新質生產力|石灰行業“四大發明”落地

                                                                         新質生產力|石灰行業“四大發明”落地
        一、導語
      從世界經濟發展的歷程來看，科技創新是人類財富增長的不竭源泉，是生產力發展的巨大動力。在不同的經濟發展階段，科學技術的創新都一直推動著經濟的發展，引起生產力的深刻變化和人類社會的巨大進步。
      當前，在全社會推進碳達峰碳中和背景下，實現碳達峰碳中和目標，是一場廣泛而深刻的系統性變革，石灰行業面臨挑戰與發展機遇。石灰行業在推動綠色低碳技術示范應用的過程中，不僅要強調對科技創新與產業發展內在規律的認識與尊重，也要進一步把更多綠色低碳技術紅利轉化為高質量發展新動能。特別是石灰生產能效提升、產品提質和二氧化碳利用產業化、開展低碳零碳園區探索、發展綠色產品等均需探索實踐，也亟待原創新和顛覆性技術的出現和應用。
      二、石灰行業“四大發明”引領行業發展新方向
    “唐山金泉”品牌始創與1989年，于2007年攜手合作單位成立唐山金泉冶化科技產業集團，集團旗下唐山金泉冶化科技產業有限公司等所屬核心企業作為“新能源與綠色循環經濟發展”示范企業，堅持走“新動能、新模式、新產業”的創新驅動之路，以高水平創新型人才培養為強大支撐，不斷攀登石灰產業領域技術高峰，不斷攻克技術堡壘，加強關鍵核心技術知識產權攻關，通過與科研單位、院校開展多種“產學研”合作模式，培育出一批自主可控、市場競爭力強的高價值專利和顛覆性原創技術，激發了公司知識產權創造活力，塑造了公司在行業內競爭的核心優勢，探索出一條知識產權護航、專利技術產業化增收的良性發展之路，目前公司已經擁有涉及石灰行業的有效專利16件。

      2024年03月19日，隨著一項“中心燒嘴式石灰窯”國家發明專利授權，由唐山金泉冶化科技產業有限公司技術研發中心“石灰產業脫碳高值化應用課題研究組”和“有機廢棄物資源化高值化利用生產石灰課題組”研發團隊承擔，被行業組織評價為“二十一世紀石灰行業四大發明”的四項發明專利技術成果終于全部落地。該系列技術從2012年開始進行基礎性理論研究探索到2016年開始立項研發到中試、工業應用至今已經走過了12個年頭，部分項目已經在2022年開始推廣并落地實施，已經成功運行一年以上，取得了寶貴的生產實踐經驗和數據。
       該系列發明成果全方位完成了石灰產業傳統能源與可再生能源和碳能轉化應用與新型石灰生產技術的產業融合，實現了從石灰生產能效提升+環境保護+清潔能源+可再生能源+碳能回收應用+礦化固碳的“石灰產業循環經濟六位一體全產業鏈”可持續發展模式，這種創新模式在國內是首創，國外也無案例。該系列技術發揮了石灰產業鏈鏈主優勢，將石灰產業上下游的循環經濟、可再生能源、工業廢棄物、生物固碳等領域進行有機整合，將有效的推動石灰行業提質增效、減排固碳的實施。
     特別是該系列技術中的石灰窯回收CO重整轉化為C1（煤氣）生產石灰技術，可以大量轉化利用二氧化碳而較少消耗燃料/蒸汽，技術通用性好，投資低，安全可控，是一種現場直接回收直接消耗二氧化碳制備工業氣體/燃料、解決溫室效應的非常有效的手段。不僅可以消耗石灰生產工藝系統內部本身產生的二氧化碳，大幅度降低石灰生產燃料成本，還可以消納外部碳源，實現負碳，而且還可以為下游高附加值化學品提供適宜氫碳比的合成氣原料和實現CO2銷售與礦化。
     而且，在“國產化雙膛石灰窯”系列技術中的“混料式+噴吹燃料互換共用技術”為傳統混料式石灰豎窯提升改造為雙膛式生產提供了廣闊空間，尤其是實現雙膛窯”“旋壓懸浮式煅燒粉料石灰”技術也是石灰生產工藝的“新亮點”，在生產常規粒度石料的同時，可以實現同步煅燒0-10mm粉狀石料，解決了傳統豎窯無法煅燒粉料的弊病，與傳統懸浮窯投資相比投資極低。

      據悉，這四項系列專利發明成果從2018年開始申請專利，2023年5月23日第.一項“一種利用回收二氧化碳發電的電燒石灰窯”發明專利獲得國家授權，到2024年3月19日的一項“中心燒嘴式石灰窯”發明專利授權，四項發明權利陸續完成授權和公布，包括5項延伸專利也先后取得授權。其中，2024年2月份就連續獲得了兩項發明專利授權，特別是“國產化雙膛石灰窯”和“石灰窯回收CO2高值化應用”系列技術被列為2024年重點推廣技術。
       其中涉及“四大發明”的四項發明專利技術主要特征：
主體核心專利基本信息（按照專利授權日期排列）：
1、電燒石灰系列：
專利名稱（發明）：一種利用回收二氧化碳發電的電燒石灰窯
專利號：ZL201810738870.7
申請日：2018年07月06日
授權公開（公告）日：2023年05月23日
技術特征：
● 二氧化碳純度高零碳排放  
● 二氧化碳液化工業化應用和銷售
● 二氧化碳機械能發電
● 電能礦熱法生產石灰
● 石灰品質好活性度高
延伸專利1：
專利名稱（實用新型）：一種利用回收二氧化碳發電的電燒石灰窯
專利號：ZL201821072839.6
申請日：2018年07月06日
授權公開（公告）日：2019年03月29日
技術特征：
● 與前述發明專利技術特征相同。
延伸專利2：
專利名稱（實用新型）：一種電燒石灰窯
專利號：ZL201921301082.8
申請日：2019年08月12日
授權公開（公告）日：2020年05月08日
技術特征：
●電能轉化為高溫空氣能無焰燃燒
●爐內式蓄熱與能量回收應用
●實現精準溫度控制煅燒
●無氧真空環境內煅燒實現高濃高度CO2回收
●溫度高石灰分解速度快石灰品質純度高活性高
2、國產化雙膛石灰窯系列：
專利名稱（發明）：用于實現并流逆流同步煅燒及爐內脫銷的雙膛石灰窯及方法
專利號：ZL202110838973.2
申請日：2021年07月23日
授權公開（公告）日：2024年02月27日
技術特征：
●煤炭+電能一體化生產  
●可獨立使用煤炭及電能生產
●雙膛并流與逆流同步煅燒，產能提高40%以上。
●爐內脫硝，無爐外脫硫塔，脫除率可達35mg以下。
延伸專利1：
專利名稱（實用新型）：用于實現并流逆流同步煅燒及爐內脫硝的雙膛石灰窯 
專利號：ZL202121694962.3
申請日：2021年07月23日
授權公開（公告）日：2021年07月23日
技術特征：
●與前述發明專利技術特征相同。
延伸專利2：
專利名稱（實用新型）：混料與噴吹兩用的窯外通道支撐式雙膛石灰窯
專利號：ZL202321555958.8
申請日：2023年06月19日
授權公開（公告）日：2023年11月17日
技術特征：
●實現單膛混燒與雙膛噴吹燃料轉換生產
●可使用固體塊狀燃料+氣體燃料+粉狀燃料生產
●可獨立使用粉狀及氣體生物質燃料生產
●爐內無牛腿及懸掛缸等支撐 
●采用爐外煙道通道式支撐結構
●循環煙道氣力卸灰及氣力輸送
●旋壓懸浮式煅燒粉料石灰
●電磁感應加熱調溫恒溫煅燒
●與同類技術相比投資大幅度降低
3、中心燒嘴石灰窯系列：
專利名稱（發明）：中心燒嘴式石灰窯
專利號：ZL202310089589.6
申請日：2023年02月09日
授權公開（公告）日：2024年03月19日
技術特征：
●爐體采用分段式擴延結構
●爐內中心燃燒器供熱燃燒
●爐外燃燒室分段供熱燃燒
●煙氣余熱高溫蓄熱烘干燃料
●蜂窩式空氣燃料雙預熱分配器
●可獨立使用燃氣和噴吹粉狀燃料
●獨立稀相法輸送生物質粉生產
●保留傳統燃煤（混料式）生產功能
●爐內脫硝無爐外脫硫塔
●與同類技術相比投資大幅度降低
延伸專利1：
專利名稱（實用新型）：中心燒嘴式石灰窯
專利號：ZL202320170978.7
申請日：2023年02月09日
授權公開（公告）日：2023年04月18日
技術特征：
●與前述發明專利技術特征相同。
延伸專利2：
專利名稱（實用新型）：一種天然氣與生物質燃料聯產活性石灰的裝置
專利號：ZL202220705366.9
申請日：2022年03月29日
授權公開（公告）日：2023年01月31日
技術特征：
●可獨立使用天然氣及其它氣體燃料生產
●天然氣與生物質粉和氣體混合燃燒生產
●實現高熱值燃氣與低熱值燃氣混合燃燒
●燃燒器實現二氧化碳阻燃燃燒及控溫
●燃燒器實現低氮燃燒
●保留傳統燃煤（混料式）生產功能
4、石灰窯回收CO2高值化應用系列：
專利名稱（發明）：豎窯CO2轉新能源聯產石灰與礦化零碳排的裝置與方法
專利號：CN202310723255.X
申請日：2023年11月06日
公開（公告）日：2023年08月29日
    技術特征：
●生物質燃料生產合成氣燃氣煅燒石灰
●采用合成氣與煤炭成本相比降低30%以上
●生物質廢碳與CO2還原轉化CO+H2還原燃氣
●還原燃氣與煤炭成本相比可降低40-70%或更高
●CO2富集回收直接提純至98-99%達到工業應用標準
●CO2濃度35-99%之間可調利于輕質碳酸鈣生產
●CO2氣體全部礦化回收實現零碳排
●與傳統石灰方式相比石灰品質更高成本更低
●通用性好、工藝及裝備簡單適用、投資低
●密閉式循環生產、可實現無“煙囪”生產零碳零污染排放
延伸專利：
專利名稱（實用新型）：豎窯CO2轉新能源聯產石灰與礦化零碳排的裝置
專利號：CN202322980706.6
申請日：2023年11月06日
   技術特征：
   與前述發明專利技術特征相同。

       三、讓技術脫離神秘感落地應用
      唐山金泉冶化科技產業集團旗下唐山金泉冶化科技產業有限公司等所屬企業，作為一家在冶金、能源、石灰科技領域有著三十五年的品牌發展史和十六年集團化合作創新實踐經驗的企業，深知以技術驅動創新的重要性，更是從多年來的與用戶精誠合作深度互信過程中感受到了科技創新之于行業轉型的關鍵作用。而基于諸多的切身體會和專.業深耕，唐山金泉公司借自身優勢已打造形成較強的技術后盾，而且深刻感受到技術不是空中樓閣，扎扎實實地落在應用場景中才能發揮*大的價值。

       在這一背景下，唐山金泉公司立足新時期，探索新挑戰，以面向未來、更迭時代技術為愿景，匯聚了一批具有科研和產業背景的人才和合作伙伴，致力于新的突破性技術落地實施和應用。堅持以政策為導向、以市場需求為基礎，讓創新的科技成果與專.業的服務全面滲透于行業上下產業鏈的各個層面，全方位助力行業進行轉型升級，從而進一步賦能石灰產業高質量發展。未來，金泉公司也將繼續秉承這一發展路徑，繼續做一些探索性、突破性的技術，解決更深層次的科學問題，賦能產業，造福社會。
       目前，“石灰行業四大發明”專利技術部分成果已經在2022年開始推廣并逐步實施落地應用，2023年多個示范性項目已經在蒙古國及國內多地開始啟動和建設，預計2024年將有七個項目開工建設和陸續投產。其中，“國產化雙膛窯系列技術”暨“混料與噴吹兩用的窯外通道支撐式雙膛石灰窯”省級重點示范項目將在黑龍江、廣西、廣東、福建、安徽、貴州等地陸續實施，其中，“石灰生產脫碳高值化應用”和“有機廢棄物資源化高值化利用生產石灰”等技術均為在國內首次應用。

        四、結語
       唐山金泉公司技術團隊上述“四大發明”專利技術的順利落地和實施，為石灰行業新能源應用和加快綠色轉型作出了貢獻，也彰顯了金泉人服務行業需求的擔當與作為。
       通過這個案列我們應該認識到：在新商業的世界里，沒有被淘汰的行業，只有被顛覆出局的企業，這既是一個*好的時代，也是一個*壞的時代，現在所有的商業競爭都會聚焦在“顛覆與重構”上，用顛覆式創新與新商業模式融合，一家公司或者一位老板，如果顛覆與重構能力短缺，注定會提前敗下陣來。
      當下，我國的經濟從高速發展已經轉到高質量發展，伴隨著碳減排政策的落地實施以及碳中和觀念的深入人心，必將催動石灰行業循環經濟產業鏈產業的快速發展，所以，我們要積極擁抱新事物和新機遇。
      在這里，值得肯定的是，唐山金泉人30多年來不忘初心、牢記使命，將自身發展融入國家發展大局，緊盯石灰產業技術創新*前沿，在關鍵理論研究和核心技術上不斷尋求突破。金泉公司團隊從1992年開始研發成功國內首座低熱值工業尾氣石灰豎窯開始，一路走來，始終堅守初心，不斷創新。用超過330座（套）石灰窯設計建造業績詮釋了在工藝、品質、能效、環保、減碳等方面如何保持行業領先地位，也構建和引領了石灰行業全產業鏈的發展新模式。
      人們都說“時勢造英雄”，是成就了唐山金泉人的風生水起、挺立潮頭。但是，金泉人并不僅僅靠的是“外力”，更多還是內心的篤定、正確的策略、技術上的鉆研與用戶的需求和對路的市場戰略。從曾經的孤勇者，到今天的行業翹楚，他們并沒有太在意身邊到底是旁觀者的冷眼，還是熱烈的歡呼和掌聲，因為唐山金泉始終關注的只是客戶會怎么想，能否給客戶帶來更多價值，而且他們的確在技術研發、應用體驗、產品成本等方面做了不小的投入，今天公司的快速發展和行業的認可其實是水到渠成。

      文稿編輯：
    《石灰產業》編輯部
注：該文為簡版通稿，全文及部分技術介紹內容將刊發在《石灰產業》雜志（內刊）2024年2期（總第27期2024年4月18日版）