【水泥人網(wǎng)】?摘? 要：本文主要介紹以全電石渣綜合利用燒制水泥熟料生產(chǎn)線的新型工藝技術和實用價值。以及在生產(chǎn)過程中的要點、難點的分析和具體處理措施。?
關鍵詞：電石渣 熟料 工藝
0 引言
隨著我們國家經(jīng)濟快速發(fā)展，資源短缺的的矛盾日益顯現(xiàn)。為響應國家調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構，節(jié)約資源、改善環(huán)境實現(xiàn)資源優(yōu)化配置提高經(jīng)濟效益，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的政策方針，合理的利用和節(jié)約現(xiàn)有寶貴資源顯的尤為重要。
而跟隨著國家工業(yè)的迅猛發(fā)展，尤其是化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在其擴大規(guī)模和產(chǎn)值的同時也產(chǎn)生了大量的工業(yè)廢渣（電石渣），既占用了大量的堆積用地，也對環(huán)境造成嚴重污染。為此，回收利用廢棄電石渣來燒制水泥熟料，具有非?，F(xiàn)實的節(jié)能和環(huán)保意義，也符合國家循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針。
1 生產(chǎn)線工藝系統(tǒng)簡介
?燒成系統(tǒng)工藝流程：預熱器由單系列兩級旋風預熱器和TTF型分解爐構成。生料在C2-C1風管處進入預熱器，生料自上而下與熱氣體懸浮換熱升溫，入分解爐分解Ca(OH)2后，經(jīng)C2收集后，從窯尾煙室喂入回轉窯。入窯物料經(jīng)回轉窯高溫煅燒，發(fā)生固、液相反應，形成高溫熟料。高溫熟料出窯入冷卻機冷卻后送入熟料儲存庫。
生料除了由C2-C1風管處喂入預熱器，另外還有一路生料直接喂入窯尾煙室，達到降低煙室溫度，吸收煙室內(nèi)富集的硫的作用。以減輕窯尾結皮程度。另外為防止有害成分富集導致結皮嚴重，燒成系統(tǒng)還配置旁路放風系統(tǒng)。
回轉窯內(nèi)煤粉燃燒后，生成的高溫廢氣經(jīng)煙室從分解爐底部入爐。在分解爐內(nèi)，煤粉、三次風、預熱及分解的生料及回轉窯的高溫廢氣，通過旋流和噴騰，實現(xiàn)氣料充分混合，完成燃燒、分解。分解爐排出的氣料，在C2內(nèi)氣料分離，物料入窯，廢氣經(jīng)C1級旋風筒，與生料懸浮換熱后從C1排出，排出的廢氣與窯頭補燃升溫后的廢氣一起入烘干破碎機，作為濕電石渣的烘干熱源。高溫風機設置于電石渣烘干破碎系統(tǒng)之后，窯尾系統(tǒng)風量與窯頭系統(tǒng)風量的匹配由各自廢氣管道上的電動高溫閘板閥來調(diào)節(jié)。
熟料經(jīng)篦冷機冷卻降溫，排出的高溫熱空氣在窯門罩處一部分作為二次風入窯供煤粉燃燒，另一部分作為三次風供分解爐燃燒所用。篦冷機排出的低溫熱空氣一部分作為煤粉制備系統(tǒng)作為烘干熱源，其余經(jīng)旋風筒收集粉塵，再經(jīng)補燃系統(tǒng)進行二次加熱，加熱后的窯頭廢氣與窯尾廢氣一起進入烘干破碎機，用作烘干破的烘干熱源。熟料經(jīng)篦冷機冷卻，由鏈斗輸送機送到熟料庫。
烘干破碎和廢氣處理系統(tǒng)工藝流程為：濕電石渣經(jīng)壓濾車間壓濾后，濾餅經(jīng)膠帶輸送機送至烘干破碎機。（入料水分40~45%，成品水分1~3%），物料在烘干破碎機完成破碎及烘干，烘干熱源采用窯尾及窯頭廢氣，并設置補燃熱風爐作為不足熱量的補充。烘干破碎后物料隨熱風一起進入旋風筒分離，收集下來的成品送入干電石渣庫。出旋風筒的熱風進入高溫風機，然后由窯尾廢氣處理收塵器凈化后，經(jīng)尾排風機排入大氣。
2 實際生產(chǎn)運行中的要點、難點剖析
下面以某廠一條全電石渣綜合利用燒制水泥熟料生產(chǎn)線在試運行期間暴露出的一些問題和難題為例，具體談談個人的感受和見解。由于系統(tǒng)工藝布局和原料特性不同。（主要原料干電石渣必須由烘干破碎機生產(chǎn)）而烘干破又串聯(lián)于廢氣系統(tǒng)里，在窯沒投料生產(chǎn)期間又沒有足夠的熱量提供給烘干破碎。因此我們根據(jù)各個階段實際情況不同，總體把它分為三個階段來實施，并且針對各階段不同狀態(tài)通過不同的操作方法的調(diào)整，來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的貫通以及使之達到平穩(wěn)運行。
第一階段：烘窯升溫低溫階段。此階段窯系統(tǒng)主要以烘干耐火材料為主要任務，所以必須嚴格按照耐火材料烘干要求的升溫制度，控制升溫速度和烘烤時間。而控制升溫速度穩(wěn)定，主要是控制好窯頭火焰的穩(wěn)定性，考慮到窯尾拉風影響窯頭火焰穩(wěn)定性和煙煤的燃點一般550℃--600℃左右（低于這個溫度區(qū)間煤粉燃燒速度慢黑火頭較長火焰不穩(wěn)定）的實際情況。我們特定在窯尾溫度650℃以內(nèi)，關閉預熱器出口廢氣管道上的高溫閘板閥門，開窯尾煙囪帽自然排風，不利用此時窯尾的廢氣溫度，以保證耐火材料的烘烤質(zhì)量。所以此時烘干破碎烘濕電石渣需要的所有熱量只能由窯中補燃爐提供，在沒有窯尾廢氣主熱源的情況下，靠補燃爐提供的熱量是有限的，因此，此時烘干破的喂料量不宜過大。經(jīng)過試運行期間的實踐摸索，此階段最佳控制參數(shù)為，烘干破碎進口：負壓2000Pa—2200Pa，溫度：390℃--410℃之間烘干破碎出口負壓2400Pa—2600Pa，溫度：170℃--190℃之間，補燃爐進出口閥門全部開啟，適當?shù)拈_啟篦冷機后兩室風機給補燃爐提供燃燒所需足夠的氧氣。此時烘干破可投濕電石渣22 t/h。干電石渣成品水分1.5%以下，成品細度10%以下。成品干電石渣基本符合生產(chǎn)要求。
第二階段：烘窯升溫高溫階段，即尾溫從650℃起升至950℃--1050℃窯尾開始投料期間。此階段窯內(nèi)耐火磚水分已經(jīng)基本烘干，并且窯內(nèi)熱含量相對比較充足窯頭煤粉燃燒比較充分火焰比較穩(wěn)定。所以此時一方面可以適當?shù)膹母G尾拉部分熱風以增加預熱器內(nèi)的熱含量，更好更快的烘干預熱器及各管道內(nèi)澆注料。另一方面也可以慢慢開啟窯尾廢氣管道上高溫閘板閥門，給烘干破碎提供少量熱量，做到既節(jié)能又環(huán)保。但此時需特別注意的是：拉風首要前提是不影響窯頭火焰，不影響烘窯升溫制度。因為此階段主要任務還是以烘干耐火材料為主。 通過實踐摸索這個階段我們具體控制參數(shù)如下：烘干破碎進口負壓2200Pa—2400Pa，溫度：400℃--450℃之間，烘干破碎出口負壓2600Pa—2800Pa，溫度：170℃--190℃之間，預熱器出口負壓100Pa--200Pa,出口溫度200℃--300℃之間，煙囪帽全開。（此時在預熱器出口高溫閘板閥開度不變的情況下，可以通過調(diào)節(jié)煙囪帽的和三次風閥門大小來調(diào)整穩(wěn)定窯頭火焰控制升溫速率）。補燃爐進出口閥門全部開啟，篦冷機后兩室風機相應增加少量風量給補燃爐供風。此時烘干破可投濕排電石渣產(chǎn)量36t/h。干電石渣成品水分1.5%以下，成品細度10%以下。成品干電石渣符合生產(chǎn)要求。系統(tǒng)運行良好。
第三階段：即窯投料運行期間，此階段因為窯已經(jīng)投料生產(chǎn)，所以主要熱源應轉為利用窯尾廢氣溫度為主，故應全部開啟窯尾廢氣高溫閘板閥，以高溫風機調(diào)節(jié)來控制窯尾拉風量，并通過調(diào)整各控制參數(shù)使窯燒成的風、煤、料達到最佳比例，燒出合格的成品孰料。而此時窯產(chǎn)量較低廢氣溫度相對較高，且窯尾所需風量大幅度增加，所以需要通過兩個高溫閘板閥來調(diào)整窯頭和窯尾的用風比例。這種系統(tǒng)此時窯頭廢氣閥門擔當?shù)氖抢舷到y(tǒng)窯頭風機的作用，故在保證窯頭負壓正常的前提下，應該相應關小窯頭廢氣閥門，讓風于窯尾燒成所用。這時候窯尾廢氣溫度較高風量較大，所以也是烘干破碎提產(chǎn)的最佳時期，要充分利用窯尾廢氣熱含，在烘干破碎系統(tǒng)工藝設備穩(wěn)定的情況下增加破碎濕排電石渣的喂料量。如果此時窯尾廢氣熱含足夠，可以停用補燃爐補燃。而在運轉后期隨著窯系統(tǒng)投料量的增加C1出口廢氣溫度降低和烘干破碎產(chǎn)能的提高，烘濕電石渣所需熱含不足的情況下，考慮從新開起補燃爐給烘干破提供不足的熱含。在實際生產(chǎn)中我們具體控制參數(shù)如下：C1出口：負壓1400Pa、溫度695℃。分解爐出口：負壓620Pa、溫度770℃，尾溫1030℃, 負壓200Pa,窯速2.6pm.窯生料投料量55t/h..頭煤給定2.8 t/h，尾煤給定：3.4 t/h。烘干破碎進口負壓2200Pa—2400Pa，溫度：400℃--450℃之間，烘干破碎出口負壓3000Pa—3200Pa，溫度：170℃--190℃之間，此時烘干破可投濕電石渣產(chǎn)量97.2t/h。成品干電石渣質(zhì)量符合生產(chǎn)要求，系統(tǒng)基本能夠平穩(wěn)運行。
在國內(nèi)由于此類系統(tǒng)相對還比較少，所以在生產(chǎn)工藝和裝備技術上的成熟度，沒有以普通石灰石為原料的水泥生產(chǎn)線那么高。我們在試生產(chǎn)期間也出現(xiàn)不少問題和難題。比如：（1）在投補燃爐時爐內(nèi)結焦比較嚴重；（2）窯尾結皮和長厚窯皮；（3）電石渣計量設備不穩(wěn)定；（4）烘干破碎產(chǎn)能較低。對于以上難題我們的工程技術人員也做了一些針對性的處理方案。首先改造補燃爐內(nèi)燃燒器頭部結構，增加出口渦流攪動使煤粉更均勻燃燒。其次增加燃燒室長度目的是讓煤粉充分燃燒且燃盡。這樣基本可以解決爐內(nèi)結焦問題；而窯尾結皮和長厚窯皮，經(jīng)取樣成分分析，是由原料和煤里的硫堿和有害成分引起的，故我們利用窯尾料幕，喂少量煙室生料料幕，降低煙室溫度以料幕生料固定煙氣里硫含量，再通過窯尾旁路放風系統(tǒng)放10%左右的窯尾煙室氣體，阻止有害氣體成分富集引起的結皮。這樣煙室結皮嚴重情況基本解決，而煙室結皮少了窯內(nèi)通風相對就順暢，熱工制度穩(wěn)定，再加上通過三次風閥門的調(diào)整，匹配好窯、爐的用風和頭尾煤的用量，就完全可以控制好合適的窯皮長度。對于電石渣計量問題，我們經(jīng)過現(xiàn)場觀察、分析是由電石渣的高流動性，和相對物料溫度170℃較高，造成對計量設備的沖擊導致計量不穩(wěn)定。故在轉子稱入口端增加一個變頻星形下料器以緩沖物料，減小物料對稱體的沖擊，其次做好稱體的密封，這樣就可以很好的解決計量不穩(wěn)定的問題。
剩下最后一個難題就是烘干破碎產(chǎn)能不足問題。從試運行的期間的狀況來看，目前影響烘干破產(chǎn)能的主要因素是，成團的濕電石渣來料量的不穩(wěn)定性，料少的時候破碎主電機幾乎為空負荷，而瞬時料量一大就容易造成主電機負荷過大超額定電流而跳停，有時甚至可以直接壓死破碎機轉子，使傳動皮帶打滑（導致摩擦發(fā)熱而燒皮帶），同時還導致破碎機整體震動大，引起設備保護跳停。針對這種情況，第一：我們通過調(diào)整用多臺壓濾機同時下料，以增加輸送皮帶上料團的密度來保持喂料的連續(xù)性，第二：增加破碎入口攔料棒的道數(shù)，使出破碎機的料更均勻。第三：電器控制上，主電機電流超額定電流時，延時5秒聯(lián)鎖跳停濕電石渣的喂料系統(tǒng)，以保護機電設備的安全。通過以上措施的改進實施，效果大有改善，烘干破碎的運轉率有所提高，產(chǎn)量也相應增長，使整條生產(chǎn)線能夠基本保持低產(chǎn)連續(xù)運行。
從總體上來看因為烘干破產(chǎn)量的限制，導致原料磨沒有干電石渣配料而使燒成生料不足，從而限制了窯的產(chǎn)量。而窯不運行或低產(chǎn)運行，烘干破又沒有足夠的熱源來烘干電石渣，故在這種系統(tǒng)里窯和烘干破應該視為相輔相成同等重要。通過在系統(tǒng)調(diào)試、試運行期間的實際情況來看，我認為配置兩級預熱器，頭尾廢氣一并作為烘干熱源的新型燒成系統(tǒng)，工藝技術還是比較成熟的。窯的產(chǎn)能不是問題。整個系統(tǒng)的瓶頸就在于烘干破碎的產(chǎn)能問題。只要能解決濕電石渣下料的均勻性和穩(wěn)定性，提高烘干破碎機的產(chǎn)能和運轉率的問題，整個系統(tǒng)的產(chǎn)能就能有效的發(fā)揮?？偟膩碚f我認為，利用全電石渣來燒制水泥熟料的生產(chǎn)工藝技術是比較成熟的。
3 結束語
目前，在我國水泥產(chǎn)能逐漸趨于飽和，市場競爭日益激烈的大環(huán)境下，唯有進一步降低制造成本才能立于不敗之地。而全部利用廢棄電石渣來代替石灰石燒制水泥熟料，可以有效的節(jié)約資源和生產(chǎn)原料成本。同時，利用廢棄電石渣既減少堆積用地，保護了有限的耕地資源，又減輕了廢電石渣對周邊環(huán)境的污染和上游企業(yè)的污染治理成本，所以具有非常良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
【作者: 章呂峰】
