新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)與裝備實(shí)施方案-wenkub.com

　 　

【正文】 它有1個(gè)單獨(dú)燃料燃燒室（CC室） ，該燃燒室固定在煙道分解爐進(jìn)口的爐壁一側(cè)。此外當(dāng)采用高灰分的劣質(zhì)煤時(shí)也適合用該型式分解爐。1）PREPOL 174。AS、PREPOL 174。總體來(lái)講，KHD 公司的預(yù)熱器換熱效果普遍較好，五級(jí)預(yù)熱器出口溫度一般能小于 300℃，但預(yù)熱器壓損較大，一般在 6000 Pa 以上。 圖 130（左）帶 Top Air Duct 和點(diǎn)火模塊的 PYROCLON174。帶 Top Air Duct 的PYROCLON174。圖 127 不同種類(lèi)燃料采用的的 PYROCLON174。圖 126 KHD 公司的 Pyroclon 系列管道式分解爐下面主要介紹PYROCLON174。KHD 公司在比較自己旋風(fēng)筒與伯力鳩斯公司旋風(fēng)筒時(shí)，認(rèn)為傾斜的筒頂降低了內(nèi)筒有效高度，生料容易進(jìn)人內(nèi)筒，會(huì)降低分離效率。3）由于旋風(fēng)筒壁是螺殼布置，是逐漸向內(nèi)筒靠近，所以氣流不會(huì)受到阻礙。而 C2～C5 是矮胖旋風(fēng)筒，該型式旋風(fēng)筒分離效率較高但同時(shí)其阻力也很高，對(duì)于正常的五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器系統(tǒng)阻力基本在 6000 Pa 以上。在國(guó)內(nèi)早期的柳州 3200 t/d、安徽銅陵的 5000 t/d、華新的 2022 t/d 及 5000 t/d 窯尾預(yù)分解系統(tǒng)均是 FLS 公司的產(chǎn)品，從預(yù)熱器運(yùn)行情況看，其阻力較低但預(yù)熱器系統(tǒng)換熱效果總體較差，五級(jí)預(yù)熱器出口溫度基本在 360℃以上。FLS設(shè)計(jì)的低壓損、高分離效率的旋風(fēng)筒，如圖124 所示。下面將這幾個(gè)主要的公司產(chǎn)品做一介紹。25 / 103 圖 120 Pyrofloor 冷卻機(jī)及其充氣單元 FlowRegulatr: Chcteris05102530450501502503504secondpresu [mbar], positn [] 50125034506507volumefw [^/h]plate dimtr 190srng46N/oial5lworking ae2179。通道單元面上設(shè)置長(zhǎng)孔，每條輸送通道單元采用迷宮式密封裝置密封，不需清除粉塵裝置，熟料不會(huì)從輸送通道面上漏下，不需在冷卻機(jī)內(nèi)設(shè)置細(xì)顆粒熟料輸送裝置。進(jìn)料段保持可控氣流篦冷機(jī)固定傾斜篦板（圖 118） ，此結(jié)構(gòu)可以消除堆“雪人”的危害，篦板面上存留一層熟料，以減緩篦板受高溫紅熱熟料的磨蝕，進(jìn)料口段熟料通風(fēng)面積小，且由手動(dòng)閥板調(diào)節(jié)風(fēng)量，能使冷風(fēng)均勻透過(guò)每塊篦板上的料層，采用雷達(dá)測(cè)示料層厚度，便于控制使熟料在篦床上均勻布料與冷卻，從而保證入窯和人爐的空氣溫度均勻。模塊設(shè)計(jì)，安裝快，維修簡(jiǎn)單。水平布置不動(dòng)的無(wú)漏料篦板篦床,下層不需設(shè)置拉鏈機(jī),占地高度小。例如，外部的輸送條板（圖116）可以設(shè)置和其它輸送條板不同的沖程長(zhǎng)度。由于每個(gè)輸送條板由單個(gè)獨(dú)立的軸向活塞泵控制，因此可以獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)。物料在條板前進(jìn)的沖程中被運(yùn)輸，在條板各自向后運(yùn)動(dòng)的沖程中由于條板與物料之間的摩擦力不是足夠大，物料不會(huì)向后運(yùn)動(dòng)。冷卻風(fēng)通過(guò)特殊的供風(fēng)元件（圖115）在熟料層中分配。熱回收區(qū)的風(fēng)室與后面的冷卻區(qū)風(fēng)室的尺寸不同。運(yùn)行速度可以調(diào)節(jié)．邊部細(xì)顆粒熟料區(qū)的運(yùn)行速度可以降低。經(jīng)過(guò)材質(zhì)及機(jī)械方面的修改，目前磨蝕問(wèn)題已得到緩解。21 / 103（1）FLS 公司的 SFcross bar 篦冷機(jī)上世紀(jì)90年代末出現(xiàn)的第一臺(tái)第四代篦式冷卻機(jī)——SFcross bar 篦冷機(jī)（圖111 ），改變了傳統(tǒng)的推動(dòng)篦板推料的概念，利用篦上往復(fù)運(yùn)動(dòng)的交叉棒(cross bar)來(lái)輸送熟料，使篦冷機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、固定的篦板便于密封，熟料對(duì)篦板的磨蝕量小，沒(méi)有漏料，篦下不需設(shè)置拉鏈機(jī)，降低了篦冷機(jī)的高度，SF交叉棒式篦冷機(jī)的另一特點(diǎn)是每塊篦板下設(shè)置機(jī)械氣流調(diào)節(jié)器(MFR)(圖112)，該調(diào)節(jié)器的原理是根據(jù)料層上不同部位的顆粒大小不均和料層厚度不均造成氣體透過(guò)料層不均時(shí)，機(jī)械氣流調(diào)節(jié)器根據(jù)阻力大小來(lái)調(diào)節(jié)，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥板的角度，從而確保氣流透過(guò)料層，使料層上的熟料得以冷卻。第四代的篦床大多裝有冷卻風(fēng)流量控制閥，篦床傳動(dòng)均為液壓傳動(dòng)。于是, 新一代的第四代篦冷機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，1997 年世界上第一臺(tái) 2022t/d 級(jí)新型篦冷機(jī) SF－cross bar 在意大利投入使用，并取得預(yù)期效果，標(biāo)志著冷卻機(jī)的一次“技術(shù)革命” 。由于使用環(huán)境惡劣，工況變化大，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，操作難度大，因此篦冷機(jī)是窯系統(tǒng)中重大關(guān)鍵設(shè)備。三大主要國(guó)外公司的燃燒器比較見(jiàn)表 18。 圖 110 FLS 公司回轉(zhuǎn)窯（3）Polysius 公司Polysius 的回轉(zhuǎn)窯從工藝角度來(lái)講與常規(guī)三檔窯相當(dāng)（即無(wú)論是兩檔窯還是三檔窯其長(zhǎng)徑比均為 13～15） ，該公司設(shè)計(jì)的兩檔支撐的回轉(zhuǎn)窯一個(gè)顯著的特點(diǎn)是采用彈性支撐、自調(diào)心托輪、磨擦傳動(dòng)及槽齒輪帶，可以說(shuō)在兩檔窯的裝備設(shè)計(jì)水平上，該公司達(dá)到目前世界的頂級(jí)水平，在越南騰龍 6500 t/d 生產(chǎn)線(xiàn)上該公司兩檔回轉(zhuǎn)窯的規(guī)格為 78 m（L/D=15）就是采用了上述四項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。降低回轉(zhuǎn)窯表面散熱的途徑一是采用兩檔支撐的短回轉(zhuǎn)窯，另一方案是提高回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速，減小回轉(zhuǎn)窯規(guī)格，兩者的目的均是減少回轉(zhuǎn)窯表面積從而降低表面散熱；還有一措施是采用隔熱性能較好的特種復(fù)合耐火磚以達(dá)到降低表面散熱的目的。目 前 國(guó) 內(nèi) 外 主 要 的 水 泥 制 造 商 為 國(guó) 外 的 KHD、 FLS、 Polysius； 篦 冷 機(jī)則 多 加 IKN 及 CP 兩 家 主 體 公 司 ； 國(guó) 內(nèi) 的 在 Sinoma 旗 下 的 有TCDRI、 NCDRI 及 CDI， 另 外 就 是 凱 盛 、 合 肥 院 等 。采用配置水泥生產(chǎn)工藝生產(chǎn)添加混合材的水泥流程見(jiàn)圖18，其好處在于：首先，將水泥各組分粉磨至不同的細(xì)度，用調(diào)配各水泥組分細(xì)度的辦法，不僅能夠充分利用各原材料的性能，而且可以拓寬和優(yōu)化水泥的顆粒分布而改善水泥的工作性能；其次，可以根據(jù)不同水泥物料的特性，選擇適合的粉磨設(shè)備和工藝以節(jié)約粉磨能耗，比如，可選擇立磨來(lái)粉磨礦渣，再和用球磨機(jī)磨制的水泥組分配合，在保證水泥具有良好性能的基礎(chǔ)上降低水泥的粉磨能耗，即使利用立磨粉磨熟料，采用單獨(dú)磨細(xì)的其它混合材料來(lái)調(diào)配水泥的顆粒分布，也有使其工作性能恢復(fù)到球磨水泥的可能，對(duì)推廣立磨終粉磨水泥系統(tǒng)也有很大的幫助；再次，對(duì)于水泥生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)水泥用戶(hù)的不同需求，確定選用混合材的種類(lèi)和摻量，高度靈活、快速地切換產(chǎn)品方案和實(shí)現(xiàn)“量體裁衣”式的生產(chǎn)，增加其適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品品種需求變化的能力，提供各種具有不同特殊性能和用途的水泥產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)水泥產(chǎn)品性能的個(gè)性化發(fā)展，更好地滿(mǎn)足客戶(hù)的不同使用要求，和下游混凝土企業(yè)保持密切的聯(lián)系；最后，在保持原有水泥質(zhì)量時(shí)，能夠顯著增加混合材的摻量，從而降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，直接增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。球磨機(jī)圈流生產(chǎn)為主導(dǎo)方案，開(kāi)流生產(chǎn)時(shí)只要將大收塵器的物料切換入球磨機(jī)、出磨物料切換到成品輸送系統(tǒng)即可，高效選粉機(jī)停運(yùn)或低速運(yùn)行。150cm2/g輥壓機(jī) 規(guī)格 TRP180/160(φ18001600)擠壓力 5500kN/m2(電機(jī)配用 7000 kN/m2)線(xiàn)速度 通過(guò)量 ①Q(mào)=200=1037t/h②Q= 3600=946t/h取兩種計(jì)算結(jié)果的平均值 1000t/h需用功率 P0=25500=2395kW配用電機(jī) 21600kW球磨機(jī)（基于 水泥的計(jì)算）：圈流球磨系統(tǒng)電耗（(3500250)/3200）34=開(kāi)流球磨機(jī)功率（200）/=2529kW球磨規(guī)格 13 米、2800kW(雙倉(cāng))14 / 103輥壓機(jī)單位吸收功率 2395/200=12kWh/t半成品比表面積 ≥2500cm 2/g球磨機(jī)電耗 最終產(chǎn)品比表面積 3500cm2/g系統(tǒng)電耗(與輥磨相當(dāng)) 30kWh/t() 27kWh/t()觀點(diǎn) 7：對(duì)希望降低水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量的用戶(hù)可以考慮采用“大型輥壓機(jī)圈流+ 小型球磨機(jī)開(kāi)流 ”的系統(tǒng)方案。球磨機(jī)開(kāi)流操作，有利于降低水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量，確保水泥的工作性能。從最大程度地節(jié)約粉磨電耗和確保產(chǎn)品性能的角度出發(fā)，輥壓機(jī)系統(tǒng)可以向“大型輥壓機(jī)圈流+小型球磨機(jī)開(kāi)流”的方向發(fā)展，其流程見(jiàn)圖16。中國(guó)水泥發(fā)展中心物化檢測(cè)所對(duì) TRMK4541 水泥輥磨的成品進(jìn)行了性能檢測(cè)，結(jié)果表明該系統(tǒng)生產(chǎn)的水泥成品性能優(yōu)良，成品顆粒分布很寬，n 值小于1，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量較低，只有 %，與圈流球磨系統(tǒng)產(chǎn)品相當(dāng)。 22324252627282930圈 流 聯(lián) 合 圈 流 球 磨 圈 流 聯(lián) 合 圈 流 聯(lián) 合 圈 流 聯(lián) 合 開(kāi) 流 聯(lián) 合 開(kāi) 流 球 磨 +++TRMK451需水量，％ 010203040506070809010101 10 10粒 徑 /μ m累積通過(guò)量/% LMTRMOK11 / 103 圖 13 不同水泥輥磨的成品顆粒分布 圖 14 不同系統(tǒng)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量 ,%實(shí)踐證明輥磨磨制的水泥完全可以達(dá)到球磨磨制的水泥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，而且水泥輥磨在節(jié)能減排上的優(yōu)勢(shì)是有目共睹的，水泥粉磨采用終粉磨系統(tǒng)已成趨勢(shì)。 W=0(320Blain)15Wi5730T(103?x4)(1 10y)z 其中 W 為水泥粉磨電耗；W 0 是球磨機(jī)的輸入功率； Wi 是熟料的邦德易磨性指數(shù)，表示熟料粗磨的難易程度；T 3000 是指在規(guī)定的試驗(yàn)球磨機(jī)上按照規(guī)定的方法將熟料粉磨到 3000cm2/g 時(shí)所需要的時(shí)間，表示熟料細(xì)磨的難易程度； x和 y 分別表示石膏和石灰石的摻量；z 表示研磨體的規(guī)格系數(shù)。水泥粉磨過(guò)程消耗水泥綜合電耗的40%左右，提高粉磨效率，降低粉磨電耗在很大程度上體現(xiàn)在水泥粉磨工段。因此，選用合適的粉磨工藝制備高品質(zhì)的水泥產(chǎn)品是水泥粉磨系統(tǒng)考慮的首要問(wèn)題。比表面積越高，水泥的強(qiáng)度越高，并希望 3～32μm 之間的顆粒越多越好，＜3μm 的顆粒只對(duì) 1 天強(qiáng)度起作用，3～32μm 的顆粒對(duì) 28 天強(qiáng)度起作用。另外，與風(fēng)掃球磨系統(tǒng)相比，可以節(jié)電10kWh/t 左右，允許的入磨粒度可以放寬到 50mm。我們的 TRM 輥磨運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，4 輥磨機(jī) 2 輥運(yùn)行時(shí)可以達(dá)到正常產(chǎn)量的 75%左右。在電力、鋼鐵、化工行業(yè)對(duì)于關(guān)鍵系統(tǒng)往往設(shè)置備用系統(tǒng)，以確保生產(chǎn)主線(xiàn)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。表 16 生料輥壓機(jī)與輥磨系統(tǒng)綜合比較系統(tǒng) 輥壓機(jī)系統(tǒng) 輥磨系統(tǒng) 備注kWh/t 12~14 15~17系統(tǒng)電耗％ 80～100 100 中等易磨性總投資 ％ 100 95~100磨耗,g/t ~3(堆焊表面) 2~6(磨輥＋磨盤(pán))使用壽命,h 7000 7000 中等磨蝕可烘干的水分,% 5~7 7 利用五級(jí)預(yù)熱器廢氣入磨粒度,% D90=50mm D90=80mm生料質(zhì)量 好 好工藝流程 相對(duì)復(fù)雜 相對(duì)簡(jiǎn)單規(guī)模大型化 較困難 易實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)率 一般 略高穩(wěn)定性 較差 好磨損后的運(yùn)行狀況 產(chǎn)量 影響大 影響小觀點(diǎn) 2：水分太高或磨蝕性特差的原料以輥磨為主，輥磨系統(tǒng)也可設(shè)計(jì)成選粉機(jī)外置式系統(tǒng)。生料輥壓機(jī)與輥磨系統(tǒng)電耗比較見(jiàn)表 14。根據(jù)粉磨機(jī)理分析，因?yàn)檩亯簷C(jī)屬于“受限高壓”粉碎，粉磨效率要略高于輥磨，但是幅度有限。國(guó)外公司提出的根據(jù)生料易燒性等級(jí)控制生料細(xì)度的經(jīng)驗(yàn)見(jiàn)表 12，部分工廠(chǎng)生料細(xì)度見(jiàn)表 13，可以參考。生料越細(xì)越均勻，各組分接觸越充分，熟料煅燒反應(yīng)則越充分和迅速，物料在窯內(nèi)停留的時(shí)間短，產(chǎn)量高，熟料質(zhì)量好。廢渣的堆存占用大量的土地，污染環(huán)境，浪費(fèi)資源。針對(duì)這些物料，現(xiàn)代粉磨技術(shù)均有相應(yīng)的對(duì)策。洪堡公司的輥壓機(jī)采用鑲嵌柱釘結(jié)構(gòu)的輥面，其使用壽命為堆焊輥面壽命的 2 倍，可達(dá) 15000h 以上。洪堡公司開(kāi)發(fā)的最大輥壓機(jī)規(guī)格為 RPS25250/180，通過(guò)能力為1800t/h。上世紀(jì)六、七十年代發(fā)展的輥磨、八十年代出現(xiàn)的輥壓機(jī)和九十年代問(wèn)世4 / 103的筒輥磨是粉磨裝備技術(shù)進(jìn)步的重要體現(xiàn)，這些以“受限料床高壓粉碎”為原理的粉磨設(shè)備的粉磨效率相當(dāng)于球磨機(jī)的 2 倍左右，使粉磨電耗大幅度降低。水泥熟料質(zhì)量提高了，生產(chǎn)同樣強(qiáng)度的水泥可多摻加混合材，也可減少混凝土中水泥摻加量，就能做到在不增加熟料產(chǎn)量的情況下滿(mǎn)足水泥市場(chǎng)增長(zhǎng)的需求。自然界賦存有較多的硅鋁質(zhì)原料，如頁(yè)巖、油頁(yè)巖、凝灰?guī)r、泥巖、鉛鋅尾礦、銅尾礦等，易于發(fā)生熱解反應(yīng)并與 CaO 進(jìn)行固相反應(yīng)。充分利用這類(lèi)低品位原料資源，可大大擴(kuò)充我國(guó)水泥灰?guī)r資源儲(chǔ)量。但對(duì)于礦山資源綜合利用這一系統(tǒng)性課題來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)技術(shù)上的進(jìn)步僅僅只是其中的一個(gè)環(huán)節(jié)問(wèn)題的解決，目前設(shè)計(jì)工作中遇到的最大問(wèn)題來(lái)自于地質(zhì)工作資料本身。傳統(tǒng)的礦山設(shè)計(jì)方法是定性設(shè)計(jì)，因?yàn)闊o(wú)法靠手工計(jì)算來(lái)精確實(shí)現(xiàn)對(duì)小尺寸采礦單元的規(guī)劃，所出的地質(zhì)及采礦設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)于采礦生產(chǎn)來(lái)說(shuō)僅具有指導(dǎo)性意義，而不具備精確指導(dǎo)生產(chǎn)的作用，對(duì)于礦山生產(chǎn)的進(jìn)度計(jì)劃也只能按年來(lái)進(jìn)行大致的編排。（3）充分綜合利用石灰石資源與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比，目前我國(guó)石灰石礦山開(kāi)采是“粗放型” 的，即對(duì)資源地質(zhì)工作重視程度不足，礦山開(kāi)采中對(duì)生產(chǎn)勘探重視不夠，重視產(chǎn)量而輕視礦產(chǎn)資源搭配綜合利用，對(duì)石灰?guī)r礦體的圍巖、夾層和覆蓋物不加以研究就剝離剔除、堆放，造成某些基本符合水泥生產(chǎn)硅鋁質(zhì)原料條件者被拋棄浪費(fèi)。（2）必須進(jìn)行必要的原料工業(yè)性能試驗(yàn)當(dāng)有足夠深度的野外資源地質(zhì)工作結(jié)束時(shí)，應(yīng)由地質(zhì)勘探部門(mén)采取有代表性的試樣，并委托設(shè)計(jì)部門(mén)進(jìn)行原料工業(yè)性能試驗(yàn)。一般規(guī)律是，石灰石和硅質(zhì)（硅鋁質(zhì)）原料易磨性相差不大（或易或難）時(shí)，生料的易燒性較好；如石灰石易磨性好而硅質(zhì)原料很難磨時(shí)，生料的易燒性較差。上表結(jié)果表明，石灰石的