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    新质生产力|石灰行业“四大发明”落地

    2024-03-22 14:45:49  来源：石灰窑生态圈
                                                新质生产力|石灰行业“四大发明”落地
          一、导语
      从世界经济发展的历程来看，科技创新是人类财富增长的不竭源泉，是生产力发展的巨大动力。在不同的经济发展阶段，科学技术的创新都一直推动着经济的发展，引起生产力的深刻变化和人类社会的巨大进步。
             当前，在全社会推进碳达峰碳中和背景下，实现碳达峰碳中和目标，是一场广泛而深刻的系统性变革，石灰行业面临挑战与发展机遇。石灰行业在推动绿色低碳技术示范应用的过程中，不仅要强调对科技创新与产业发展内在规律的认识与尊重，也要进一步把更多绿色低碳技术红利转化为高质量发展新动能。特别是石灰生产能效提升、产品提质和二氧化碳利用产业化、开展低碳零碳园区探索、发展绿色产品等均需探索实践，也亟待原创新和颠覆性技术的出现和应用。
       二、石灰行业“四大发明”引领行业发展新方向
        “唐山金泉”品牌始创与1989年，于2007年携手合作单位成立唐山金泉冶化科技产业集团，集团旗下唐山金泉冶化科技产业有限公司等所属核心企业作为“新能源与绿色循环经济发展”示范企业，坚持走“新动能、新模式、新产业”的创新驱动之路，以高水平创新型人才培养为强大支撑，不断攀登石灰产业领域技术高峰，不断攻克技术堡垒，加强关键核心技术知识产权攻关，通过与科研单位、院校开展多种“产学研”合作模式，培育出一批自主可控、市场竞争力强的高价值专利和颠覆性原创技术，激发了公司知识产权创造活力，塑造了公司在行业内竞争的核心优势，探索出一条知识产权护航、专利技术产业化增收的良性发展之路，目前公司已经拥有涉及石灰行业的有效专利16件。
           2024年03月19日，随着一项“中心烧嘴式石灰窑”国家发明专利授权，由唐山金泉冶化科技产业有限公司技术研发中心“石灰产业脱碳高值化应用课题研究组”和“有机废弃物资源化高值化利用生产石灰课题组”研发团队承担，被行业组织评价为“二十一世纪石灰行业四大发明”的四项发明专利技术成果终于全部落地。该系列技术从2012年开始进行基础性理论研究探索到2016年开始立项研发到中试、工业应用至今已经走过了12个年头，部分项目已经在2022年开始推广并落地实施，已经成功运行一年以上，取得了宝贵的生产实践经验和数据。
      该系列发明成果全方位完成了石灰产业传统能源与可再生能源和碳能转化应用与新型石灰生产技术的产业融合，实现了从石灰生产能效提升+环境保护+清洁能源+可再生能源+碳能回收应用+矿化固碳的“石灰产业循环经济六位一体全产业链”可持续发展模式，这种创新模式在国内是首创，国外也无案例。该系列技术发挥了石灰产业链链主优势，将石灰产业上下游的循环经济、可再生能源、工业废弃物、生物固碳等领域进行有机整合，将有效的推动石灰行业提质增效、减排固碳的实施。
       特别是该系列技术中的石灰窑回收CO重整转化为C1（煤气）生产石灰技术，可以大量转化利用二氧化碳而较少消耗燃料/蒸汽，技术通用性好，投资低，安全可控，是一种现场直接回收直接消耗二氧化碳制备工业气体/燃料、解决温室效应的非常有效的手段。不仅可以消耗石灰生产工艺系统内部本身产生的二氧化碳，大幅度降低石灰生产燃料成本，还可以消纳外部碳源，实现负碳，而且还可以为下游高附加值化学品提供适宜氢碳比的合成气原料和实现CO2销售与矿化。
            而且，在“国产化双膛石灰窑”系列技术中的“混料式+喷吹燃料互换共用技术”为传统混料式石灰竖窑提升改造为双膛式生产提供了广阔空间，尤其是实现双膛窑”“旋压悬浮式煅烧粉料石灰”技术也是石灰生产工艺的“新亮点”，在生产常规粒度石料的同时，可以实现同步煅烧0-10mm粉状石料，解决了传统竖窑无法煅烧粉料的弊病，与传统悬浮窑投资相比投资极低。
      据悉，这四项系列专利发明成果从2018年开始申请专利，2023年5月23日第.一项“一种利用回收二氧化碳发电的电烧石灰窑”发明专利获得国家授权，到2024年3月19日的一项“中心烧嘴式石灰窑”发明专利授权，四项发明权利陆续完成授权和公布，包括5项延伸专利也先后取得授权。其中，2024年2月份就连续获得了两项发明专利授权，特别是“国产化双膛石灰窑”和“石灰窑回收CO2高值化应用”系列技术被列为2024年重点推广技术。
    其中涉及“四大发明”的四项发明专利技术主要特征：
    主体核心专利基本信息（按照专利授权日期排列）：
    1、电烧石灰系列：
    专利名称（发明）：一种利用回收二氧化碳发电的电烧石灰窑
    专利号：ZL201810738870.7
    申请日：2018年07月06日
    授权公开（公告）日：2023年05月23日
    技术特征：
    • 二氧化碳纯度高零碳排放 
    • 二氧化碳液化工业化应用和销售
    • 二氧化碳机械能发电
    • 电能矿热法生产石灰
    • 石灰品质好活性度高
    延伸专利1：
    专利名称（实用新型）：一种利用回收二氧化碳发电的电烧石灰窑
    专利号：ZL201821072839.6
    申请日：2018年07月06日
    授权公开（公告）日：2019年03月29日
    技术特征：
    • 与前述发明专利技术特征相同。
    延伸专利2：
    专利名称（实用新型）：一种电烧石灰窑
    专利号：ZL201921301082.8
    申请日：2019年08月12日
    授权公开（公告）日：2020年05月08日
    技术特征：
    • 电能转化为高温空气能无焰燃烧
    • 炉内式蓄热与能量回收应用
    • 实现精准温度控制煅烧
    • 无氧真空环境内煅烧实现高浓高度CO2回收
    • 温度高石灰分解速度快石灰品质纯度高活性高
    2、国产化双膛石灰窑系列：
    专利名称（发明）：用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱销的双膛石灰窑及方法
    专利号：ZL202110838973.2
    申请日：2021年07月23日
    授权公开（公告）日：2024年02月27日
    技术特征：
    • 煤炭+电能一体化生产 
    • 可以独立使用煤炭及电能生产
    • 双膛并流与逆流同步煅烧，产能提高40%以上。
    • 炉内脱硝，无炉外脱硫塔，脱除率可达35mg以下。
    延伸专利1：
    专利名称（实用新型）：用于实现并流逆流同步煅烧及炉内脱硝的双膛石灰窑
    专利号：ZL202121694962.3
    申请日：2021年07月23日
    授权公开（公告）日：2021年07月23日
    技术特征：
    • 与前述发明专利技术特征相同。
    延伸专利2：
    专利名称（实用新型）：混料与喷吹两用的窑外通道支撑式双膛石灰窑
    专利号：ZL202321555958.8
    申请日：2023年06月19日
    授权公开（公告）日：2023年11月17日
    技术特征：
    • 实现单膛混烧与双膛喷吹燃料转换生产
    • 可使用固体块状燃料+气体燃料+粉状燃料生产
    • 可独立使用粉状及气体生物质燃料生产
    • 炉内无牛腿及悬挂缸等支撑
    • 采用炉外烟道通道式支撑结构
    • 循环烟道气力卸灰及气力输送
    • 旋压悬浮式煅烧粉料石灰
    • 电磁感应加热调温恒温煅烧
    • 与同类技术相比投资大幅度降低
    3、中心烧嘴石灰窑系列：
    专利名称（发明）：中心烧嘴式石灰窑
    专利号：ZL202310089589.6
    申请日：2023年02月09日
    授权公开（公告）日：2024年03月19日
    技术特征：
    • 炉体采用分段式扩延结构
    • 炉内中心燃烧器供热燃烧
    • 炉外燃烧室分段供热燃烧
    • 烟气余热高温蓄热烘干燃料
    • 蜂窝式空气燃料双预热分配器
    • 可独立使用燃气和喷吹粉状燃料
    • 独立稀相法输送生物质粉生产
    • 保留传统燃煤（混料式）生产功能
    • 炉内脱硝无炉外脱硫塔
    • 与同类技术相比投资大幅度降低
    延伸专利1：
    专利名称（实用新型）：中心烧嘴式石灰窑
    专利号：ZL202320170978.7
    申请日：2023年02月09日
    授权公开（公告）日：2023年04月18日
    技术特征：
    • 与前述发明专利技术特征相同。
    延伸专利2：
    专利名称（实用新型）：一种天然气与生物质燃料联产活性石灰的装置
    专利号：ZL202220705366.9
    申请日：2022年03月29日
    授权公开（公告）日：2023年01月31日
    技术特征：
    • 可独立使用天然气及其它气体燃料生产
    • 天然气与生物质粉和气体混合燃烧生产
    • 实现高热值燃气与低热值燃气混合燃烧
    • 燃烧器实现二氧化碳阻燃燃烧及控温
    • 燃烧器实现低氮燃烧
    • 保留传统燃煤（混料式）生产功能
    4、石灰窑回收CO2高值化应用系列：
    专利名称（发明）：竖窑CO2转新能源联产石灰与矿化零碳排的装置与方法
    专利号：CN202310723255.X
    申请日：2023年11月06日
    公开（公告）日：2023年08月29日
    • 技术特征：
    • 生物质燃料生产合成气燃气煅烧石灰
    • 采用合成气与煤炭成本相比降低30%以上
    • 生物质废碳与CO2还原转化CO+H2还原燃气
    • 还原燃气与煤炭成本相比可降低40-70%或更高
    • CO2富集回收直接提纯至98-99%达到工业应用标准
    • CO2浓度35-99%之间可调利于轻质碳酸钙生产
    • CO2气体全部矿化回收实现零碳排
    • 与传统石灰方式相比石灰品质更高成本更低
    • 通用性好、工艺及装备简单适用、投资低
    • 密闭式循环生产、可实现无“烟囱”生产零碳零污染排放
    延伸专利：
    专利名称（实用新型）：竖窑CO2转新能源联产石灰与矿化零碳排的装置
    专利号：CN202322980706.6
    申请日：2023年11月06日
    • 技术特征：
    • 与前述发明专利技术特征相同。
       三、让技术脱离神秘感落地应用
             唐山金泉冶化科技产业集团旗下唐山金泉冶化科技产业有限公司等所属企业，作为一家在冶金、能源、石灰科技领域有着三十五年的品牌发展史和十六年集团化合作创新实践经验的企业，深知以技术驱动创新的重要性，更是从多年来的与用户精诚合作深度互信过程中感受到了科技创新之于行业转型的关键作用。而基于诸多的切身体会和专.业深耕，唐山金泉公司借自身优势已打造形成较强的技术后盾，而且深刻感受到技术不是空中楼阁，扎扎实实地落在应用场景中才能发挥*大的价值。
      在这一背景下，唐山金泉公司立足新时期，探索新挑战，以面向未来、更迭时代技术为愿景，汇聚了一批具有科研和产业背景的人才和合作伙伴，致力于新的突破性技术落地实施和应用。坚持以政策为导向、以市场需求为基础，让创新的科技成果与专.业的服务全面渗透于行业上下产业链的各个层面，全方位助力行业进行转型升级，从而进一步赋能石灰产业高质量发展。未来，金泉公司也将继续秉承这一发展路径，继续做一些探索性、突破性的技术，解决更深层次的科学问题，赋能产业，造福社会。
          目前，“石灰行业四大发明”专利技术部分成果已经在2022年开始推广并逐步实施落地应用，2023年多个示范性项目已经在蒙古国及国内多地开始启动和建设，预计2024年将有七个项目开工建设和陆续投产。其中，“国产化双膛窑系列技术”暨“混料与喷吹两用的窑外通道支撑式双膛石灰窑”省级重点示范项目将在黑龙江、广西、广东、福建、安徽、贵州等地陆续实施，其中，“石灰生产脱碳高值化应用”和“有机废弃物资源化高值化利用生产石灰”等技术均为在国内首次应用。
                     四、结语
       唐山金泉公司技术团队上述“四大发明”专利技术的顺利落地和实施，为石灰行业新能源应用和加快绿色转型作出了贡献，也彰显了金泉人服务行业需求的担当与作为。
       通过这个案列我们应该认识到：在新商业的世界里，没有被淘汰的行业，只有被颠覆出局的企业，这既是一个*好的时代，也是一个*坏的时代，现在所有的商业竞争都会聚焦在“颠覆与重构”上，用颠覆式创新与新商业模式融合，一家公司或者一位老板，如果颠覆与重构能力短缺，注定会提前败下阵来。
            当下，我国的经济从高速发展已经转到高质量发展，伴随着碳减排政策的落地实施以及碳中和观念的深入人心，必将催动石灰行业循环经济产业链产业的快速发展，所以，我们要积极拥抱新事物和新机遇。
           在这里，值得肯定的是，唐山金泉人30多年来不忘初心、牢记使命，将自身发展融入国家发展大局，紧盯石灰产业技术创新*前沿，在关键理论研究和核心技术上不断寻求突破。金泉公司团队从1992年开始研发成功国内首座低热值工业尾气石灰竖窑开始，一路走来，始终坚守初心，不断创新。用超过330座（套）石灰窑设计建造业绩诠释了在工艺、品质、能效、环保、减碳等方面如何保持行业领先地位，也构建和引领了石灰行业全产业链的发展新模式。
      人们都说“时势造英雄”，是成就了唐山金泉人的风生水起、挺立潮头。但是，金泉人并不仅仅靠的是“外力”，更多还是内心的笃定、正确的策略、技术上的钻研与用户的需求和对路的市场战略。从曾经的孤勇者，到今天的行业翘楚，他们并没有太在意身边到底是旁观者的冷眼，还是热烈的欢呼和掌声，因为唐山金泉始终关注的只是客户会怎么想，能否给客户带来更多价值，而且他们的确在技术研发、应用体验、产品成本等方面做了不小的投入，今天公司的快速发展和行业的认可其实是水到渠成。
     
       文稿编辑：
     《石灰产业》编辑部
    注：该文为简版通稿，全文及部分技术介绍内容将刊发在《石灰产业》杂志（内刊）2024年2期（总第27期2024年4月18日版）

    详细了解石灰行业“四大发明”技术及项目实施情况点击以下文章查看：
    ★全球首发|传统石灰生产方式将终结
    ★现场考察|用结果彰显实力—全国首座第七代TMS石灰窑调研行
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