文档介绍：第一讲新型干法水泥生产技术现状及发展方向
一、新型干法水泥生产技术的含义
悬浮预热和窑外分解技术,是国际公认的代表当代技术发展水平的水泥生产方法。
新型干法水泥生产技术的特点是生产能力大、自动化程度高、产品质量高、能耗低、有害物排放量低、工业废弃物利用量大。
新型干法水泥生产技术的内容是原料矿山计算机控制开采、原料预均化、生料均化、新型节能粉磨、高效预热器和分解炉、新型篦式冷却机、高耐热耐磨及隔热材料、计算机与网络化信息技术等,使水泥生产具有高效、优质、节能、资源利用符合环保和可持续发展的要求。
二、新型干法水泥生产技术的主要经济指标:熟料烧成热耗降至2884kJ/kg,熟料单位容积产量160~270kg/(m3·h);吨水泥单位电耗90kWh,并继续下降;运转率可达92%,年运转周期达到320~330d;人均劳动生产率达5000t/a,可利用窑尾和篦冷机320℃~420℃废气进行余热发电。
表1 新型干法水泥厂主要技术经济指标
生产规模(t/d)
1000
2000
4000
5000
8000
10000
年产熟料(万t)
年产水泥(万t)
设备重量(t)
装机容量(kw)
计算负荷(kw)
年耗电量(kwh)
劳动定员(人)
厂区占地(ha)
熟料热耗(Kj/kg)
标煤耗(kg/kg)
熟料电耗(kwh/t)
水泥电耗(kwh/t)
31
33
3100
1100
7600
×107
180
8~12
3302~3471
113~119
110~120
62
66
6200
1900
13300
×107
300
16~18
3094
106
102~106
124
134
11050
35000
26000
×107
330
20~24
3011
114
56
100~105
155
37000
27500
×107
320
18~20
3000
104
~59
~95
248
47700
30000
×107
323
24
2884
60
95
310
322
17100
46800
×107
310
21
2885
56
95
三、新型干法水泥生产工艺过程中涵盖的技术成果
1矿山开采与生料制备
(1)在探明原料矿山地质构成及矿物成分之后,采用现代计算机技术、地质学、矿物学理论与技术,编制矿体三维模型软件,指导矿石搭配开采,矿山开采、运储过程中预先均化,既保证了进厂矿石成分尽可能均匀,又能有效地对在传统开采方式下必须丢弃的废石进行合理有效利用。
(2)采用自控及机电一体化堆、取料技术,在原、燃料进厂后进一步均化,完全改变了传统生产工艺中原、燃料储库仅可用于储存物料的原始功能,使原、燃料储库具有预均化和储存物料的双重新功能,既减少了物料储期,又为原料配料、生料制备和熟料烧成创造了稳定的生产条件。
(3)采用现代数学优化理论技术成果以及X荧光分析仪和物料成分连续测试、计量仪表、仪器系统,并与计算机联网,编制原料配料软件程序,实现生料自动配料,解决了熟料成分均匀稳定即“均化链”中长期难以解决的课题。
(4)采用粉体工程学理论的技术成果,将传统工艺中的生料储库,优化为具有生料粉连续式气力均化装置,保证在入窑煅烧前得到充分均化的生料。
2熟料烧成工艺及设备
(1)利用现代流体力学、燃烧动力学、气固两相流稀相输送、热量一质量一动量传递机理、硅酸盐物理化学、胶体化学等化学工程以及热工学、热力学等现代科学技术理论,指导新型悬浮预热、分解炉系统的研制开发和工程优化。目前已开发出许多不同形式的高效低压损预热器和新型分解炉,以满足不同原、燃料特性和工艺特殊要求,不仅有利于提高燃料燃烧率和燃尽率,而且保证物料在窑中充分分散、均匀分布,提高了气固换热效率、入窑物料分解率以及整个窑系统的热效率。同时降低了系统的废气排放量、排放温度和还原窑气中产生的NOx含量,降低了二氧化碳排放量等,减少了对大气的污染。
(2)根据矿物晶体化学、硅酸盐物理化学固相反应机理及相图,进一步缩短回转窑长度,研制“两支点超短窑”。在预分解系统中,水泥熟料生产过程中耗热量最大的碳酸盐分解过程基本完成,新生态CaO、SiO2等微晶矿物成分,在入窑后,快速进行固相反应,使固相反应的放热过程直接用于物料升温,实现“熟料速烧,促使熟料矿物结构微晶化,提高熟料品质”,同时,也减少了窑体过大造成的筒体散热损失。
(3)根据流体力学、结晶化学及自控技术研制成功第三代空气梁控制流篦式冷却机,既可保证出窑高温熟料骤冷、