第一篇:新型干法水泥生料均化知识讲义
新型干法水泥生料均化知识讲义
在水泥工业生料制备过程的 “均化链” 中,生料均化是最重量要的链环。在生料制备四个主要链环中,生料均化是生产均化链中最为重要的工艺环节,其对提高水泥熟料产量,确保水泥质量的稳定有着举足轻重的作用。因而,生料均化库设计的优劣,直接关系到均化效果的好坏,能否保证入窑生料成分的高度均匀,而最终完成整个生料均化链的全部任务。尤其是在石灰石预均化堆场建设不到位的生产线上,则显得更为重要。水泥生料均化的作用及原理:
生料均化原理主要是采用空气搅拌及重力作用下产生的“漏斗效应”(或称鼠穴效应),使生料粉向下落降时切割尽量多层料面予以混合。同时,在不同流化空气的作用下,使沿库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用,有的区域卸料,有的区域流化,从而使库内料面产生径向倾料,进行径向混合均化。
干法水泥生产生料均化工艺技术所用的生料均化库,都是利用三种均化作用原理进行匹配设计。例如: 间歇式均化库,就是采用空气搅拌原理,使生料粉按规定要求进行沸腾、翻滚达到搅拌混合均匀的目的。这种搅拌库虽然
均化效果高,但耗电量大和多库间歇作业是其缺点。目前应用普遍的多料流库,主要在于保证满意的均化效果的同时,力求节约电能消耗。因此,无论哪种型式的多料流均化库都是尽量发挥重力均化的作用,利用多料流使库内生料产生众多漏斗流,同时产生径向倾斜料面运动,提高均化效果。此外,在力求弱化空气搅拌以节约电力消耗的同时,许多多料流库也设臵容积大小不等的卸料小仓,使生料库内已经过漏斗流及径向混合流均化的生料再卸入库内或库下的小仓内,进入小仓内的物料再进行空气搅拌,而后卸出运走。不同类型的均化库均化效果高低、电力消耗大小等,关键在于三种均化作用匹配和利用技术水平的高低。不同的匹配方式,就要求均化库有不同的结构、设备、控制装臵和软件,这也就是各种不同类型的区别所在。同时,还要强调就是操作、管理和维修问题。高新技术的应用对用户也提出了相 应的现代化管理概念,再好的装备不按其规定的要求办事,也就不能发挥其应有的作用和效果。然同某种均化库设计、设备水平不高有关,但是管理、操作不当,长期失修等也是一个普遍存在的问题,对此亦应引起高度重视。
NGF型生料均化库
南京院在调研分析进行优化改进开发了新型NGF型系列的连续重力充气搅拌式均化库。该库已成功应用于国内外数个2500~10000 t/d水泥熟料生产线上。运行结果表明,该生料均化库即使在库内料位较低的情况下,仍能给窑系统提供化学成分稳定的生料,均化效果均超过保证指标,为窑系统的安全高产稳定运行提供了必备基础条件。
该库设备制造和进出料等工艺控制系统均为国内配套解决,阀体也为国内精密加工,但其系统内主要关键部件——荷重传感器、电控气动流量阀及气动开关阀的气控元件全部采用原装进口件,精度高,调控能力强,同等规格下输送能力大,信号反馈及时准确,误差值小,安全运行可靠,使用寿命长。这样两者的配合,使装备总造价、运行费用及电耗均低。此外,该库的所有充气系统配臵合理,用料精良,透气率高,阻力低;设备耐久性大幅度提高,检修维护灵活方便。、NGF型生料均化库均化工作原理:
从提升机送入库顶的生料,经库顶多点下料分配器分配后,进入按一定规律分布的深型斜槽,经其输送后喂入库中。库底板上有一锥形中心混合室(也称减压锥),锥体底部与库底板连续的四周有许多孔洞;库底板上布满充气箱,依要求将库底充气箱分成若干个充气区;锥体与库壁形成的区域称
为外环区,中心混合室内称为内环区。库卸料时,根据混合室内压力的高低,罗茨风机分别向库底内外环区分区轮流循环充气,使生料从外环区进入中心混合室的内环区,再由中心室卸入库底卸料装臵。在整个过程中,生料从分配器进入库内后,首先均匀地以层的形式平铺在库内。在向中心混合室轮流循环充气进料时,在外环区锥体孔洞上方依次出现多个漏斗凹陷,漏斗沿径向排成一列,随充气的变换而旋转角度,这样不仅产生重力混合,而且也因漏斗卸料速度不同,使库底生料产生径向混合。生料进入中心混合室内,在减压锥的减压作用下,被混合室内充气气流强烈搅拌,使得在外环区混合均化后的生料又进行了一次充分的气力混合。因此,库外环区的充气是为了活化物料形成漏斗流并向锥内混合室输送物料;锥体内环充气则是为使物料充分均化混合并卸料出库。经过均化的生料,正常运行时,由库底溢流管卸出,从而完成了生料的均化全过程。出库生料由库底气动开关阀和电控气动流量阀根据充气计量仓的荷重传感器显示出的料重来调节控制进入的料量,出计量仓生料量可根据入窑喂料量大小,由计量仓仓底气动开关阀、电控气动流量阀和冲板流量计形成的闭环系统实现自动调节控制,为此完成生料从库顶进入至仓底卸出的均化计量全过程。2、NGF型均化库结构组成:
主要结构组成由库顶分配器、库内充气箱、库底卸料装臵、充气计量仓、荷重传感器、手动闸板阀、气动开关阀、电控气动流量阀、输送斜槽和库内外充气管路系统及配件组成,3、NGF型均化库主要结构特点:
3.1生料分配器
生料分配器系统工作时,生料从分配器顶部进料口进入分配罐;同时风机的供风则从分配器下面的空气进口并通过透气层进入分配罐。通过调节阀可调整进入分配罐的风压和风量,使粉状物料在分配罐中呈流化状态,从而均匀分流进入按一定规律性分布的多点进料斜槽中。在每个斜槽的底部进气口也安装有调节阀,可调整供风的压力和风量。流进斜槽中的生料在空气的作用下继续呈流化状态,并向斜槽较低方向流动,最后经斜槽下料口进入生料库中。库顶多点进料斜槽的设臵避免进料产生离析现象,为库内物料均化做好准备。斜槽采用输送能力大且料流均匀的深型斜槽;斜槽卸料口与均化库顶采用软连接,以吸收斜槽热膨胀;斜槽和斜槽之间的连接采用定制的新型发泡橡胶材料,在露天条件下,既防水又防漏气,确保了进料的稳定畅通。3.2均化库库内、外充气系统
均化库内充气系统共分n个充气区,除中心区外相对轮流充气。多流股物料的重力混合,当按一定控制方式轮流向各区送入低压空气时,被布臵在与库底水平面成l0°斜坡上的充气箱上的生料呈流态化。生料从外环区进入中心区。每
个充气区充气箱采用相同规律布臵,减少了设备规格,便于制作、安装及维修。充气箱所用透气层材料透气阻力低,透气性能好,且充气箱内采用聚酯织物的软管可防止透气层破损后物料倒流到管道中。每个充气分区及均化库库外充气系统采用了质量上乘、信号反馈及时准确、误差值小和可快速切断的气动阀;另将所设定的标准控制程序装入了PLC自动控制系统,可直接进入中控DCS系统进行控制,通过改变内外环充气区的充气时间,可以改变物料的均化效果,从而保证均化指标。
3.3库底卸料装臵及充气计量仓
生料到达库底后,经均化库中心区进入库底卸料装臵;再通过气动开关阀和电控气动流量阀调节料量后进入充气计量仓。库底卸料装臵及充气计量仓的仓底部均设有类似于均化库库内结构的充气箱,带传感器的充气计量仓可根据入窑喂料量大小实现自动控制。仓内物料由于仓底充气箱作用呈流态化,保持物料有良好的流动性能。充气箱所需压缩空气由罗茨风机通过仓底外部管道供给。3.4电控气动流量阀和气动开关阀
电控气动流量阀和气动开关阀是均化库实现自动控制的核心设备,它运行的正常与否直接关系到均化效果的好坏。为此南京院与天津德申科技公司联合开发了NGF型均化库专用的电控气动流量阀和气动开关阀,其特点具体如下。
(1)迷宫式密封箱加进口毛织物填料,因而具有完善的密封性能;
(2)阀体和阀板采用了国外特殊的耐磨材料制造,具有耐磨、轻巧、控制灵便等特性,其使用寿命内几乎免维护;
(3)有手动、现场控制和中央控制三种控制方式,具有4~20mA信号输入、输出接口,流量调节为无间断连续调节;
(4)阀上有安全联轴器,用于手动操作。由气压缸驱动,带气动位臵控制系统。远程定位器是一个电流回路,位臵设定信号4~20mA,角位反馈信号4~20mA,供电电压24V。在停电时阀门将自动移至“关”的位臵;快速关闭时间≤3 s/次,100%开度调节时间45s左右;所需控制气源气压0.6 MPa±1MPa,从而将传统的流量控制阀和气动开关阀合二为一。
(5)气缸采用了德国FEST0公司的原装产品作为气动驱动执行机构,其驱动气缸为齿条式结构,可以任意地正反方向快速运行且消除了电动驱动的不可频繁正反转所带来的滞后性和机械惯性,真正做到实时跟踪调节,完全无机械故障。气动驱动的抗过载能力和输出扭矩大,其使用寿命内几乎免维护,能耗和造价低。目前国际上已广泛使用。
(6)阀的流量调节采用西门子定位器,为非接触式,同阀轴直联,无传动机构,因而定位精度和可靠性高;控制精度可达到1%。
水泥生料均化效果的影响因素分析: 一般来说,影响生料均化效果的常见因素有以下几点:
1、充气装臵发生漏泄、堵塞、配气不匀等;
2、生料物性与设计不符,如含水量、颗粒大小发生变化等;
3、压缩空气压力不足或含水量大等;
4、机电故障;
5、无法控制的其他因素,如库内贮量、出入库物料流量、进库物料成分波动周期等。
在生产实践中,经常出现充气系统“空气短路”、充气装臵失修、生料出现库内死角、卸空率低等问题,从而影响均化效果。因此,除建设中对均化率正确选型、保证施工质量符合设计要求外,在日常生产中必须重视经常性的维护和定期检修,以保证均化率发挥应有的效果。
一、充气装臵故障影响及防止措施:
均化库能否长期正常运转和达到预期均化效果,充气装臵系统的正常作业是关键。常见的问题是:
多孔料发生碎裂、微孔堵塞,空气有短路,局部有堵塞,全库无效吹气;
卸料口多孔材料常常发生吹掉、撕裂,造成出料不畅或无法出料事故;
多孔材料被压断、挤裂从而生料倒灌,甚至进入主风管
道,再返吹入其他充气箱,致使全部充气系统失效。应采取的防止措施:
1、保证充气箱与管道金属材料与非金属材料连接部分密封可靠;充气箱要有足够强度,保证耐久性和不变形; 安装前要进行单体防漏水压试验;安装后要进行总体防漏检验。
2、防止多孔材料断裂、撕裂,防止被压缩空气中的水分及油滴堵塞微孔。
3、充气材料要整体铺搭,避免多块搭接。同时要保证充气材料与充气箱体边缘的严密性与可靠性。
二、生料物性变化影响及防止措施:
根据实践经验,生料含水量对均化效果有很大影响,一般要保持0.5%以下,最大不应超过1%,否则物料黏湿不仅会造成物料“死角”,亦会影响均化效果。
三、压缩空气或高压风质量变化的影响及防止措施:
一是要管理好空气过滤装臵,防止压缩空气中水分含量过大或含有微粒,造成充气材料堵塞;二是应配备多台空压机就近供气,防止管道过长,阻力大,影响供气效果;三是风源的风量风压要力求稳定,满足均化需要。
四、其他机电设备事故影响及防止措施:
均化库机电设备常见的故障有:库顶喂料系统堵塞,库底下料器卡死,库底空气分配磨损,压缩空气主管道弯曲部
分磨坏,库底充气系统控制执行机构不能正常工作等。一般的防止措施有:
1、保证生料水分。
2、防止铁质碎片混入均化系统,造成卡死或堵塞设备。
3、风机不要经常开停,保证必要的冷却。
4、管道弯曲部分用耐磨硬质材料制成或用硬质合金堆焊,提高耐磨性能。
第二篇:新型干法水泥重要知识
1.新型干法水泥生产的定义
答:新型干法水泥生产,就是以悬浮预热和预分解技术为核心,把现代科学技术和工业生产最新成就等广泛应用于水泥生产全过程,使水泥生产具有高效,优质,节约资源,清洁生产,符合环境保护要求和大型化,自动化,科学管理特征的现代化水泥生产方法。2.新型干法水泥生产的特征 答:①生料制备全过程广泛采用现代化预均化技术。使矿山采运-原料预均化-生料粉磨-生料均化过程,成为生料制备过程中完整的“均化链”。②用悬浮预热及预分解技术改变传统回转窑内物料堆积态的预热和分解方法。③采用高效多功能挤压粉磨技术和新型机械粉体输送装置。④工艺装备大型化,使水泥工业向集约方向发展。⑤为“清洁生产和广泛利用废渣,废料,再生燃料和降解有毒有害危险废弃物创造了有利条件,⑥生产自动化。⑦广泛采用新型耐热,耐磨,隔热和配套耐火材料。⑧应用IT技术,实行现代化科学管理等。3.五稳保一稳
答:为了保证要系统良好的燃料燃烧和热传递条件,从而保证要系统最佳稳定的热工制度,在生产中必须做到生料化学成分稳定,生料喂料量稳定,燃料成分稳定,燃料喂入量稳定和设备运转稳定,即为“五稳保一稳”。水泥窑生产,只有做到“五稳保一稳”,才能保证各个技术参数经常处于最佳值,生产经常处于最佳状态,才能取得最佳的经济效益。否则,不尊重客观规律,忽视科学管理,忽视均衡稳定生产,甚至盲目追求产量,就会人为地造成窑系统热工制度的紊乱,结果只能事与愿违,得不偿失。
第二章 原料预均化
1原料预均化的意义及发展 答:①有利于稳定水泥窑入窑生料成分稳定②有利于扩大资源利用范围③有利于利用矿山夹层废石,扩大矿山使用年限④满足矿山储存及均化双重要求,节约建设投资;20世纪80年代以来,原料预均化技术随着新型干法水泥生产的发展,已得到广泛应用。2原料预均化基本原理与功能
答:原料预均化的基本原理在于“平铺直取”。即在进行原料堆放时,尽可能以最多的相互平行和上下重叠的同厚度的料层构成料堆;取料时,则设法垂直于料层的方向,尽可能同时切取所有料层,依次切取,直到取尽。原料在预均化堆场取到了储存与预均化的双重功能。3预均化堆场类型
答:预均化堆场一般有三种类型,即原料预均化堆场,预配料堆场及配料堆场。4原料预均化堆场的选用条件
答:水泥工业生产中,判断是否需要建设预均化堆场,可根据原料成分波动及生产要求条件确定。①根据生产工艺要求②按原料进料的成分波动范围确定③结合原料矿山的具体情况统一考虑。
5影响预均化效果的主要因素 答:①原料成分波动呈非正态分布②物料的离析作用③料锥端部椎体部分造成的不良影响④堆料机布料不均匀⑤堆料层数影响等。6物料离析作用的影响及防止措施
答:物料颗粒离析,会引起料堆横断面成分波动,发生所谓“短滞后”现象。防止措施:①减小物料颗粒级差②加强堆料管理工作,人字形堆料时,为防止离析,可在堆料时减少落差③加强取料管理工作,取料时应力求取料机能在料堆端面切取所有各层物料料面。
2.11矩形预均化堆场:①场内一般有两个料堆,一个堆料,一个取料,相互交替进行堆、取作业。长宽比一般为5---6②两个料堆可以根据地形,采取平行布置或呈直线布置。③进料皮带机和出料皮带机分别布置在堆场两侧。④料堆平行布置虽然在总平面布置上比较方便,但是取料机要设置中转台车一边平行移动于两料堆间,堆料机也要选用回转式或双臂式以适用于平行的两个料堆。
2.12圆形预均化堆场:①原料由皮带机送到堆场中心,由可以围绕中心做360度回转的悬臂皮带机进行堆料②取料由桥式刮板取料机完成。......2.13矩形和圆形预均化堆场的比较:①占地面积:同样的有效储存容积,矩形堆场占地面积大,圆形约可以减少30%--40%②需用投资:圆形堆场设备购置费较低,比矩形堆场可节约25%,总投资可减少30%--40%③均化效果:由于圆形堆场内外圈相差很大,物料分布不如矩形对称均匀,故比矩形堆场均化效果差④设备操作和维护使用:圆形堆场教较矩形堆场设备简单,易于操作,维修相对较少;⑤企业改建扩建:矩形对称可以根据需要和场地条件进行扩建,而圆形堆场无法在原有基础上扩大,只能另建新堆场。
第三章 生料均化技术
1生料均化原理
答:生料均化原理主要是采用空气搅拌及重力作用下产生的“漏斗效应”,使生料粉向下落降时切割尽量多层料面予以混合。同时,在不同流化空气的作用下,使沿库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用,有的区域流化,从而使库内料面产生径向倾斜,进行径向混合均化。
2生料均化库选型原则 答:①满足生产工艺要求②根据原料波动和预均化堆场能力,考虑均化库选型③充分考虑出磨生料波动幅度与频率,力求通过原料预均化及磨机配料控制减少出磨生料波动幅度与频率,缩短出磨生料波动周期,为生料均化库均化创造条件④生料配备系统“均化链”要合理匹配。
3影响均化效果的常见因素
答:①充气装置发生泄漏,堵塞,配气不均匀等②生料物性与设计不符,如含水量,颗粒大小发生变化等③压缩空气压力不足或含水量大等④机电故障⑤无法控制的其他因素,如库内贮量,出入库物料流量,进库物料成分波动周期等。
第四章 生料粉磨技术
1粉磨的基本原理(什么是物料的粉磨?答案第一句话)
答:物料的粉磨是在外力作用下,通过冲击,挤压,研磨克服物料晶体内部各质点及晶体之间的内聚力,使大块物料变成小块以致细粉的过程。粉磨功一部分用于物料生成新的表面,变成固体的自由表面能,大部分则转变为热量散失于空间。2现代生料粉磨技术发展的特点
答:①原料的烘干和粉磨作业一体化,烘干兼粉碎磨机系统得到广泛的应用,并且由于结构及材质方面的改进,辊式磨获得新的发展。②磨机与新型高效的选分,输送设备和相匹配,组成各种新型干法闭路粉磨系统,以提高粉磨效率,增加粉磨功的有效利用率。③设备日趋大型化,以简化设备和工艺流程,同窑的大型化相匹配。④采用电子定量喂料称,X荧光分析仪或γ-射线分析仪,电子计算机自动调节系统,控制原料配料,为入窑生料成分均齐稳定创造条件。⑤磨机系统操作自动化,应用自动调节回路及电子计算机控制生产,代替人工操作,力求生产稳定。3辊式磨的优点 答:(1)由于厚床粉磨,物料在磨内受到碾压、剪切、冲击力作用,粉磨方式合理,并且磨内气流可将磨细的物料及时带出,避免过粉碎,物料在磨内停留时间一般为2~4min,故粉磨效率较高,能耗较低。(2)入磨热风从环缝喷入,风速大,磨内通风截面也大,阻力小,通风能力强,烘干效率高。(3)允许入磨物料的粒度较大,因而可省略第二段破碎,节约投资。(4)磨内设有选粉设备,不需增设外部循环装置,可节约日常维修费用。(5)物料在磨内停留时间短,生产调节反应快,易于对生料成分及细度调节控制,也便于实现操作自动化。(6)生产适应性强,可处理粗细混杂及掺有金属杂物的物料。(7)设备布置紧凑,建筑空间小,可露天设置或采用轻结构的简易厂棚,不必采用重型或结构复杂的建筑物,故设备及土建投资均较低。(8)磨机结构及粉磨方式合理,整体密封性较好,噪音小,扬尘少,有利于环境保护
4生料粉磨系统的调节控制
答:自动控制主要有五方面的内容:①调节入磨原料配比,保证磨机产品达到规定的化学成分②调节喂入磨机物料总量,使粉磨过程经常处于最佳的稳定状态,提高粉磨效率③调节磨机系统温度,保证良好的烘干及粉磨作业条件,并使产品达到规定的水分④调节磨机系统压力,保证磨机系统的正常通风,满足烘干及粉磨作业需要⑤控制磨机系统的开车喂料程序,实行磨机系统生产全过程的自动控制。
第五章 水泥粉磨
1水泥粉磨的功能和意义
答:其功能主要在于将水泥熟料(及缓凝剂,性能调节材料等)粉磨至适宜的粒度,形成一定的颗粒级配,增大其水化面积,加速水化速率,满足水泥浆体凝结,硬化要求;意义:水泥熟料生产热耗大幅度降低,而水泥生产综合电耗却长期居高不下,通过粉磨技术的改进和突破,利用挤压粉磨技术代替冲击粉磨技术,提高粉磨功的利用率,降低水泥生产综合电耗。因此,水泥粉磨技术创新,对于提高水泥产品质量,节约能源消耗,降低水泥成本,使新型干法水泥生产更具经济竞争力,具有重要意义。2现代水泥粉磨技术发展的特点 答:①在钢球磨系统实现大型化的同时,创新研发挤压粉磨技术和装备②采用高效选粉设备③采用高新型耐磨材料,改善磨机部件材质④添加助磨剂,提高粉磨效率⑤降低水泥温度,提高粉磨效率,改善水泥品质⑥实现操作自动化⑦采取其他技术措施,如降低入磨物料粒度,保证水泥成品的合理颗粒级配及根据产品标准选择适当的比表面积,改善配料,选择合理的熟料矿物组成,降低入磨物料水分等⑧开发粉状输送的新型设备 3几种辊压机水泥粉磨工艺方案
答:其应用方案一般采用辊压机预粉磨、混合粉磨、联合粉磨、半终粉磨及终粉磨五种工艺流程。
4辊压机终粉磨生产水泥与球磨机相比,产生三大问题?及原因?
答:三大问题:在水泥比表面积和三氧化硫含量基本相同的条件下,水泥产品性能存在需水量提高、凝结时间缩短和早期强度下降。原因:水泥粒径分布狭窄;颗粒形貌不规则;料饼未经充分打散;颗粒存在裂纹;C3A含量及活性影响;硫酸盐载体脱水不充分;硫酸盐载体细度不足以及没有充分分散等。O-SEPA型高效选粉机的特点
答:①物料粒径分选精确,选粉效率高②可在较大范围内控制产品细度,并且改进了粒径分布,有利于提高水泥质量③能处理高浓度含尘气体,并将含尘气流作分选气流使用,而不影响选粉性能④磨机可采取强力通风,并且选粉机内可引入大量冷风,有利于降低系统温度,提高选粉效率⑤产品温度低,不需要水泥冷却器,简化了工艺流程⑥机体小,叶片和轮叶磨损率低,布置紧凑,维修简单⑦可使磨机产量增加22%~24%,节能8%~20%。
5.33闭路钢球磨系统:由管磨机、提升机、选粉机和风机等主要设备所组成,在粉磨过程中,粗粒物料几次通过磨机,它具有减少水泥过粉碎,避免发生颗粒凝聚和粘仓、粘研磨体等优点,有利于生产高细度水泥,改变生产水泥的品种,提高选粉效率
第六章 悬浮预热技术
1悬浮预热技术内涵:悬浮预热技术是指低温粉体物料均匀分散在高温气流之中,在悬浮状态下进行热交换,使物料得到迅速加热升温的技术。2旋风筒的功能与原理
答:功能:完成气、固相的分离和固相生料粉的收集;原理:气流携带生料粉沿切线方向高速进入旋风筒,从而被迫在圆筒体与排气管之间的圆环柱内呈旋转运动状态。而且是一边旋转,一边向下运动,从圆筒体到椎体,一直延伸到椎体的端部,并反射向上旋转,最后从排气管排出。这样,经过上一级预热单元加热后的生料,通过旋风筒分离后,才能进入下一级换热单元继续加热升温。3新型旋风筒的结构优化改进
答:各种新型旋风筒围绕降低旋风筒内气流旋转速度,缩短气流在旋风筒内的无效行程,减少进口气流与回流冲撞,减少气流不必要的搅动等方面采取措施,以降低旋风筒阻力,通常采取的措施有:①加阻流型导流板②设置偏心内筒、扁圆内筒或“靴形”内筒③采用大蜗壳内螺旋入口结构④适当降低气流入口速度⑤蜗壳底面做成斜面⑥旋风筒采用倾斜入口及顶盖结构⑦加大内筒面积⑧缩短内筒插入深度⑨适当加大旋风筒高径比⑩旋风筒下部设置膨胀仓等。
4旋风筒的进风口形式与结构 答:旋风筒进风口方式一般有两种,即进口气流外缘与圆柱体相切的直入式及气流内缘与圆柱体相切的蜗壳式。新型旋风筒大多采用蜗壳式,其进风口可分为90°、180°、270°三种形式;结构:旋风筒进风口原来大多采用矩形结构,进风口风速一般在15~25m/s,新型旋风筒进风口已改进为五边形或菱形结构。5换热管道中撒料装置的作用及结构
答:作用:其作用在于防止下料管下行物料进入换热管道时的向下冲料,并促使下冲物料冲至下料板后的飞溅、分散。对保证换热管道中气、固两相充分换热作用很大。结构形式有两种,即板式撒料器和撒料箱。
6换热管道中锁风翻板排灰阀的作用及结构
答:其作用在于保持下料管经常处于密封状态,既保持下料均匀畅通,又能密封物料不能填充的下料管空间,最大限度的防止由于上级旋风筒与下级旋风筒出口换热管道间由于压差容易产生的气流短路、漏风,做到换热管道中的气流及下料管中的物料“气走气路、料走料路”,各行其路。这样,既有利于防止换热管道中的热气流经下料管上窜至上级旋风筒下料口,引起已经收集的物料再次飞扬,降低分离效率;又能防止换热管道中的热气流未经同物料换热,而经由上级旋风筒底部窜入旋风筒内,造成不必要的热损失,降低换热效率。结构形式一般有三种:即单板式,双板式和瓣式
第七章 预分解技术
7.44 预分解技术:将已经过悬浮预热后的水泥生料,在达到分解温度前,进入到分解炉内与分解炉内的燃料混合,在悬浮状态下迅速吸收燃料的燃烧热,使生料中的碳酸钙迅速分解成氧化钙的技术
7.45预分解窑的特点:悬浮预热器与回转窑间增设了一个分解炉,使燃料燃烧的放热过程与生料碳酸盐分解的吸热过程,在其中以悬浮状态下极其迅速的进行
1分解炉内气、固流运动方式及功能
答:分解炉内的气流运动有四种基本形式:涡旋式、喷腾式、悬浮式及流化床式,在这四种形式的分解炉内,生料及燃料主要分别依靠涡流效应,喷腾效应,悬浮效应和流化床效应分散于气流之中。由于物料之间在炉内流场中产生相对运动,从而达到高度分散、均匀混合和分布、迅速换热、延长物料在炉内的滞留时间,达到提高燃烧效率、换热效率和入窑物料碳酸盐分解率的目的 2防止结皮的措施
答:A减少和避免使用高氯和高硫的原料;B使用低氯、低硫或中硫的煤;C如过量的氯和硫难以避免,建议采用以下措施:①丢弃一部分窑灰,以减少氯的循环②采用旁路放风系统;D避免使用高灰分和灰分熔点低得煤;E对窑及预热器要精心操作,是各部的温度、压力稳定及喂料量稳定。
7.50预分解窑系统的粘结堵塞故障因素:①与物料中钾、钠、硫的挥发系数大小有关,特别是在还原气氛中,挥发系数增大时,对结皮影响很大②与物料易烧性的好坏有关,如果物料好烧,则熟料的烧成温度将会相应偏低,结皮就不易发生③与物料三氧化硫与氧化钾的摩尔比大小有关,物料中的可挥发物含量越大,窑系统的凝聚系数越大,则结皮 形成的可能性就越大
防止措施:①减少和避免使用高氯和高硫的原料②使用低氯,低硫或中硫的煤③难以避免的过量氯硫采用:a.丢弃一部分窑灰,减少氯的循环
b.采用旁路防风系统④避免使用高灰分和灰分熔点低的煤⑤对窑及预热器要精心操作,使各部分的温度、压力稳定及喂料量稳定
第八章 回转窑
4.回转窑的功能
答:燃烧功能,热交换功能,化学反应功能,物料输送功能,降解利用废弃物功能。
8.52回转窑系统各反应带:①干燥带,承担生料中水分的蒸发 ②预热带,承担粘土质等原料中化学水的分解脱水③碳酸盐分解带,主要承担碳酸镁和碳酸钙的分解④放热反应,主要承担固相反应任务,C2S,C4AF,C3A等形成放热 ④烧成带,主要承担熟料中C3S的形成,f-CaO的吸收,完成熟料的最后烧成任务 ⑥冷却带,a.是熟料中C3A,C4AF及少量的C5A3重新结晶,b.使部分液相形成玻璃相,c.回收熟料中的热用来加热燃烧用的空气
第三篇:新型干法水泥生产
新型干法水泥生产工艺流程
1、破碎及预均化
(1)水泥生产过程中,很大一部分原料要进行破碎,如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。因为石灰石是生产过程中用量最大的原料,开采出来之后的颗粒较大,硬度较高,因此石灰石的破碎在水泥的物料破碎中占有比较重要的地位。(2)原料预均化 预均化技术就是在原料的存、取过程中,运用科学的堆取料技术,实现原料的初步均化,使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。
2、生料制备
水泥生产过程中,每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料(包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏),据统计,干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60以上,其中生料粉磨占30以上,煤磨占约3,水泥粉磨约占40。因此,合理选择粉磨设备和工艺流程,优化工艺参数,正确操作,控制作业制度,对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。
3、生料均化
新型干法水泥生产过程中,稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提,生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。
4、预热分解
把生料的预热和部分分解由预热器来完成,代替回转窑部分功能,达到缩短回窑长度,同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程,移到预热器内在悬浮状态下进行,使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合,增大了气料接触面积,传热速度快,热交换效率高,达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。(1)物料分散
换热80在入口管道内进行的。喂入预热器管道中的生料,在与高速上升气流的冲击下,物料折转向上随气流运动,同时被分散。(2)气固分离
当气流携带料粉进入旋风筒后,被迫在旋风筒筒体与内筒(排气管)之间的环状空间内做旋转流动,并且一边旋转一边向下运动,由筒体到锥体,一直可以延伸到锥体的端部,然后转而向上旋转上升,由排气管排出。(3)预分解
预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道,设燃料喷入装置,使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程,在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行,使入窑生料的分解率提高到90以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务,移到分解炉内进行;燃料大部分从分解炉内加入,少部分由窑头加入,减轻了窑内煅烧带的热负荷,延长了衬料寿命,有利于生产大型化;由于燃料与生料混合均匀,燃料燃烧热及时传递给物料,使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。
4、水泥熟料的烧成
生料在旋风预热器中完成预热和预分解后,下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。
在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应,生成水泥熟料中的、、等矿物。随着物料温度升高近时,、、等矿物会变成液相,溶解于液相中的 和 进行反应生成大量(熟料)。熟料烧成后,温度开始降低。最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的温度,同时回收高温熟料的显热,提高系统的热效率和熟料质量。
5、水泥粉磨
水泥粉磨是水泥制造的最后工序,也是耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料(及胶凝剂、性能调节材料等)粉磨至适宜的粒度(以细度、比表面积等表示),形成一定的颗粒级配,增大其水化面积,加速水化速度,满足水泥浆体凝结、硬化要求。
第四篇:新型干法水泥生产工艺
新型干法水泥生产工艺
摘要:通过预分解窑干法水泥生产来了解了新型干法水泥生产工艺的工艺流程,熟悉新型干法水泥生产工艺的特点,知道新型干法水泥生产客观规律以及“均衡稳定”的重要
关键词:新型干法水泥,原料预分化,预分解,均衡稳定。
悬浮预热器窑和预分解窑工艺是当代水泥工业用于生产水泥的最新技术,通常称为新型干法水泥技术。
新型干法水泥生产,就是以悬浮预热和预分解技术为核心,把现代科学技术和工业生产最新成就,例如原料矿山计算机控制网络化开采、原料预均化、生料均化、挤压粉磨、IT技术,及新型耐热、耐磨、耐火、隔热材料等广泛应用于干法水泥生产全过程,使水泥生产具有高效、优质、节能、环保和大型化、自动化及科学管理等特征的现代化水泥生产方法。
1.新型干法水泥生产工艺流
预分解窑干法水泥生产是新型于法水泥生产技术的典型代
1.1.1生料制备
来自矿山的石灰石由自卸卡车运入破碎喂料仓,经石灰石破碎系统的破碎后由皮带输送机定量地送往预配料的预均化堆场。黏土用自卸汽车运入或者从工厂的黏土堆棚中用铲斗车卸入黏土喂料仓,经喂料机喂人≠1200mm×1080mm双辊破碎机,在双辊破碎机中破碎到85%的黏土小于25mm后,经计量设备送入预配料的预均化堆场。破碎后的石灰石、黏土和其他辅助原料各自从堆场由皮带输送机送往磨头喂料仓,经配料计量后,定量喂入原料磨进行烘干并粉磨。烘干磨的热气体由悬浮预热器排出的废气供给,开启时则借助热风炉供热风。粉磨后的生料用气力提升泵送人两个连续性空气均化库,进一步用空气搅拌均化生料和储存生料量地送往预配料的预均化堆场
1.1.2熟料煅烧
均化库中的生料经卸料、计量、提升、定量喂料后由气力泵送至窑尾悬浮预热器和分解窑水泥生产过程解炉中,经预热和分解后的物料进入回转窑煅烧成熟料。回转窑和分解炉所用燃料煤由原煤经烘干兼粉磨后,制成煤粉并储存在煤粉仓中供给。熟料经冷却机后,由裙板输送机、计量秤、斗式提升机分别送入熟料库内储存。
1.1.3水泥制成熟料、石膏经定量喂料机送入水泥磨中粉磨。水泥磨与选粉机一起构成所谓的圈流水泥磨,粉磨时也可根据产品要求加入适量的混合材料与熟料、石膏一同粉磨生产不同种类或标号的水泥品种。粉磨后的水泥经仓式空气输送泵送至水泥库储存,一部分水泥经包装机包装为袋装水泥,经火车或汽车运输出厂,另一部分由散装专用车散装出厂。其他不同规模的预分解窑水泥生产线、同规模而不同生产厂家的预分解窑水泥生产线的工艺流程大体上与前述相似,不同之处主要是生产过程中的某些工序和设备不尽相同。
2.新型干法水泥生产的特点
2.1.1优质
生料制备全过程广泛采用现代均化技术。矿山开采、原料预均化、原料配料及粉磨、生料空气搅拌均化四个关键环节互相衔接,紧密配合,形成生料制备全过程的均化控制保证体系即“均化链”,从而满足了悬浮预热、预分解窑新技术以及大型化对生料质量提出的严格要求,产品质量可以与湿法媲美,使干法生产的熟料质量得到了保证
2.1.2低耗
采用高效多功能挤压粉磨、新型粉体输送装置大大节约了粉磨和输送能耗;悬浮预热及预分解技术改变传统回转窑内物料堆积态的预热和分解方法,熟料的煅烧所需要的能耗下降。总体来说,熟料热耗低,烧成热耗可降到3000kJ/kg以下,水泥单位电耗降低到了90~110kW·h/t以下。
2.1.3高效
悬浮预热、预分解窑技术从根本上改变了物料预热、分解过程的传热状态,传热、传质迅速,大幅度提高了热效率和生产效率。操作基本自动化,单位容积产量达110~270kg/mz,劳动生产率可高达1000~4000吨/(人·年)。
2.1.4环保
由于“均化链”技术的采用,可以有效地利用在传统开采方式下必须丢弃的石灰石资源;悬浮、预分解技术及新型多通道燃烧器的应用,有利于低质燃料及再生燃料的利用,同时可降低系统废气排放量、排放温度和还原窑气中产生的NO,含量,减少了对环境的污染,为“清洁生产”和广泛利用废渣、废料、再生燃料及降解有害危险废弃物创
造了有利条件
2.1.5装备大型
装备大型化、单机生产能力大,使水泥工业向集约化方向发展。水泥熟料烧成系统单机生产能力最高可达10000t/a,从而有可能建成年产数百万吨规模的大型水泥厂,进一步提高了水泥生产效率
2.1.6生产控制自动化
利用各种检测仪表、控制装置、计算机及执行机构等对生产过程自动测量、检验、计算、控制、监测,以保证生产“均衡稳定”与设备的安全运行,使生产过程经常处于最优状态,达到优质、高效、低消耗的目的2.1.7管理科学化
应用IT技术进行有效管理,采用科学的、现代化的方法对所获取的信息进行分析和处理
2.1.8投资大,建设周期较
3.3新型干法水泥窑生产的客观规
一切事物,都有其内在运动的客观规律,对于新型干法生产,也是这样。各种新型干法生产是以悬浮预热、窑外分解技术为中心发展起来的,因此,研究新型干法生产的规律,首先要研究悬浮预热窑和预分解窑的规律类型的窑,都受着燃料燃烧规律,热传递规律和热力平衡分布规律制约。为了保证窑系统的良好的燃料燃烧和热传递条件,从而保证窑系统的最佳的稳定的热工制度,在生产中必须做到生料化学成分稳定,生料喂料量稳定、燃料成分(包括热值、煤的细度、油的雾化等)稳定、燃料喂入量稳定和设备运转稳定(包括通风设备),即“五稳保一稳”。这是水泥窑生产中一条最重要的工艺原则。在新型干法生产中,采用的许多新技术、新装备,如:原料的预均化、生料空气搅拌,X荧光分析仪、电子计算机、电子秤、自动化仪表、自动调节回路以及各种耐热、耐磨、耐火新材料,都是为了这个目的。水泥窑生产,只有做到“五稳保一稳”,才能保证各个技术参数经常处于最佳值,生产经常处于最佳状态,才能取得最佳的经济效益。否则,不尊重客观规律,忽视科学管理,忽视均衡稳定生产,甚至盲目追求产量,就会人为地造成窑系统热工制度的紊乱,结果只能事与愿违,得不偿失。尤其对于悬浮预热窑和预分解窑来说,由于生料与高温气流之间传热快,物料在窑系统内停留时间短,化学反应迅速,故对热工制度的波动更为敏感。热工制度不稳,轻者会打乱正常的生产秩序,严重时则会造成预热器系统的粘结堵塞,甚至威胁设备安全,因此,对此更应特别重视
4.4均衡稳定是搞好新型千法生产的关键
据新型干法生产的特点及新型干法水泥窑生产中应遵循的科学规律,可以看出:“均衡稳定”是新型干法水泥生产过程中最为重要的问题,是搞好新型干法生产的关键所在。它不但关系到生产能否正常进行,也直接影响到产品质量、产量,消耗,生产的安全、成本、效益和环境保护工作。
参考文献
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[4]陈全德《新型干法水泥技术原理与应用》北京:中国建筑工业出版社2004.02
[5]于玉苑《新型干法水泥生产新工艺、新技术与新标准》北京:当代中国出版社2011.12.17
[6]黄书谋等《第六届全国新型干法水泥生产技术交流会论文集》北京:中国建筑工业出版社1990.
第五篇:新型干法水泥生产工艺流程图
石灰石0粘土铜矿渣砂页岩3无烟煤石膏矿山破碎破碎机预均化堆场1254破碎机联合预均化堆场7喂料机原料配料站6砂页岩8煤仓石膏仓辊式磨系统SP余热锅炉余气(热源)水蒸汽烘干机粉磨机选粉机14910、11、121317煤磨水余热发电系统增湿塔降温余热锅炉余气(235℃)生料均化库(空压机)1518动态选粉机细粉SP余热锅炉余气(热源)粗粉空气输送斜槽16水SP余热锅炉水蒸汽动能生料喂料口窑尾废气(340℃)五级旋风预热器TSD型分解炉60%煤粉煤粉仓24破碎机旋风除尘器冷凝水回用电能发电机汽轮机水蒸汽干法回转窑旋风除尘器窑头废气(360℃)40%煤粉窑头废气(120℃)19AQC余热锅炉充气梁式篦冷机20粉煤灰水熟料库2122、2325石灰石混合材库矿渣混合材26水泥粉磨调配站2728图 例物流:气流:
29、30产尘点及除尘器编号:噪声点:固体废物:旋风除尘器:说明:设有除尘器的位置均产生固废,图中标注省略数字36石膏联合粉磨系统选粉机细粉粗粉31、32、3334、35、36水泥成品库40、41、42、4337、38、39水泥汽车散装机46、47汽车散装出厂汽车外运44、45回转式包装机袋装水泥成品库
图1 新型干法水泥生产工艺流程图