新型乾法水泥工藝流程

2022-06-22 01:24:02 字數 5209 閱讀 8003

一、 水泥生產原燃料及配料

生產矽酸鹽水泥的主要原料為石灰原料和粘土質原料,有時還要根據燃料品質和水泥品種,摻加校正原料以補充某些成分的不足,還可以利用工業廢渣作為水泥的原料或混合材料進行生產。

1. 石灰石原料

石灰質原料是指以碳酸鈣為主要成分的石灰石、泥灰巖、白堊和貝殼等。石灰石是水泥生產的主要原料,每生產一噸熟料大約需要1.3噸石灰石,生料中80%以上是石灰石。

2. 黏土質原料

黏土質原料主要提供水泥熟料中的、、及少量的。天然黏土質原料有黃土、黏土、頁岩、粉砂岩及河泥等。其中黃土和黏土用得最多。

此外,還有粉煤灰、煤矸石等工業廢渣。黏土質為細分散的沉積岩,由不同礦物組成,如高嶺土、蒙脫石、水雲母及其它水化鋁矽酸鹽。

3. 校正原料

當石灰質原料和黏土質原料配合所得生料成分不能滿足配料方案要求時(有的含量不足,有的和含量不足)必須根據所缺少的組分,摻加相應的校正原料。

(1) 矽質校正原料含80%以上

(2) 鋁質校正原料含30%以上

(3) 鐵質校正原料含50%以上

二、 矽酸鹽水泥熟料的礦物組成

矽酸鹽水泥熟料的礦物主要由矽酸三鈣()、矽酸二鈣()、鋁酸三鈣()和鐵鋁酸四鈣()組成。

三、 工藝流程

1. 破碎及預均化

(1)破碎水泥生產過程中,大部分原料要進行破碎,如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產水泥用量最大的原料,開採後的粒度較大,硬度較高,因此石灰石是生產水泥用量最大的原料,開採後的粒度較大,硬度較高,因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有比較重要的地位。

破碎過程要比粉磨過程經濟而方便,合理選用破碎裝置和和粉磨裝置非常重要。在物料進入粉磨裝置之前,盡可能將大塊物料破碎至細小、均勻的粒度,以減輕粉磨裝置的負荷,提高黂機的產量。物料破碎後,可減少在運輸和貯存過程中不同粒度物料的分離現象,有得於制得成分均勻的生料,提高配料的準確性。

(2)原料預均化預均化技術就是在原料的存、取過程中,運用科學的堆取料技術,實現原料的初步均化,使原料堆場同時具備貯存與均化的功能。

原料預均化的基本原理就是在物料堆放時,由堆料機把進來的原料連續地按一定的方式堆成盡可能多的相互平行、上下重疊和相同厚度的料層。取料時,在垂直於料層的方向,盡可能同時切取所有料層,依次切取,直到取完,即「平鋪直取」。

意義:(1)均化原料成分,減少質量波動,以利於生產質量更高的熟料,並穩定燒成系統的生產。

(2)擴大礦山資源的利用,提高開採效率,最大限度擴大礦山的覆蓋物和夾層,在礦山開採的過程中不出或少出廢石。

(3)可以放寬礦山開採的質量和控要求,降低礦山的開採成本。

(4)對黏濕物料適應性強。

(5)為工廠提供長期穩定的原料,也可以在堆場內對不同組分的原料進行配料,使其成為預配料堆場,為穩定生產和提高裝置運轉率創造條件。

(6)自動化程度高。

2. 生料製備

水泥生產過程中,每生產1噸矽酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料(包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏),據統計,乾法水泥生產線粉磨作業需要消耗的動力約佔全廠動力的60%以上,其中生料粉磨佔30%以上,煤磨佔約3%,水泥粉磨約佔40%。因此,合理選擇粉磨裝置和工藝流程,優化工藝引數,正確操作,控制作業制度,對保證產品質量、降低能耗具有重大意義。

工作原理:

電動機通過減速裝置帶動磨盤轉動,物料通過鎖風餵料裝置經下料溜子落到磨盤**,在離心力的作用下被甩向磨盤邊緣交受到磨輥的輾壓粉磨,粉碎後的物料從磨盤的邊緣溢位,被來自噴嘴高速向上的熱氣流帶起烘乾,根據氣流速度的不同,部分物料被氣流帶到高效選粉機內,粗粉經分離後返回到磨盤上,重新粉磨;細粉則隨氣流出磨,在系統收塵裝置中收集下來,即為產品。沒有被熱氣流帶起的粗顆粒物料,溢位磨盤後被外迴圈的斗式提公升機喂入選粉機,粗顆粒落回磨盤,再次擠壓粉磨。

3. 生料均化

新型乾法水泥生產過程中,穩定入窖生料成分是穩定熟料燒成熱工制度的前提,生料均化系統起著穩定入窖生料成分的最後一道把關作用。

均化原理:

採用空氣攪拌,重力作用,產生「漏斗效應」,使生料粉在向下卸落時,盡量切割多層料麵,充分混合。利用不同的流化空氣,使庫內平行料麵發生大小不同的流化膨脹作用,有的區域卸料,有的區域流化,從而使庫內料麵產生傾斜,進行徑向混合均化。

4. 預熱分解

把生料的預熱和部分分解由預熱器來完成,代替迴轉窯部分功能,達到縮短回窯長度,同時使窯內以堆積狀態進行氣料換熱過程,移到預熱器內在懸浮狀態下進行,使生料能夠同窯內排出的熾熱氣體充分混合,增大了氣料接觸面積,傳熱速度快,熱交換效率高,達到提高窯系統生產效率、降低熟料燒成熱耗的目的。

工作原理:

預熱器的主要功能是充分利用迴轉窯和分解爐排出的廢氣餘熱加熱生料,使生料預熱及部分碳酸鹽分解。為了最大限度提高氣固間的換熱效率,實現整個煅燒系統的優質、高產、低消耗,必需具備氣固分散均勻、換熱迅速和高效分離三個功能。

(1)物料分散

換熱80%在入口管道內進行的。餵入預熱器管道中的生料,在與高速上公升氣流的衝擊下,物料折轉向上隨氣流運動,同時被分散。

(2)氣固分離

當氣流攜帶料粉進入旋風筒後,被迫在旋風筒筒體與內筒(排氣管)之間的環狀空間內做旋轉流動,並且一邊旋轉一邊向下運動,由筒體到錐體,一直可以延伸到錐體的端部,然後轉而向上旋轉上公升,由排氣管排出。

(3)預分解

預分解技術的出現是水泥煅燒工藝的一次技術飛躍。它是在預熱器和迴轉窯之間增設分解爐和利用窯尾上公升煙道,設燃料噴入裝置,使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程,在分解爐內以懸浮態或流化態下迅速進行,使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來在迴轉窯內進行的碳酸鹽分解任務,移到分解爐內進行;燃料大部分從分解爐內加入,少部分由窯頭加入,減輕了窯內煅燒帶的熱負荷,延長了襯料壽命,有利於生產大型化;由於燃料與生料混合均勻,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、低耗等一系列優良效能及特點。

4. 水泥熟料的燒成

生料在旋風預熱器中完成預熱和預分解後,下一道工序是進入迴轉窯中進行熟料的燒成。

在迴轉窯中碳酸鹽進一步的迅速分解並發生一系列的固相反應,生成水泥熟料中的、、等礦物。隨著物料溫度公升高近時,、、等礦物會變成液相,溶解於液相中的和進行反應生成大量(熟料)。熟料燒成後,溫度開始降低。

最後由水泥熟料冷卻機將迴轉窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫和水泥磨所能承受的溫度,同時**高溫熟料的顯熱,提高系統的熱效率和熟料質量。

5. 水泥粉磨

水泥粉磨是水泥製造的最後工序,也是耗電最多的工序。其主要功能在於將水泥熟料(及膠凝劑、效能調節材料等)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。

6. 水泥包裝

水泥出廠有袋裝和散裝兩種發運方式。

以上為新型乾法水泥生產的一般工藝流程。

在水泥生產工藝的人,經常提到水泥生產的 「兩磨一燒」,即是:生料製備、熟料煅燒、水泥粉磨。以下為其中的一些工藝要求:

水泥:凡細磨物料,加適量水後,成塑性漿狀,即能在空氣硬化,又能在水中硬化的水硬性膠凝材料,並能把沙石等材料牢固地膠結在一起。

一般來講,水泥行業生產的是矽酸鹽水泥,矽酸鹽水泥是一種細緻的、通常為灰色的粉末,它由鈣(來自石灰石)、矽酸鹽、鋁酸鹽(黏土)以及鐵酸鹽組成。在乙個矽酸鹽水泥工廠中,水泥生產有以下幾個主要階段:

生料的準備:

·石灰石是水泥生產的主要原材料,大多數工廠都位於石灰石採石場附近,以盡量降低運輸成本。

·通過爆破或者使用截裝機來進行原料(石灰石、頁岩、矽土和黃鐵礦)的提取。

·原料被送至破碎機,在那裡經過破碎或鎚擊變成碎塊。

·壓碎的石灰石和其它原料通常覆蓋儲存,以防受外界環境的影響,同時也可最大程度地減小灰塵。

·在大多數情況下,採石場和水泥廠會需要分離的或單獨的電源裝置。

生料磨 :

·在生料磨車間,原料被磨得更細,以保證高質量的混合。

·在此階段使用了立磨和球磨,前者利用滾筒外洩的壓力將通過的材料碾碎,後者則依靠鋼球對材料進行研磨。

·至今為止,生料磨所消耗電能的大部分並未被用來破碎材料,而是轉化成了熱能損耗。因此這裡就存在一種經濟化的需求,希望能夠對生料磨車間進行調節,將能量損失保持在盡可能低的水平。

·使用一種優化粉磨過程的電氣自動化系統是很有必要的。

·生料最終被運輸到均化堆場進行儲藏和進一步的材料混合。

熟料生產 :

·熟料球形結塊的直徑必須在0.32-5.0cm範圍之內,它們是在原料之間的化學反應中產生的。

·高溫處理系統包括三個步驟:烘乾或預熱、煅燒(一次熱處理,在其過程中生成氧化鈣)以及焙燒(燒結)。

·煅燒是此工序中的核心部分。生料被連續地稱重並送入預熱器最頂部的旋風分離器,預熱器中的材料被上公升的熱空氣加熱,在巨大的旋轉窯內部,原料在1450攝氏度下轉化成為熟料。

·熟料從窯頭進入篦冷機進行熱再生和冷卻。冷卻了的熟料隨後用盤式運輸帶傳輸到熟料料倉進行儲存。

·熟料冷卻後可在運輸帶上傳輸,並可以再生多達30%的熱量。送經熟料的冷卻空氣被匯入旋窯,它有利於燃料燃燒。一般型別的篦冷機為往復爐蓖式、行星式和旋轉式。

篦冷機收集的非常粗糙的粉塵由水泥礦物組成,它被**重新處理。

·根據冷卻效率和希望得到的冷卻溫度,在冷卻過程中使用的空氣量大約為1-2千克/每千克熟料。如果在冷卻過程之後,一部分氣體被用於其它過程,例如煤炭乾燥,則可以減少需要淨化的氣體量。

·熟料儲存能力可以基於市場考慮,乙個工廠通常可以儲存熟料年產量的5-25%。運輸帶和斗式提公升機之類的裝置可用於將熟料從篦冷機到儲存區以及熟料磨機之間進行傳輸。重力下落和傳送點通常備有至粉塵收集器的通風裝置。

·對低散失和低能耗的主要要求是做到旋窯運轉均衡一致。因此,必須使用現代化過程控制技術對燃燒過程進行持續的監控。

儲存及熟料磨:

·熟料從熟料料倉中取出並送到給料倉,在進入熟料磨之前與石膏和新增劑進行配比混合。

·在熟料粉磨過程中,熟料與其它原料被一同磨成細粉,多達5%的石膏或附加的硬石膏被新增進來,以控制水泥的凝固時間,同時加入的還有其它化合物,例如用來調節流動性或者含氣量的化合物。很多任務廠使用滾式破碎機來獲取可減小到預定尺寸的熟料和石膏,這些材料隨後被送入球磨(旋轉式、垂直鋼筒,內含鋼合金滾珠)進行餘下的粉磨加工。

·粉磨過程在封閉系統中進行,該系統配備了乙個空氣分離機,用來按大小將水泥顆粒分開,沒有完全磨細的材料被重新送過該系統。

·這道高能耗的工序需要自動化和最優化的控制,以保證目前的質量要求。

儲藏和發運:

·成品水泥被儲藏在巨大的混凝土料倉內。

·可以將水泥散裝到卡車或者車皮中發運給客戶,也可以裝袋,用標準貨車傳送。

·在運營乙個水泥廠時,交貨過程是最主要的任務之一。

·由於發運裝置通常也用於稱量和裝卸來自外部**商的材料,因此這些系統必須同時支援給料傳輸的過程控制。

·現代化的發運系統提供了全部的物流支援,並且使發運過程對操作者透明。

新型乾法水泥生產工藝流程

水泥的生產工藝可以簡述為兩磨一燒,即原料要經過採掘 破碎 磨細和混勻製成生料,生料經1450 的高溫燒成熟料,熟料再經破碎,與石膏或其他混合材一起磨細成為水泥。由於生料製備有乾濕之別,所以將生產方法分為濕法,半乾法或半濕法,乾法3種。目前常用的是乾法水泥生產工藝。一 水泥生產的生料製備 1 破碎工藝...

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1 破碎及預均化 1 水泥生產過程中,很大一部分原料要進行破碎,如石灰石 黏土 鐵礦石及煤等。因為石灰石是生產過程中用量最大的原料,開採出來之後的顆粒較大,硬度較高,因此石灰石的破碎在水泥的物料破碎中占有比較重要的地位。2 原料預均化預均化技術就是在原料的存 取過程中,運用科學的堆取料技術,實現原料...

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4 水泥熟料的燒成 生料在旋風預熱器中完成預熱和預分解後,下一道工序是進入迴轉窯中進行熟料的燒成。在迴轉窯中碳酸鹽進一步的迅速分解並發生一系列的固相反應,生成水泥熟料中的 等礦物。隨著物料溫度公升高近時,等礦物會變成液相,溶解於液相中的和進行反應生成大量 熟料 熟料燒成後,溫度開始降低。最後由水泥熟...