2022年度回轉(zhuǎn)窯技術(shù)發(fā)展報(bào)告
一、我國經(jīng)濟(jì)及石灰相關(guān)行業(yè)發(fā)展情況
1、2022年我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展概況
2022年，面對(duì)多重超預(yù)期因素沖擊，中國高效統(tǒng)籌疫情防控和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，保持了經(jīng)濟(jì)社會(huì)大局穩(wěn)定；疫情三年國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）年均復(fù)合增長4.5%，在全球主要經(jīng)濟(jì)體中居前列。2022年中國經(jīng)濟(jì)面臨著需求收縮、供給沖擊、預(yù)期轉(zhuǎn)弱的三重壓力，工業(yè)經(jīng)濟(jì)增速回落至低于疫情前的水平。
2、石灰相關(guān)行業(yè)的發(fā)展情況
（1）鋼鐵、氧化鋁、電石三大石灰主要需求行業(yè)產(chǎn)量均有增加
1）鋼鐵：十年來，鋼鐵行業(yè)跨區(qū)域、跨所有制兼并重組浪潮席卷全國，尤其是在專業(yè)化的基礎(chǔ)上規(guī)模化、以減少同質(zhì)化競爭為目的、以資產(chǎn)劃轉(zhuǎn)為特點(diǎn)的戰(zhàn)略性重組不斷提速，構(gòu)建起以“南寶武、北鞍鋼”為主框架的產(chǎn)業(yè)新格局，中信泰富特鋼集團(tuán)重整青島鋼鐵、華菱錫鋼、浙江鋼管、天津鋼管后，鋼鐵年產(chǎn)能超1400萬噸，成為全球范圍內(nèi)規(guī)模最大、品類最全的專業(yè)化特鋼生產(chǎn)企業(yè)，成為名副其實(shí)的全球特鋼龍頭企業(yè)。
表1 近年來兼并重組較為活躍的企業(yè)
中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，我國前10家鋼鐵企業(yè)粗鋼產(chǎn)量占全國比重由2016年的35.9%提升到2021年的41.5%，但整體仍處于較低水平，低于美國、日本、韓國等。
2022年前三季度鋼鐵業(yè)再陷困境，價(jià)格深度下調(diào)。1～9月全國粗鋼消費(fèi)下降4%，但各品種間存在差異，螺紋需求下降15.8%，熱軋需求下降4.3%，冷軋需求下降2.4%，中厚板需求增長1.6%，長材需求下降，板材需求有增有減，反映出經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)正在積極調(diào)整。
2017～2022年粗鋼產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)見表2。預(yù)計(jì)2023年鋼鐵原料成本同比上年呈下降趨勢，鐵礦石指數(shù)均價(jià)或維持在85美元左右，下跌26%，煤焦指數(shù)均價(jià)維持在1600元/噸左右，下跌30%。總體鋼材價(jià)格先抑后揚(yáng)，年均價(jià)下跌15%。
根據(jù)2021年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：我國生鐵產(chǎn)量為86856.8萬噸，按噸鐵消耗85kg石灰計(jì)算，燒結(jié)石灰年用量為7382.828萬噸。2021年粗鋼產(chǎn)量為10.3105億噸，按噸鋼消耗石灰（含精煉）38kg計(jì)算，煉鋼石灰年用量為3918萬噸；2021年冶金石灰市場容量為1.13億噸。預(yù)計(jì)2023年鋼鐵需求同比2022年持平，粗鋼產(chǎn)量約10.2億噸，石灰總需求預(yù)計(jì)約1.119億噸。
表2 2017～2022年粗鋼產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表（單位：萬噸）
2）氧化鋁：2022上半年國內(nèi)氧化鋁供應(yīng)總體充裕，且新投產(chǎn)能集中大量釋放。截至5月底，國內(nèi)氧化鋁建成產(chǎn)能9417萬噸，較上年12月底增加5.2%，運(yùn)行產(chǎn)能8240萬噸，較上年12月底增加12.3%，氧化鋁開工率為87.5%。受產(chǎn)能大幅增加的影響，上半年氧化鋁價(jià)格在冬奧限產(chǎn)和夏季疫情影響緩解后大幅回落。
表3 2017～2023年及遠(yuǎn)期國內(nèi)氧化鋁新建產(chǎn)能列表
預(yù)計(jì)2022年新投氧化鋁產(chǎn)能將達(dá)到1290萬噸，在下半年產(chǎn)能繼續(xù)保持快速增加的形勢下，氧化鋁后續(xù)價(jià)格或存在下行壓力。
2021年氧化鋁實(shí)際產(chǎn)量為7717.1萬噸， 2022年1～10月份產(chǎn)量總計(jì)為6817.82萬噸，較上年同期增長5.1%，預(yù)計(jì)全年產(chǎn)量將達(dá)到8110萬噸。噸氧化鋁消耗石灰用量約200kg，2022年需求石灰量約1622萬噸。
表4 2020～2022年氧化鋁產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表
3）電石：國內(nèi)電石產(chǎn)業(yè)下游主要集中在PVC生產(chǎn)，近五年電石表觀消費(fèi)量約2700萬噸/年。PVC需求量穩(wěn)定增長，保守預(yù)計(jì)未來五年P(guān)VC對(duì)電石需求拉動(dòng)維持3%的復(fù)合增長。而BDO受到可降解塑料PBAT的拉動(dòng)，有望保持高速增長，國內(nèi)目前運(yùn)行、在建和規(guī)劃且已開展前期工作的BDO項(xiàng)目多達(dá)220個(gè)，到2029年底預(yù)計(jì)產(chǎn)能超過1750萬噸。預(yù)測到2025年電石路線BDO將消耗電石420萬噸/年。假設(shè)電石其它需求不變，未來幾年國內(nèi)電石需求量測算結(jié)果：2022年約2700萬噸、2023年約3150萬噸，到2025年國內(nèi)電石消耗量約為3385萬噸。
上述三大行業(yè)2022年石灰需求量約為1.5512億噸，與上年基本持平。受宏觀經(jīng)濟(jì)影響，這些行業(yè)均處于微利或虧損狀態(tài)，外加煤炭等燃料價(jià)格高企，石灰行業(yè)整體處于微利狀態(tài)，無配套石灰石礦山企業(yè)處境艱難，不少企業(yè)限產(chǎn)，甚至停產(chǎn)。
（2）環(huán)保及農(nóng)業(yè)用石灰持續(xù)增長
“十四五”期間，我國將全面開展大氣、水、土壤和新型污染物的治理，推進(jìn)生態(tài)保護(hù)修復(fù)，實(shí)現(xiàn)減污增容。綠色發(fā)展和美麗中國建設(shè)將把環(huán)保產(chǎn)業(yè)推上新的風(fēng)口。發(fā)達(dá)國家環(huán)保和農(nóng)業(yè)用石灰占比達(dá)20%以上，而中國環(huán)保及農(nóng)業(yè)用石灰的占比不足10%。石灰作為性價(jià)比高、無二次污染的高活性堿劑，在廢氣、廢水、固廢處理、土壤改良等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，已成為中國石灰工業(yè)的一個(gè)重要經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。十四五期間，環(huán)保及農(nóng)業(yè)用灰將會(huì)形成年需求3000萬噸以上的增量市場。部分環(huán)保領(lǐng)域石灰消耗量估算見表５。
表5 部分環(huán)保領(lǐng)域石灰消耗量估算
二、回轉(zhuǎn)窯建設(shè)情況
截止目前，納入統(tǒng)計(jì)途徑的在國內(nèi)已建成投產(chǎn)的石灰及白云石回轉(zhuǎn)窯約580座。據(jù)石灰協(xié)會(huì)骨干企業(yè)初步統(tǒng)計(jì)，2022年預(yù)計(jì)開工建設(shè)的石灰回轉(zhuǎn)窯約25座，投產(chǎn)后形成約800萬噸的生產(chǎn)能力，新增產(chǎn)能在所有窯型中占比較高。
三、回轉(zhuǎn)窯技術(shù)特點(diǎn)與發(fā)展
1、回轉(zhuǎn)窯技術(shù)特點(diǎn)
（1）石灰品質(zhì)最高：煅燒最均勻、活性度最高、生燒最低、S含量最低；
（2）單機(jī)產(chǎn)能最大：單機(jī)可達(dá)2000t/d；
（3）調(diào)節(jié)最靈活：開放式煅燒，預(yù)熱、煅燒、冷卻三段獨(dú)立可控；
（4）入爐石灰石粒級(jí)范圍廣：10～20mm小粒級(jí)及40～80mm大粒級(jí)石灰石，入爐仍能保證煅燒的高品質(zhì)；
（5）多燃料混燒：回轉(zhuǎn)窯燃料適應(yīng)性強(qiáng)，可用燃料有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)，可單燒或混燒，并可自由切換；
（6）可實(shí)現(xiàn)超低排放：在現(xiàn)有窯型中，回轉(zhuǎn)窯是現(xiàn)階段環(huán)保超低排放工藝最成熟的窯型，脫硫脫硝工藝穩(wěn)定成熟，運(yùn)行成本較低。
2、回轉(zhuǎn)窯技術(shù)的創(chuàng)新
（1）回轉(zhuǎn)窯大型化取得跨越式進(jìn)展
2022年新建回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線中，窯徑5.8米、日產(chǎn)1600噸窯3條；窯徑5.2米、日產(chǎn)1300噸窯2條（11月份投產(chǎn)）。以上窯型均為國內(nèi)原創(chuàng)設(shè)計(jì)，且技術(shù)跨度大，這些新建回轉(zhuǎn)窯投產(chǎn)后將對(duì)國內(nèi)乃至世界石灰生產(chǎn)裝備產(chǎn)生重大影響。
（2）回轉(zhuǎn)窯能耗逐步下降
近年來新建回轉(zhuǎn)窯熱耗逐步降低，標(biāo)桿熱耗指標(biāo)在1050kcal/kg以下，降耗措施：
1）規(guī)范操作管理，提高人員素質(zhì)和管理水平；
2）降低回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)漏風(fēng)率；
3）提高預(yù)熱器和冷卻器熱效率，降低廢氣和出灰溫度；
4）優(yōu)化耐火材料，降低筒體散熱損失；
5）充分利用熱能，如窯尾廢氣烘干煤粉、生產(chǎn)蒸汽或熱水進(jìn)行二次利用，煅燒段輻射熱用于取暖、洗浴等;
6）提高燃燒器燃盡率和熱效率；
7）采用變頻器，降低電能消耗；
8）采用智能燃燒控制系統(tǒng)，優(yōu)化操作程序，降低燃料消耗和生產(chǎn)成本。
四、存在問題與解決措施
1、生產(chǎn)線建設(shè)水平參差不齊
回轉(zhuǎn)窯石灰生產(chǎn)線在現(xiàn)有石灰窯型中最為復(fù)雜，對(duì)建設(shè)單位要求較高，但國內(nèi)從事回轉(zhuǎn)窯建設(shè)單位眾多，水平參差不齊，造成某些生產(chǎn)線建設(shè)質(zhì)量及運(yùn)行效果不佳。為保證生產(chǎn)線建設(shè)質(zhì)量，建議如下：一是選擇專業(yè)的承建單位。專業(yè)的承建單位應(yīng)有專業(yè)的團(tuán)隊(duì)，具有專業(yè)設(shè)計(jì)能力保證廠區(qū)規(guī)劃及工藝合理，強(qiáng)大的制造能力保證制作質(zhì)量和進(jìn)度，熟練的安裝隊(duì)伍保證安裝質(zhì)量和進(jìn)度，專業(yè)的調(diào)試團(tuán)隊(duì)保證試生產(chǎn)安全及短時(shí)間達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。二是業(yè)主不要片面追求低價(jià)，應(yīng)注重生產(chǎn)線投入的性價(jià)比，避免頻繁停產(chǎn)、改造造成的損失。三是石灰協(xié)會(huì)應(yīng)加強(qiáng)咨詢服務(wù)，引導(dǎo)企業(yè)根據(jù)自身情況和需求正確選擇建設(shè)單位。
2、石灰生產(chǎn)企業(yè)對(duì)原燃料條件的重要性認(rèn)知不足
爐窯運(yùn)行是否順暢，與原燃料有直接關(guān)系，不是所有石灰石均能進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行煅燒，有成分、粒度、硬度、含泥量等一系列指標(biāo)要求；燃料有熱值、揮發(fā)分、焦渣特征、水分、細(xì)度、灰分等各種要求。回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)必須具備穩(wěn)定合格的原燃料條件。
3、行業(yè)缺乏高端人才
由于歷史原因，石灰企業(yè)普遍規(guī)模小、員工整體素質(zhì)偏低，制約著企業(yè)的發(fā)展。倡導(dǎo)業(yè)內(nèi)企業(yè)加強(qiáng)員工培訓(xùn)，員工和團(tuán)隊(duì)素質(zhì)高低是保障生產(chǎn)順行和指標(biāo)優(yōu)良的關(guān)鍵因素，培養(yǎng)和留住人才對(duì)企業(yè)是最劃算的投資。
五、回轉(zhuǎn)窯市場分析與前景預(yù)測
1、回轉(zhuǎn)窯市場分析
作為世界最大的工業(yè)化國家，我國現(xiàn)有石灰窯型種類多，回轉(zhuǎn)窯以其獨(dú)有的優(yōu)勢，贏得了眾多用戶的信賴。隨著回轉(zhuǎn)窯技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，其在高端活性石灰市場中的份額將繼續(xù)擴(kuò)大。
（1）鋼鐵行業(yè)不銹鋼、特鋼、煉鋼優(yōu)選回轉(zhuǎn)窯石灰；隨著回轉(zhuǎn)窯能耗逐年降低，燒結(jié)使用回轉(zhuǎn)窯灰的范圍逐年擴(kuò)大，如酒鋼、敬業(yè)鋼鐵、新興鑄管等。
（2）高活性石灰使氧化鋁回收率提高，生產(chǎn)成本降低。目前氧化鋁行業(yè)直接配套爐窯以回轉(zhuǎn)窯為主，氧化鋁生產(chǎn)優(yōu)選高端回轉(zhuǎn)窯石灰成為行業(yè)共識(shí)。
（3）電石行業(yè)技改配套回轉(zhuǎn)窯逐年增多，既降低工藝電耗，又能利用回轉(zhuǎn)窯多燃料混燒優(yōu)勢，將蘭炭除塵灰直接作為燃料入窯燃燒，解決了環(huán)境污染問題。
（4）回轉(zhuǎn)窯尾氣低硫，成熟的脫硝工藝、較低的脫硝成本有利于回轉(zhuǎn)窯技術(shù)的推廣和應(yīng)用。
2、前景預(yù)測
石灰生產(chǎn)組織和運(yùn)營模式的變革將成為回轉(zhuǎn)窯發(fā)展的契機(jī)。
（1）隨著產(chǎn)業(yè)協(xié)同及資本重組，石灰企業(yè)將走向集團(tuán)化和大型化
石灰石開采、石灰、重鈣、氫氧化鈣、輕鈣、納米碳酸鈣及衍生品，產(chǎn)業(yè)間相互關(guān)聯(lián)且具有互補(bǔ)性，一體化企業(yè)將生產(chǎn)中的固廢、余熱、尾氣等充分循環(huán)利用，成本更具優(yōu)勢、產(chǎn)品質(zhì)量更有保障，隨著產(chǎn)業(yè)的整合逐漸進(jìn)行，大規(guī)模一體化綜合企業(yè)將成為趨勢。
近年來，石灰行業(yè)已逐漸進(jìn)入資本的視野。協(xié)會(huì)主動(dòng)作為，為推動(dòng)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，已牽頭成立石灰產(chǎn)業(yè)基金。各地政府為改變石灰及上下游企業(yè)“散、亂、污”現(xiàn)狀，積極推進(jìn)企業(yè)兼并重組。預(yù)計(jì)未來5年行業(yè)將出現(xiàn)千萬噸級(jí)的石灰企業(yè)集團(tuán)，回轉(zhuǎn)窯等高端石灰窯型將在骨干企業(yè)中占主導(dǎo)地位。
石灰下游的需求端，如鋼鐵、電石、氧化鋁等，隨著行業(yè)重組，未來將出現(xiàn)超級(jí)大客戶，不排除出現(xiàn)上下游大客戶間互相持股現(xiàn)象。
（2）5G的到來將改變石灰生產(chǎn)企業(yè)運(yùn)營模式
我國5G基礎(chǔ)設(shè)施將基本建設(shè)完成，“十四五”期間，工業(yè)領(lǐng)域由于大數(shù)據(jù)技術(shù)的普遍應(yīng)用將改變公司的運(yùn)行生態(tài)。石灰行業(yè)應(yīng)積極主動(dòng)，融入本次大數(shù)據(jù)工業(yè)革命。預(yù)計(jì)大數(shù)據(jù)將會(huì)在以下兩方面改變石灰生產(chǎn)企業(yè)的運(yùn)營模式：一是大數(shù)據(jù)將支持行業(yè)建立統(tǒng)一服務(wù)平臺(tái)，包括遠(yuǎn)程診斷及技術(shù)服務(wù)配套、備件與維保服務(wù)平臺(tái)、統(tǒng)一成品銷售及原燃料供應(yīng)平臺(tái)。二是智能控制系統(tǒng)結(jié)合公司大數(shù)據(jù)平臺(tái)，逐步實(shí)現(xiàn)智能工廠，減少人員需求。統(tǒng)一服務(wù)平臺(tái)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建立，有利于發(fā)揮回轉(zhuǎn)窯的工藝優(yōu)勢。
時(shí)代發(fā)展和科技進(jìn)步，為回轉(zhuǎn)窯發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間，市場前景看好。
六、回轉(zhuǎn)窯技術(shù)發(fā)展趨勢
2022年11月2日，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會(huì)、生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等四部門聯(lián)合印發(fā)了《建材行業(yè)碳達(dá)峰實(shí)施方案》，方案提出，“十四五”期間，建材產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得明顯進(jìn)展，行業(yè)節(jié)能低碳技術(shù)持續(xù)推廣，水泥、玻璃、陶瓷等重點(diǎn)產(chǎn)品單位能耗、碳排放強(qiáng)度不斷下降，水泥熟料單位產(chǎn)品綜合能耗水平降低3%以上。“十五五”期間，建材行業(yè)綠色低碳關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)重大突破，原燃料替代水平大幅提高，基本建立綠色低碳循環(huán)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系，確保2030年前建材行業(yè)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”。
為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，回轉(zhuǎn)窯技術(shù)必須創(chuàng)新發(fā)展：
1、推進(jìn)回轉(zhuǎn)窯大型化，降低能源消耗
石灰爐窯大型化是降低燃料、電力消耗的有效手段。據(jù)國內(nèi)不完全統(tǒng)計(jì)，800t/d以上回轉(zhuǎn)窯較600t/d以下回轉(zhuǎn)窯節(jié)能約10%。因此建議根據(jù)市場情況，推廣800t/d以上的回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線。
2、應(yīng)用生物質(zhì)能等替代燃料
國際上許多大型石灰跨國公司正在積極開發(fā)替代燃料，如廢棄物燃料、氫能、生物質(zhì)燃料等，目前替代燃料使用比例超過20%，以大幅減少能源燃燒過程的碳排放。
石灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線燃料適應(yīng)性強(qiáng)，如生產(chǎn)線附近廢棄物燃料、生物質(zhì)燃料豐富，可根據(jù)資源特點(diǎn)，選擇合適的替代燃料利用方式，部分或全部代替常規(guī)燃料，減少常規(guī)燃料使用量，降低碳排放。
3、應(yīng)用富氧燃燒技術(shù)
釆用富氧燃燒后，燃料燃燒更為充分，煙氣量減少，單位燃料所產(chǎn)生的熱量大大增加，有利于節(jié)約燃料資源。但需解決如何控制廢氣中氮氧化物升高和石灰冷卻用風(fēng)量問題。解決思路是：富氧、減少空氣用量、合理引入窯尾廢氣、提高廢氣中CO2濃度、CO2資源化利用相結(jié)合。但其工藝路線設(shè)備投資巨大，有待于產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)濟(jì)合理才能實(shí)施，如碳交易價(jià)格升高到合理價(jià)位，或在高原缺氧區(qū)域應(yīng)用。
4、開發(fā)節(jié)能工藝、節(jié)能主機(jī)和采用節(jié)能設(shè)備，提高生產(chǎn)線節(jié)能水平
生產(chǎn)線工藝路線的持續(xù)優(yōu)化，主機(jī)如預(yù)熱器、回轉(zhuǎn)窯、冷卻器節(jié)能及效率的提高，風(fēng)機(jī)、電機(jī)采用高效能產(chǎn)品，可進(jìn)一步降低生產(chǎn)線的能耗水平。
5、采用智能化控制，穩(wěn)定整體能耗水平
國內(nèi)同樣的裝備，不同的操作人員和管理水平，能耗指標(biāo)千差萬別。提高生產(chǎn)線的智能化水平，特別是采用智能燃燒控制系統(tǒng)，可減少人為因素影響，穩(wěn)定生產(chǎn)線能耗水平。
6、研發(fā)和推廣低溫余熱高效利用技術(shù)
由于煅燒方式差異，回轉(zhuǎn)窯與先進(jìn)窯型相比熱耗偏高，如能對(duì)窯尾廢氣和窯皮余熱合理利用，將克服回轉(zhuǎn)窯能耗高的劣勢，并降低產(chǎn)業(yè)鏈整體能源消耗，超低排放和脫硝就是回轉(zhuǎn)窯劣勢變優(yōu)勢的一個(gè)例子。
7、推進(jìn)二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用
不考慮燃料和電力，每噸石灰煅燒可產(chǎn)生0.78噸CO2。石灰行業(yè)為CO2排放大戶，合理設(shè)計(jì)工藝，窯尾廢氣中能夠產(chǎn)生高濃度CO2，根據(jù)區(qū)域不同，應(yīng)選擇合理的CO2資源利用方式，如工業(yè)及食品用CO2、生產(chǎn)小蘇打、水楊酸等，以減少溫室氣體排放。
中國石灰協(xié)會(huì)技術(shù)專家組 閆炳寬、韓海照
