談新型干法水泥的生產工藝

王愛晶

引言：隨著我國“綠色低碳、節能減排”的呼聲越來越高。一些傳統水泥生產工藝方法已經不符合新時期生產發展的需要，因此，對于生產工藝的更新已經刻不容緩，本文結合作者的工作實踐經驗，探討了新型干法水泥生產的工藝。

懸浮預熱器和預分解窯工藝是當代水泥工業用于生產水泥的最新技術，通常稱為新型干法水泥技術。新型干法水泥生產，就是以懸浮預熱和預分解技術為核心，把現代科學技術和工業生產最新成就，符合高生產率要求的生產技術，以下是對新型干法水泥生產的特點、生產工藝流程、生產工序進行的介紹。

一、新型干法水泥生產的特點

1.1 優良的品質

生料設備全過程廣泛采用現代均化技術，礦山開采、原料預均化、原料配料及粉磨、生料空氣攪拌均化四個關鍵環節互相銜接，緊密配合，形成生料制備全過程的均化控制保證體系即“均化鏈”，從而滿足了懸浮預熱、預分解窯新技術對生料質量提出的嚴格要求，產品質量可以與濕法媲美，使干法生產的熟料質量得到了保證，熟料28天抗壓強度≥60-63 MPa。

1.2 低消耗

采用高效多功能擠壓粉磨、新型粉體輸送裝置大大節約了粉磨和輸送能耗；懸浮預熱及預分解技術改變傳統回轉窯內物料堆積態的預熱和分解方法，熟料的煅燒所需要的能耗下降。總體來說，熟料熱耗低，燒成熱耗可降到 3000 kJ/kg（718kcal/kg）以下，熟料綜合電耗≤58 kWh/t，水泥綜合電耗降低到了95kWh/t以下。

1.3 生產效率的大幅度提高

懸浮預熱、預分解窯技術從根本上改變了物料預熱、分解過程的傳熱狀態，傳熱、傳質迅速，大幅度提高了熱效率和生產效率。操作基本自動化，單位容積產量達150 ～180kg/（m3，h），勞動生產率可高達3000～6000t/（人·年）。

1.4 減少污染，清潔環保

由于“均化鏈”技術的采用，可以有效地利用在傳統開采方式下必須丟棄的石灰石資源；懸浮、預分解技術及新型多通道燃燒器的應用，有利于低質燃料及再生燃料的利用，同時可降低系統廢氣排放量、排放溫度和還原窯氣中產生的NO2含量，減少了對環境的污染，為“清潔生產”和廣泛利用廢渣、廢料、再生燃料及降解有害危險廢棄物創造了有利條件。

1.5 裝備大型化

裝備大型化、單機生產能力大，使水泥工業向集約化方向發展。水泥熟料燒成系統單機生產能力最高可達10000t/d，從而有可能建成年產數百萬噸規模的大型水泥廠，大大的提高了水泥生產的效率。

1.6 生產控制自動化

利用各種檢測儀表、控制裝置、可靠的DCS集散型計算機控制系統及執行機構等對全廠生產線進行自動測量、檢驗、計算、控制、監測，以保證生產“均衡穩定”與設備的安全運行，使生產過程經常處于最優狀態，達到優質、高效、低消耗的目的。

二、新型干法水泥生產工藝流程

預分解窯干法水泥生產是新型干法水泥生產技術的典型代表。

2.1 生料制備

原料粉磨采用1臺立磨系統，該系統的生產能力為400t/h，生料細度為80μm篩篩余<18%，入磨物料綜合水份<8%，出磨物料綜合水份<0.5%。

由配料站來的原料經皮帶輸送機、入磨鎖風閥送至原料立式磨內進行烘干、粉磨，粗粉返回磨內再次粉磨，合格生料隨出磨氣流進入旋風收塵器，細粉作為成品與從大布袋袋式收塵器（或電除塵器）、增濕塔收下的窯灰一起經提升機、空氣輸送斜槽送入1座 φ22.5×52m有效儲量為17000t的生料均化庫內。當原料磨停磨時，窯灰可另行輸送至生料入窯系統中。

原料粉磨系統設有自動連續取樣裝置，試樣經過X―熒光分析儀檢測并由計算機自動控制和調整各種原料的配合比例，從而調整生料配比，保證出磨生料化學成份的合格與穩定。

2.2 預熱分解

預熱分解就是利用預熱器和分解爐把生料的預熱和進行部分的分解，從而代替回轉窯部分功能，以達到縮短回窯長度，同時使窯內以堆積狀態進行氣料換熱的一個過程，移到預熱器內在懸浮狀態下進行，可以使生料與同窯內排出的熾熱氣體充分混合，因此，可以增大氣料接觸面積，使得傳熱速度加快，熱交換效率大大提高，達到提高窯系統生產效率、降低熟料燒成熱耗的目的。預分解技術的出現是水泥煅燒工藝的一次技術飛躍。燃料燃燒熱及時傳遞給物料，使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過程得到優化。因而具有優質、高效、低耗等一系列優良性能及特點。

2.3 熟料煅燒

熟料燒成系統由回轉窯、雙系列5級低壓損旋風預熱器和TTF分解爐或NDF分解爐組成，日產熟料5000噸，熟料熱耗710*4.18 kJ/（kg.熟料）。

均化庫中的生料經卸料、計量、提升、定量喂料后由提升機送至窯尾懸浮預熱器和分預分解爐中，經預熱和分解后的物料進入進入1臺φ4.8×72（或74）m，三檔支撐，斜度為3.5%，轉速0.396～3.96r/min的回轉窯煅燒成熟料。窯頭及分解爐均配有多通道的煤粉燃燒器。

回轉窯和分解爐所用燃料煤由原煤經烘干兼粉磨后，制成煤粉并儲存在煤粉倉中供給。

熟料通過1臺128.6m2能力5500t/h第三代高效控制流推動篦式冷卻機，篦冷機出口處設有一臺錘式破碎機保證出冷卻機熟料粒度≤25mm，熟料出冷卻機的溫度為環境溫度+65℃。冷卻后熟料經鏈斗輸送機或斗式提升機送至1座φ45m熟料帳蓬庫，其儲存量為52500t，庫的有效儲存量為45000t，有效儲期10天。

2.4 水泥制成

水泥粉磨選用2臺φ1700×1200mm輥壓機+2臺φ4.2×13m球磨機系統，配用2臺V型選粉機和2臺N-3000的改進型O-Sepa選粉機。當入磨物料粒度≤25mm，水泥比表面積為320-350m2/kg（粉磨P.042.5普通硅酸鹽水泥）時，系統生產能力為320-360t/h。

水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗電最多的工序。其主要功能在于將水泥熟料（及膠凝劑、性能調節材料等）粉磨至適宜的粒度（以細度、比表面積等表示），形成一定的顆粒級配，增大其水化面積，加速水化速度，滿足水泥漿體凝結、硬化要求。

熟料、石膏經定量喂料機送入水泥磨中粉磨。水泥磨與選粉機一起構成所謂的圈流水泥磨，粉磨時也可根據產品要求加入適量的混合材料與熟料、石膏一同粉磨生產不同種類或標號的水泥品種。粉磨后的水泥經斜槽和提升機等送至8座φ16×22m的圓庫，水泥總儲量為：8×7000=56000噸，總儲期7天的水泥圓庫儲存。

水泥儲庫的一部分水泥經包裝機包裝為袋裝水泥，經火車或汽車運輸出廠，另一部分由散裝專用車散裝出廠。

其他不同規模的預分解窯水泥生產線、同規模而不同生產廠家的預分解窯水泥生產線的工藝流程大體上與前述相似，不同之處主要是生產過程中的某些工序和設備不盡相同。

三、結束語

總之，在整個生產過程中，為確保原料、燃料、材料及生料、熟料、水泥符合要求，生產過程的各個工序必須進行生產控制與質量監控，應由具備較高專業技能水平的人員進行規范化操作，這樣才能確保水平生產成品達到硅酸鹽水泥限定的各項技術指標，保證水泥生產質量，提高生產效率與技術水平。

（作者單位：河北潔源安評環保咨詢有限公司）