游用户产品质量。
（2）、食品级液态二氧化碳：等级高，主要用于食品添加（食品、饮料等）、气体保护焊接、冷采石油等。
（3）、食品级固态二氧化碳（干冰）：等级高，主要用于冷链运输（海产品、水产品、医药等）、工业清洗（油污、粉尘、除锈等）、农业气肥（在提高农产品产量的同时可生产绿色无公害产品）。
（4）、发电：余热发电，不额外消耗燃料，所发电量回用于工厂生产。
5、技术优势
与现有的技术相比外燃式回转窑生产氧化钙工艺系统有如下优点：
（1）、产品质量高：由于在煅烧过程中矿石物料与火焰及燃料不接触，因此，生产出的氧化钙活性高，纯度高，矿石物料不会过烧，也不会欠烧，燃料中的杂质不会混入产品中，可使下游用户氧化钙用量降低20%以上并提高下游用户产品质量；生产出的二氧化碳气为矿料直接分解，纯度高，有害物成份低，去除有害物即可生产出食品级液态、固态二氧化碳。
（2）、生产成本低：本工艺系统可利用其它氧化钙生产工艺产生的尾矿，入窑石灰石可以是粉体、颗粒及粉体颗粒混合物。加之二氧化碳气的回收利用（变废气为产品）及生产系统的连续性、产能高等因素，本工艺系统的生产成本低于目前其它生产工艺系统。
（3）、环保：本生产工艺系统符合环保要求，不会因环保问题而停产，生产过程中除了煤气燃烧产生少量废气外没有其它固体废物、液体废物、废气、粉尘、噪声等产生，同时本生产工艺系统可回收矿料在窑内煅烧过程中产生的二氧化碳，减少二氧化碳排放。
（4）、节能：本工艺系统生产过程中产生的余热可以全部回收并用于发电，没有余热排放，综合能耗低于其它氧化钙生产工艺，在降低能耗的同时降低了生产成本。
论文作者:刘炜明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/30
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