石灰行业新一代技术装备创新研发攻关行动方案

中国建筑材料联合会  中国石灰协会

　　为贯彻落实“创新提升、超越引领”发展战略，推动我国石灰工业技术装备达到世界领先水平，特制订本方案。

　　一、国内外技术装备发展现状和趋势

　　石灰石是自然界最普遍的矿产资源，是煅烧石灰的基本原料。石灰是石灰石经高温煅烧生成的碱性较强的氧化物，是钢铁、塑料两大基材的重要辅料及基本原料，在工业废水处理、垃圾焚烧、烟气脱硫等环保领域有巨大的市场前景，作为性价比最高的碱性氧化物及其高钙特性，石灰还广泛应用于高速公路、高铁、建筑业、工业（有色、造纸、制糖、纯碱、食品、医药、建材制品）、农业等领域，是重要的基础原材料，目前我国石灰年产量约2.7亿吨，占世界石灰总产量的70%。

　　我国石灰工业技术装备包含石灰焙烧装备及石灰消化装备，其中石灰焙烧装备主要包含以下六类石灰窑型：混烧石灰竖窑、双膛窑、套筒窑、回转窑、气烧竖窑和梁式窑，石灰消化装备主要为氢氧化钙生产装备。

　　我国混烧石灰竖窑目前技术装备水平国际领先，单窑产量大型化，日产石灰可达600t，生过烧率在10%以下，吨灰标煤耗能够控制在130kg以下，但仍存在大量落后的普通混烧石灰竖窑亟需被替代或置换；

　　我国双膛窑技术装备目前已实现国产化且经过不断改进，处于国际先进水平，不足之处是目前双膛窑产能占总产能比例较低；

　　我国套筒窑技术装备目前已实现国产化且经过不断改进，处于国际先进水平，特别在燃料使用范围方面达到国际领先水平，不足之处是目前套筒窑产能占总产能比例较低；

　　我国回转窑技术装备目前已实现国产化且经过不断改进，处于国际先进水平，回转窑产能占总产能比例偏低，在低氮燃烧方面和余热利用方面有很大潜力可发掘；

　　我国TGS气烧竖窑是带中心烧嘴的气烧石灰竖窑，在全世界属于首创，处于国际领先水平，主要体现在单窑产能大，且可以利用低热值气体燃料；

　　梁式窑技术装备处于国际领先水平，国外三代四代的装备在我国已经发展到第六代，梁式窑利用导热梁能够降低能耗，提高产品质量。

　　石灰消化装备，我国处于国际先进水平，但先进产能不足，离国际领先水平还有差距，主要体现在原料控制和产品质量上，如产品纯度和比表面积方面，目前高端氢氧化钙产品主要还是依赖进口。

　　随着国内工程技术人员对进口装备的消化吸收，目前国产化的技术装备与国际领先水平的差距在逐年缩小，且由于环保政策和成本控制因素，我国石灰生产能耗和环保排放指标均处于世界先进水平。由于国产化技术装备在价格上相比进口技术装备优势明显，各类窑型走向国际化都存在着高性价比的优势，但由于国内市场需求旺盛，目前部分装备厂家还是将主要业务留在国内，走向国际化面对的主要挑战有对国外政策风险的把握、人才储备和工期的考虑，随着“一带一路”走向深入，更多的沿线国家石灰技术装备的需求将给国内石灰装备企业带来商机。

　　二、新一代技术装备创新研发攻关的目的、意义

　　作为世界用量最大的中国石灰行业，目前仍处于整体技术装备平均水平大而不强的阶段，技术装备水平参差不齐，进行新一代技术装备创新研发攻关提升整体技术装备水平迫在眉睫，因石灰产品用户众多，新一代装备技术达标主要以满足用户要求、提高产品质量和相应环保要求为主，研发主要目的是为了石灰石资源更高效集约化利用，在更低的能耗下更稳定更环保地利用普遍分布的中低品质石灰石资源生产出中高档的石灰产品，利用高品质石灰石资源生产出高附加值的精品石灰，研发路径主要依靠市场的力量，以下游用户需求为主导，进行技术装备创新研发，其次技术装备企业组成联盟，通过成立技术研发合资公司，既可以集中全行业力量创新研发，分摊研发成本，又可以共享研发成果，推进石灰行业技术进步与装备提升，再次引导石灰生产企业和装备企业转型，充分发挥各自优势提升技术装备水平。

　　三、新一代技术装备的定义与内涵

　　石灰行业新一代技术装备是在目前石灰焙烧工艺技术基础上，进一步创新与拓展窑体功能，提升单体石灰窑生产能力实现大型化，优化与提升高能效预热预分解和烧成技术，攻克与突破氮氧化物和粉尘排放的途径和技术瓶颈，充分运用和推广小粒径石灰石煅烧技术，提高产品质量和降低能耗，融入现代智能技术，使我国石灰行业技术、装备、资源能源利用效率、节能减排、自动化水平、经济技术指标都得到较大的提高和提升，达到世界领先水平。

　　四、新一代技术装备创新研发攻关的内容和目标

　　创新研发的研发内容和关键技术

　　基础理论研究方面：全国优质石灰石分布研究、各地质时期石灰石焙烧机理研究、小粒径石灰石煅烧研究等。

　　质量控制技术方面：包括原燃料优化技术、石灰窑工况稳定性控制技术、石灰焙烧工操作技术等。

　　产品应用技术方面：高比表面积氢氧化钙环保应用、高标准农田建设钙镁肥料应用技术、水环境治理应用技术等。

　　节能减排技术方面：节能方面包括石灰窑热效率提升技术、燃烧系统优化技术、高效节能保温材料应用技术、窑气余热利用技术等。减排方面包括粉尘、SO2和NOx等污染控制技术与装备和二氧化碳回收利用技术等。

　　创新攻坚目标：

　　（1）吨灰能耗降低5%，力争降低10%，吨灰标煤耗小于150kg（回转窑），125kg（双膛窑），128kg（混烧竖窑），150kg（气烧竖窑），135kg（梁式窑），130kg（套筒窑）；

　　（2）吨灰电耗（不含煤磨及煤气加压）降低10%，力争降低15%，具体指标详见如下明细表；

　　（3）劳动生产率提高1.5倍，生产线定员标准为1000t/d生产线20人；

　　（4）吨灰总生产成本下降10%到15%；

　　（5）环保指标：颗粒物排放浓度≤10mg/Nm3、二氧化硫排放浓度≤50mg/Nm3、氮氧化物排放浓度指标详见如下明细表。

石灰行业新一代技术装备相关指标明细表

混烧石灰竖窑	项目	国内现状	国际先进水平	目标
	吨灰标煤耗（kg/t石灰）	130	130	128
	吨灰电耗（kwh/t石灰）	20	20	18
	300t/d*2生产线定员（人）	25-30	28	20
	粉尘颗粒物排放浓度（mg/Nm3）	25-30	20	10
	SO2排放浓度（mg/Nm3）	70-100	100	50
	NOx排放浓度（mg/Nm3）	200	200	150
气烧竖窑	项目	国内现状	国际先进水平	目标
	吨灰标煤耗（kg/t石灰）	155	155	150
	吨灰电耗（kwh/t石灰）	50	50	40
	300t/d*2生产线定员（人）	25-30	28	20
	粉尘颗粒物排放浓度（mg/Nm3）	25-30	20	10
	SO2排放浓度（mg/Nm3）	70-100	100	50
	NOx排放浓度（mg/Nm3）	200	200	150
双膛竖窑	项目	国内现状	国际先进水平	目标
	吨灰标煤耗（kg/t石灰）	130	130	125
	吨灰电耗（kwh/t石灰）	45	45	40
	600t/d生产线定员（人）	25-30	28	20
	粉尘颗粒物浓度（mg/Nm3）	25-30	20	10
	SO2排放浓度（mg/Nm3）	70-100	100	50
	NOx排放浓度（mg/Nm3）	200	200	150
套筒竖窑	项目	国内现状	国际先进水平	目标
	吨灰标煤耗（kg/t石灰）	140	140	130
	吨灰电耗（kwh/t石灰）	40	40	35
	600t/d生产线定员（人）	25-30	28	20
	粉尘颗粒物浓度（mg/Nm3）	25-30	20	10
	SO2排放浓度（mg/Nm3）	70-100	100	50
	NOx排放浓度（mg/Nm3）	300	300	200
梁式窑	项目	国内现状	国际先进水平	目标
	吨灰标煤耗（kg/t石灰）	150	150	135
	吨灰电耗（kwh/t石灰）	35	35	30
	300t/d*2生产线定员（人）	25-30	28	20
	粉尘颗粒物浓度（mg/Nm3）	25-30	20	10
	SO2排放浓度（mg/Nm3）	70-100	100	50
	NOx排放浓度（mg/Nm3）	200	200	150
回转窑	项目	国内现状	国际先进水平	目标
	吨灰标煤耗（kg/t石灰）	160-170	170	150
	吨灰电耗（kwh/t石灰）	40	40	35
	1000t/d生产线定员（人）	30	30	20
	粉尘颗粒物指标（mg/Nm3）	20-30	20	10
	SO2排放指标（mg/Nm3）	70-100	100	50
	NOx排放浓度（mg/Nm3）	300-400	300-400	200

　　创新研发的瓶颈：

　　目前研发缺乏激励机制，大学院校没有石灰专业，也没有国家投入的专门石灰研究院所，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，直接导致了新一代技术装备的创新研发进程缓慢。

　　五、组织与保障措施

　　建立由秘书长为组长、协会技术专家组专家组成的技术装备研发攻关领导小组，统筹规划和具体领导攻关工作。

　　1、科技创新方面。在没有政府部门引导，企业缺乏创新理念的情况下，石灰协会组织和推进石灰工业技术装备的提升与研究，2012年成立技术专家组，集中行业内既有理论水平又有实践经验的专家，根据石灰行业的需要，制定专家组工作条例，确定专家组七大工作任务，即：1、发布年度技术报告；2、组织开展技术论证工作，定期发布技术导向目录；3、制订与发布石灰相关协会技术标准；4、制定与发布石灰相关协会设备标准；5、制定与发布石灰相关生产规范；6、制订与发布技术领域相关行规行约；7、接受委托，有偿开展论证、鉴定、调研、评审等技术工作。

　　2、协会与混烧竖窑（山东万达）、TGS气烧竖窑（唐山助纲）、回转窑（邯郸鼎正）、梁式窑（石家庄奋进）和氢氧化钙（常熟同诚粉体）龙头装备制造企业采取战略合作的方式，支持相关企业节能环保先进技术的研发并为之推广，建立单窑服务和创新体系，依靠专家组和龙头企业的力量，变个体创新为组织创新，每年以安排课题的形式，组织专业技术研发，通过开论证鉴定会的形式推广，同时鼓励石灰生产企业与装备企业共同创新研发攻关，既满足了行业对技术创新的需求，又树立了协会在石灰行业的技术权威地位和影响。

　　3、通过即将建立的石灰供给侧改革基金促进产业技术改造与提升，在规模化、绿色发展、节能减排工作中以先进煅烧工艺研究为基础，推广先进适用的大型石灰生产技术装备，把石灰窑废气潜热、余热利用、低温余热发电、低氮燃烧技术、新型长效适用耐材应用和智能控制技术作为重要攻关领域以提升装备节能减排降耗水平。

　　4、除石灰窑和氢氧化钙生产技术外，也着重引导石灰生产企业加强环保石灰应用技术的开发，大幅提升石灰在烟气脱硫、垃圾焚烧、污水处理和土壤治理方面的应用比例，实现石灰修复、改善环境的环保属性。

　　六、启动时间和节点时间

　　石灰产业新一代技术装备研发伴随着石灰产业结构调整和绿色发展的进程同步进行，创新研发攻关行动自2020年启动，石灰生产企业和装备企业分别开始技术装备的创新研发，2023年实现阶段性研发成果，2025年争取实现预期目标，以新一代技术装备研发带动石灰产业高质量发展。

　　开展石灰技术装备创新研发攻关，我国具备得天独厚的优势和有利条件。首先，我们有相当数量的石灰装备制造商和石灰生产商，在装备制造和装备改进上积累了大量的经验，有利于提升装备创新研发水平；其次，我国石灰产量约占世界总产量的70%，且有大量对石灰产品高标准严要求的用户，旺盛的市场需求和客户要求使得我国对石灰技术装备创新研发需求相比国外更加迫切；再次，环保高压形势下，石灰产业结构调整和绿色发展的客观要求将有力地推动石灰技术装备的研发创新工作。

　　相信在石灰装备制造企业和生产企业的共同努力下，通过创新提升，到2025年我国石灰装备整体平均水平将会与世界领先水平差距越来越近，直至反超，我国也将由石灰大国向石灰强国转变。