水泥工業(yè)煅燒新技術(shù).doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除!第四篇水泥工業(yè)煅燒新技術(shù)! ! ! !此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流第一章水泥工業(yè)煅燒概論第一章水泥工業(yè)煅燒概論第一節(jié)水泥熟料的煅燒在水泥生產(chǎn)中的作用水泥熟料的煅燒是水泥生產(chǎn)工藝過程中最重要的一道工序。因為水泥熟料的產(chǎn)、質(zhì)量直接影響水泥的產(chǎn)、質(zhì)量。普通水泥組成中 !# 以上是水泥熟料，因此水泥熟料的產(chǎn)量高了，水泥的產(chǎn)量當(dāng)然也高。如果生產(chǎn)一定標(biāo)號的礦渣或火山灰等水泥時，水泥熟料強度高時能多摻入混合材，因此提高了水泥的產(chǎn)量，相應(yīng)降低了水泥成本和熱耗。所以有人說水泥熟料的煅燒是水泥廠的“心臟”，是水泥生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，這是有道理的。水泥生產(chǎn)過程中有些工序，是為燒成的熟料能優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗提供條件的，如生料和煤的制備等，因此抓了水泥熟料的煅燒，同時也能帶動生料和煤的制備等工序的提高。第二節(jié)水 泥 窯一、水泥窯的類型和作用水泥窯目前主要有兩大類，一類是窯筒體臥置（略帶斜度），并能作回轉(zhuǎn)運動的稱為回轉(zhuǎn)窯（也稱旋窯）；另一類窯筒體是立置不轉(zhuǎn)動的稱為立窯。水泥生料在水泥窯內(nèi)加熱，經(jīng)過了一系列的物理、化學(xué)變化，便成為熟料，因此水泥 %!$ 第四篇水泥工業(yè)煅燒新技術(shù)窯是一個反應(yīng)器。為了使生料能充分反應(yīng)，窯內(nèi)燒成溫度要求達(dá)到 !#$%，使整個物料處于部分熔融狀態(tài)，因此水泥窯又是一個熔爐。窯內(nèi)高溫是由燃料在窯內(nèi)燃燒產(chǎn)生的，燃燒產(chǎn)生的熱量通過輻射、對流和傳導(dǎo)三種基本傳熱方式，將熱量傳給物料，所以水泥窯也是燃燒設(shè)備和傳熱設(shè)備。在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，物料從窯尾部加入，由于窯筒體是傾斜安裝的，當(dāng)窯轉(zhuǎn)動肘，物料不斷地由窯尾向窯頭運動；在立窯內(nèi)物料從窯頂加入，由窯底部卸出，因此水泥窯也是個輸送設(shè)備。為使燃料在水泥窯內(nèi)能進(jìn)行正常燃燒，必須送入助燃的空氣；燃燒產(chǎn)生的煙氣和物料反應(yīng)產(chǎn)生的水汽及二氧化碳等所組成的廢氣，需要從窯內(nèi)排出，因此必須要有氣體輸送設(shè)備向窯內(nèi)鼓進(jìn)空氣，并排出廢氣。由此可見，水泥窯的工作是由氣體流動、燃料燃燒、熱量傳遞和物料運動等過程所組成的。水泥窯的工作就是如何使燃料能充分燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱量能有效地傳給物料，物料接受熱量后發(fā)生一系列物理、化學(xué)變化，最后形成熟料。由于水泥窯內(nèi)情況復(fù)雜，因此要求操作人員知識面要廣，責(zé)任性要強。在復(fù)雜的情況下能全面的分析和判斷問題，在處理問題上還要有一定的預(yù)見性。二、回轉(zhuǎn)窯（一）回轉(zhuǎn)窯的類型和特點隨著水泥工業(yè)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了不同的生產(chǎn)方法和不同類型的回轉(zhuǎn)窯。按生料制備的方法還可分為干法生產(chǎn)和濕法生產(chǎn)，及與其生產(chǎn)方法相適應(yīng)的回轉(zhuǎn)窯也分為干法回轉(zhuǎn)窯和濕法回轉(zhuǎn)窯兩類。由于窯內(nèi)和窯尼熱交換裝置不同，又可分為不同類型的窯?；剞D(zhuǎn)窯的分類大致如下：回轉(zhuǎn)窯中空回轉(zhuǎn)窯帶余熱鍋爐回轉(zhuǎn)窯干法回轉(zhuǎn)窯立波爾窯（半干法）帶分解爐和參熱器窯（ (& 窯）濕法長窯濕法回轉(zhuǎn)窯帶料漿蒸發(fā)機回轉(zhuǎn)窯! ) 濕法回轉(zhuǎn)窯的類型和特點用于濕法生產(chǎn)中的水泥窯稱濕法窯。濕法生產(chǎn)是將生料制成含水為 *+ , $- 的料漿。由于是制備成具有流動性的泥漿，所以各原料之間混合好，生料成分均勻，使燒成的熟料質(zhì)量高，這是濕法生產(chǎn)的主要優(yōu)點。此外生料在粉磨過程不產(chǎn)生粉塵，加上水對物料有尖劈作用，所以濕法粉磨效率比干法效率高。其主要缺點是由于要蒸發(fā) *+ , $-的 /.$ 帶懸浮預(yù)熱器窯（& 窯）第一章水泥工業(yè)煅燒概論料漿水分，要消耗很多的熱量（約占總熱耗的 ! # !$%）。（&）濕法長窯濕法長窯的筒體較長（長徑比為 ! # ），為增加窯的傳熱面積，常在窯尾部分掛有鏈條，加速水分蒸發(fā)。其生產(chǎn)流程如圖 ( & ( & 所示：圖 (&(&濕法長窯生產(chǎn)流程圖&回轉(zhuǎn)窯；)多筒式冷卻機；!噴煤管；傳動齒輪；$熱交換器；*鏈條；+托輪；,水冷卻；-鼓風(fēng)機；&煤磨；&選粉機；&)旋風(fēng)收塵器；&!煤磨排風(fēng)機；&從窯頭吸熱空氣送入煤磨的管子；&$收塵器；&*煙囪（)）帶料漿蒸發(fā)機回轉(zhuǎn)窯為了將水分的蒸發(fā)過程移至窯外進(jìn)行，可在窯尾后面設(shè)料漿蒸發(fā)機，使料漿水分大部分在料漿蒸發(fā)機內(nèi)蒸發(fā)掉，因此濕法窯的筒體長度可縮短。裝有料漿蒸發(fā)機的窯叫帶料漿蒸發(fā)機回轉(zhuǎn)窯。其流程如圖 ( & ( ) 所示。圖 (&()帶料漿蒸發(fā)機回轉(zhuǎn)窯流程圖&喂料槽；)臥式料漿蒸發(fā)機；!換熱體，回轉(zhuǎn)窯；$旋風(fēng)收塵器；*立式電收塵器；+螺旋輸送機；,提升機；-入窯管；&熟料多筒式冷卻機；&熟料鏈?zhǔn)捷斔蜋C；&)煤粉貯庫；&!分格輪喂煤機；&鼓風(fēng)機；&$噴煤管；&*排風(fēng)機；&+三通閥門；&,煙囪 +-& 第四篇水泥工業(yè)煅燒新技術(shù)! 干法回轉(zhuǎn)窯的類型和特點（#）中空干法回轉(zhuǎn)窯中空窯是干法窯中最原始的一種型式，筒體內(nèi)除砌有窯襯外，沒有裝設(shè)任何熱交換裝置。其生產(chǎn)流程如圖平 $ % # % & 所示。圖 $%#%&中空式回轉(zhuǎn)窯#回轉(zhuǎn)窯；!多筒式冷卻機；&鼓風(fēng)機；$傳動牙輪；煙囪（!）帶余熱鍋爐的回轉(zhuǎn)窯由于中空窯內(nèi)物料與熱氣流接觸面積很小，所以傳熱效率很低，廢氣溫度很高，熱損失很大。為收回廢氣中的熱量，在窯尾后面裝設(shè)余熱鍋爐進(jìn)行發(fā)電。稱這種窯為帶余熱鍋爐的回轉(zhuǎn)窯，其生產(chǎn)流程如圖 $ % # % $ 所示。圖 $%#%$帶余熱爐窯工藝流程圖#排風(fēng)機；!省煤器；&蒸汽過熱器；$鍋爐；煙室；(回轉(zhuǎn)窯（&）立波爾窯（帶加熱機的回轉(zhuǎn)窯）窯尾廢氣中的熱氣除可用于發(fā)電外，更應(yīng)該設(shè)法用來預(yù)燒物料。為此在窯尾后面加設(shè)一個加熱機（回轉(zhuǎn)爐蓖子），將生料粉制成生料球，喂入加熱機，由窯尾排出的廢氣進(jìn)入加熱機，穿過料球?qū)?，將熱量傳給料球，因此使排出加熱機廢氣溫度降低，加強了物料的預(yù)熱。物料在加熱機內(nèi)進(jìn)行干燥、預(yù)熱和部分分解。帶加熱機的窯也稱立波爾窯。由于料球含有 #! ) #$*的水分，因此也可將它劃為半干法，因其生料制備和干法一樣，所以實際上是干法的一種。其流程如圖 $ % # % 所示。（$）帶懸浮預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯（簡稱 +, 窯）生料粉在懸浮筒（旋風(fēng)筒或立筒）內(nèi)，懸浮于熱煙氣中進(jìn)行熱交換，因此傳熱效率高。懸浮預(yù)熱器國內(nèi)已投入生產(chǎn)的有旋風(fēng)式與立筒式兩種，其流程分別為圖 $ % # % ( 與圖 $ .-! ! ! #。第一章水泥工業(yè)煅燒概論圖 $!%立波爾窯鼓風(fēng)機；&回轉(zhuǎn)窯；提升機；$加熱機；%成球盤圖 $!(帶旋風(fēng)預(yù)熱回轉(zhuǎn)窯流程圖回轉(zhuǎn)窯；&生料進(jìn)口；廢氣出口圖 $!#帶立筒預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯流程圖回轉(zhuǎn)窯；&立筒預(yù)熱器；生料入口；$廢氣出口 #) 第四篇水泥工業(yè)煅燒新技術(shù)（!）帶分解爐和預(yù)熱器的窯（簡稱 #$ 窯）在帶預(yù)熱器的窯上再加設(shè)一個分解爐，在分解爐內(nèi)再燒一把火，使經(jīng)過分解爐的生料粉，其中碳酸鈣絕大部分得到分解，因此可較大幅度地提高窯的產(chǎn)量。其生產(chǎn)流程如圖 % & & ( 所示。圖 %&(帶窯外分解爐和預(yù)熱器窯流程圖回轉(zhuǎn)窯；)分解爐；*旋風(fēng)預(yù)熱器；%冷卻機；!二次風(fēng)管；+電收塵；,排風(fēng)機；(煙囪；-生料進(jìn)口干法回轉(zhuǎn)窯與濕法回轉(zhuǎn)窯相比優(yōu)缺點正好相反。干法將生料制成生料干粉，水分一般小于 .，因此它比濕法減少了蒸發(fā)水分所需的熱量。中空式窯由于廢氣溫度高，所以熱耗也不低。干法生產(chǎn)將生料制成干粉，其流動性比泥漿差，所以原料混合不好，成分不均勻，如無均化措施，其熟料質(zhì)量不如濕法。而且生料制備過程粉塵大。但 +/ 年代、,/年代發(fā)展起來的 #$ 窯和 #$ 窯具有產(chǎn)量高，熱耗低等顯著優(yōu)點，具有強大的生命力。已成為 ,/ 年代以來水泥窯發(fā)展的主要方向。（二）回轉(zhuǎn)窯的發(fā)展概況世界上用回轉(zhuǎn)窯煅燒水泥是在 (! 年。我國于 -/+ 年首先在河北省唐山市啟新洋灰公司（即啟新水泥廠），建立了回轉(zhuǎn)窯。以后又相繼建立了大連（-/, 年）、上海、中國、廣州等回轉(zhuǎn)窯水泥廠。初期建立的是熱效率不高的干法中空窯，但不久就被濕法窯所代替。因濕法生產(chǎn)的熱料質(zhì)量好。在 )/ 世紀(jì) !/ 年代和 +/ 年代初，濕法長窯占主要地位。而我國到目前為止?jié)穹ǜG的比重仍很大，其次是半干法，干法占的比例還不大。隨著水泥設(shè)備朝著大型化方向發(fā)展，濕法長窯的直徑，國際上由 !/ 年代初的 * 0 %1 發(fā)展到! 0 +1，到 -+ 年最大達(dá) !, 2 + 3 + 2 % 3 + 2 - 4 )*)1，日產(chǎn)熟料 *+/5。我國 +/ 年代也建成!% 2 % 3 % 2 ! 3 % 2 % 4 (/1 窯，日產(chǎn)熟料 / 多噸，至今仍為我國最大的一臺濕法長窯。但是，在朝著大型化方向發(fā)展的過程中，產(chǎn)生了不少新問題，如大型濕法窯尾排出的粉塵激增，必須要加設(shè)收塵器；熟料的電耗也隨窯規(guī)格的增大而猛增；而且大型窯的窯襯壽命也 ,-% 第一章水泥工業(yè)煅燒概論短?？傊笮突瘽穹ㄩL窯缺點較多。! 年代至 # 年代國際上（如西德和日本）興建了相當(dāng)數(shù)量的半干法立波爾窯。半干法窯由于熱耗低，因此在國際上曾興旺了一段時間。我國至今立波爾窯仍占有一定比例。但立波爾窯的篦式加熱機運轉(zhuǎn)事故較多，料球在加熱機上加熱也不均勻，而且要求原料成球性能好。由于有這些缺點，因此目前有許多國家已不愿采用了。$ 年代初出現(xiàn)了帶懸浮預(yù)熱器的窯（簡稱 %& 窯），由于生料粉在懸浮狀態(tài)進(jìn)行換熱，所以傳熱效率高，熱耗低，而且生料無需成球，也沒有運轉(zhuǎn)部件，所以 %& 窯比立波爾窯優(yōu)越得多，而且經(jīng)過十多年的發(fā)展，成功地采用了一些新技術(shù)，基本上解決了 %& 窯與濕法長窯在熟料質(zhì)量問題上的差距，又解決于 %& 窯正常運轉(zhuǎn)的問題。 %& 窯不僅熟料單位熱耗低，而且產(chǎn)量高，對于相同產(chǎn)量的窯，%& 窯直徑比濕法長窯小，窯襯壽命長，有利于產(chǎn)量大幅度的提高。因此 # 年代后期國際上大都興建了 %& 窯，形成了 %& 窯的主導(dǎo)地位。我國也是在 $ 年代初開始研制 %& 窯的。建材研究院首先在上海進(jìn)行四級旋風(fēng)預(yù)熱器的試驗研究，根據(jù)試驗結(jié)果在太原水泥廠! ( )* + *, 窯上設(shè)計制造了第一臺帶旋風(fēng)式預(yù)熱器的回轉(zhuǎn)窯，并于 -.# 年 * 月正式投產(chǎn)。投產(chǎn)后產(chǎn)量提高 !/，熱耗降低*$ ( $/。# 年代初在杭州水泥廠開始對立筒預(yù)熱器的試驗。-.#. 年在杭州水泥廠的! ( * 0 ( 0 ( # + !#, 窯上建成第一臺具有我國自己特色的帶立筒預(yù)熱器的回轉(zhuǎn)窯，使其產(chǎn)量提高了 $/，熱耗降低了 !$/左右，從而帶懸浮預(yù)熱器的回轉(zhuǎn)窯在我國也開始發(fā)展了。到 ) 年代初，國際上出現(xiàn)了窯外分解新技術(shù)，即在帶預(yù)熱器窯上增設(shè)一個分解爐（簡稱 1%& 窯）。它的產(chǎn)量比同規(guī)格的 %& 窯成倍增加，使單位熟料熱耗也顯著降低。 %&窯特別是 1%& 窯的出現(xiàn)，把水泥窯的燒成技術(shù)推向了一個新階段。這一新技術(shù)一經(jīng)發(fā)現(xiàn)立即引起了水泥工業(yè)界的重視，它的優(yōu)越性已得到世界的公認(rèn)。到 ) 年代末，世界上工業(yè)發(fā)達(dá)的資本主義國家都基本上將預(yù)熱器窯轉(zhuǎn)向帶分解爐的窯即 1%& 窯，一些發(fā)展中國家新建或擴建大、中型水泥廠也大都采用 1%& 窯。) 年代初我國組織了 1%& 窯的開發(fā)工作，先是開發(fā)燒油的，取得成功后又開發(fā)燒煤的，試驗窯的規(guī)模由日產(chǎn) !2 熟料，發(fā)展到日產(chǎn) )2 和日產(chǎn) -2 熟料。) 年代末黨的十一屆三中全會以后，我國經(jīng)濟進(jìn)入開放時期，水泥生產(chǎn)技術(shù)獲得迅速發(fā)展，帶分解爐窯的新型干法技術(shù)得到很大發(fā)展。-.)3 年我國建材主管部門組織了冀東水泥廠和寧國水泥廠日產(chǎn) *2 熟料帶分解爐窯的生產(chǎn)線成套設(shè)備進(jìn)口工作，以后又在廣西、廣東、福建分別進(jìn)口 * 臺帶預(yù)分解爐窯的生產(chǎn)線成套設(shè)備。成套設(shè)備進(jìn)口不僅擴大了水泥產(chǎn)量，而且迅速提高了我國新型干法生產(chǎn)的技術(shù)水平。科研設(shè)計單位將設(shè)備進(jìn)口中獲得的技術(shù)首先用于改造和完善 ) 年代我國自行建設(shè)的帶分解爐窯的試生產(chǎn)線， ).$ 第四篇水泥工業(yè)煅燒新技術(shù)又從國外進(jìn)口了部分配套單機，從而使這些試生產(chǎn)的生產(chǎn)廠很快得以長期安全運轉(zhuǎn)，并達(dá)到預(yù)期指標(biāo)。! 年代初國家建材局組織了日產(chǎn) #$ 熟料帶分解爐窯新干法生產(chǎn)線成套設(shè)備的設(shè)計、制造和建設(shè)。第一條線建于江西水泥廠，%&! 年底建成并投入試生產(chǎn)，現(xiàn)已驗收轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)，江西水泥廠帶分解爐生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)，標(biāo)志著我國新型干法生產(chǎn)技術(shù)達(dá)到一個新水平。我國新型干法的發(fā)展是采取兩條腿走路的方針，一方面從國外進(jìn)口成套設(shè)備；另方面是通過科學(xué)試驗和借鑒國外技術(shù)自行開發(fā)新工藝、新設(shè)備，建設(shè)生產(chǎn)線。到 ! 年代末，我國帶分解爐窯新干法生產(chǎn)水泥近 % 萬噸，加上帶預(yù)熱器窯的生產(chǎn)能力，將占我國大中型水泥企業(yè)總生產(chǎn)能力的 % ( )，這個發(fā)展速度在我國水泥生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展史上是空前的。據(jù) ! 年代末統(tǒng)計，已投產(chǎn)開工帶分解爐窯的生產(chǎn)線已有 ) 條，其中日產(chǎn)熟料*$ 的 # 條；日產(chǎn)熟料 % + %,$ 的 ) 條；日產(chǎn)熟料 #$ 的 ! 條，日產(chǎn)熟料 -# +)$ 的 條。到 # 年，一個具有中國特色的現(xiàn)代化的水泥工業(yè)窯已呈現(xiàn)在我們面前。（三）回轉(zhuǎn)窯的發(fā)展趨勢由于 ./ 窯和 0./ 窯具有產(chǎn)量、勞動生產(chǎn)率高，熱耗低等顯著的優(yōu)點，所以在技術(shù)發(fā)達(dá)的國家一般都不再新建中、小型窯，而專搞大型窯。對于已生產(chǎn)的中型窯工廠，有的是維持生產(chǎn)，有的是在老廠附近擴建一條新的大型窯工藝線，或是把較大、較新的窯改為 ./或 0./ 窯。0./ 窯是當(dāng)前發(fā)展方向這是無疑的，但其規(guī)模多大才經(jīng)濟合適，應(yīng)作些分析。從理論上講，單位產(chǎn)品的基建投資和生產(chǎn)經(jīng)營費用是隨窯的規(guī)模增大而降低，而勞動生產(chǎn)率則隨窯的規(guī)模增大而提高。但實際上由于大型設(shè)備的制造費用比較貴，操作管理技術(shù)要求也較高，當(dāng)設(shè)備運轉(zhuǎn)不正?；蛲C時，損失也較大。因此，水泥設(shè)備并不是不論條件愈大愈好。./ 窯的規(guī)模與投資關(guān)系見圖 ) 1 % 1 &。從圖中可看出當(dāng)規(guī)模為 # + -$ ( 2 時，其實際投資少，是較經(jīng)濟的最佳規(guī)模。0./ 窯的規(guī)模與熱耗等關(guān)系可見圖 ) 1 % 1 %。從圖中可看出當(dāng)窯直徑為 ,3，日產(chǎn)) + ,$ 時，熱耗最低，此時熱負(fù)荷也不太高，這有利于長期安全運轉(zhuǎn)。有人結(jié)合其他數(shù)據(jù)分析認(rèn)為 0./ 窯的最佳規(guī)模為 )$ ( 2 左右。若要新建一批大型 0./ 窯生產(chǎn)線，首先要具備以下幾方面的條件：（%）要能夠自己制造成批量的優(yōu)質(zhì)、配套齊全的大型設(shè)備。（#）要具備資源、電力、運輸?shù)冉◤S條件的大廠基地。 *& 第一章水泥工業(yè)煅燒概論（!）要有較高管理水平的技術(shù)管理人員和有較高文化和技術(shù)水平的的操作工人。圖 #$#%& 窯規(guī)模與投資關(guān)系$理論曲線；(大型設(shè)備費用增加修正；!操作經(jīng)驗不足修正圖 # $ # $)*& 窯規(guī)模與熱耗關(guān)系目前我國資源勘探工作還跟不上，設(shè)備制造能力和材料質(zhì)量，技術(shù)力量等方面都較差，在短期內(nèi)形成一大批大型窯的建廠條件困難較大。因此應(yīng)先建日產(chǎn) ()+ 的 *&窯，取得經(jīng)驗后再建日產(chǎn) )+ 的 *& 窯。（四）我國回轉(zhuǎn)窯“八五”主要任務(wù)和今后發(fā)展方向建材工業(yè)是能耗大戶，其能耗約占全國能源總產(chǎn)量的 $,，萬元產(chǎn)值能耗居全國各產(chǎn)業(yè)部門之首。因此建材企業(yè)生產(chǎn)承受著能源緊缺的巨大壓力，另方面建材的能源節(jié)約潛力很大，就水泥回轉(zhuǎn)窯來說，干濕法的能耗差值就在 -), 以上。因此國家建材局決定在“八五”期間組織節(jié)能綜合工程的辦法，以緩解建材工業(yè)發(fā)展能源不足的矛盾，提高企 .%. 第四篇水泥工業(yè)煅燒新技術(shù)業(yè)生產(chǎn)的競爭能力。建材節(jié)能綜合工程共有十個方面的子項工程，其中“大中型水泥廠的技術(shù)改造工程”是一個子項工程。水泥是建材行業(yè)的主要產(chǎn)品，生產(chǎn)能耗約占建材工業(yè)能耗的 !#，因此搞好水泥工業(yè)節(jié)能是一件刻不容緩的大事。幾年來我國大中型水泥廠在節(jié)能降耗加強管理和采用先進(jìn)的節(jié)能裝備方面都取得了一定成效，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比平均熟料熱耗高 $%#，電耗高 & (#，目前水泥企業(yè)能源費約占生產(chǎn)成本的 ! %#，隨著價格的調(diào)整，能源消耗占生產(chǎn)成本的比例將會越來越高，因此搞好節(jié)能綜合工程是保證水泥正常生產(chǎn)的對策之一；通過節(jié)能綜合工程的實施積極地將一些成熟的節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用于改造工程，同時又積極開發(fā)新型的節(jié)能裝備，以更好地推動我國水泥工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，縮短與國外先進(jìn)水平的差距也具有很大的作用；通過節(jié)能綜合工程逐步對一些老廠進(jìn)行技術(shù)改造，使水泥工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)趨于合理；節(jié)能綜合工程的實施也是提高大中型企業(yè)管理水平的有效手段?？傊M織節(jié)能綜合工程是提高經(jīng)濟效益和管理水平，推動技術(shù)進(jìn)步，促使水泥工業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)發(fā)展的重要措施。大中型水泥廠技術(shù)改造工程的主要內(nèi)容是：) * 加速以 )& 個老水泥廠為主的技術(shù)改造在我國 現(xiàn) 有 的 + 個 大 中 型 水 泥 廠 中，% 年 代 末 以 前 建 成 投 產(chǎn) 的 有 !% 個，占&+ * )#，其中最老的水泥廠是唐山啟新水泥廠和大連水泥廠，這些老廠普遍存在著工藝落后，設(shè)備陳舊、廠房簡陋、生產(chǎn)效率低，特別是能耗高、粉塵大，迫切需要進(jìn)行技術(shù)改造。),(+ 年經(jīng)中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)，同意對琉璃河、錦西、工源、本溪、上海、江南、廣州、啟新、撫順、大連、哈爾濱、中國、洛陽和重慶 )& 個老廠采取救活措施，給予優(yōu)惠政策，即從),(+ 年起，這 )& 個老廠水泥提價后，所得差價收入全部返回企業(yè)，用于技術(shù)改造。技術(shù)改造的指導(dǎo)思想是以提高經(jīng)濟效益為中心，依靠技術(shù)進(jìn)步，達(dá)到降低能耗和成本、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、開發(fā)新品種、改善環(huán)境污染和改變企業(yè)落后面貌的目的。由于這 )& 個老廠的自然條件和生產(chǎn)方法不同，有的是干法，有的是濕法和半干法，因此不可能采取一個模式對其進(jìn)行技術(shù)改造，必須結(jié)合各廠具體條件和情況，因地制宜地進(jìn)行各種方案的對比和論證，然后確定最佳方案。例如中國、上海、啟新、琉璃河、哈爾濱水泥廠都是四、五十年以上的老廠，設(shè)備陳舊、工藝落后、能耗高，確定采取先擴后改（拆）的方式，即先擴建一條日產(chǎn) -%. 熟料，或日產(chǎn) )%. 熟料帶分解爐窯的生產(chǎn)線，建成投產(chǎn)后將原有落后的生產(chǎn)線拆除?？紤]到遼寧省電力供應(yīng)緊張的實際情況，故對錦西、工源、大連和撫順?biāo)鄰S仍保留原有余熱發(fā)電的生產(chǎn)方式，但對余熱鍋爐要進(jìn)行改造，提高發(fā)電效率。廣州水泥廠進(jìn)行濕改干的試點等。)& 個老廠技術(shù)改造工程完成后綜合技術(shù)經(jīng)濟效果為：)）不僅將逐漸喪失的 !(% 萬噸水泥的生產(chǎn)能力得到搶救，而且 $,( （第一章水泥工業(yè)煅燒概論還可增產(chǎn) !# 萬噸水泥能力； $）每 噸 熟 料 的 平 均 標(biāo) 準(zhǔn) 煤 耗 從 原 來 的 $%&( 下 降 到%)#(，降低 $%*，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 +! 萬噸； !）錦西、工源、大連和撫順?biāo)鄰S的余熱發(fā)電從平均每噸熟料 %#),- 提高到 %&),-，年增發(fā)電 % . !+ 億度；+）油井、大壩、純熟料水泥的產(chǎn)量將有所增加，除滿足國內(nèi)需要外，還可部分出口，總之通過技術(shù)改造，%+ 個老廠將恢復(fù)青春，增加活力，其中大部分企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平相當(dāng)于 )# 年代國際先進(jìn)水平。除上述 %+ 個老廠外，還有約 $# 個老廠也急需進(jìn)行技術(shù)改造。$ . 將有條件的濕法窯改為新型干法窯%/ 年，我國 0& 個大中型水泥廠共有 %)0 臺回 轉(zhuǎn) 窯，其 中 濕 法 窯 有 %#& 臺，占&/ . )*，濕法窯的主要缺點是單位容積產(chǎn)量低和熱耗高。每噸熟料的標(biāo)準(zhǔn)煤耗為 $#&(，比冀東、寧國水泥廠新型干法窯的平均標(biāo)準(zhǔn)煤耗高 (，按 %#& 臺濕法窯計算，平均每年要多消耗標(biāo)準(zhǔn)煤 %以上，改造工程是成功的。另一種是半濕法改造，用濕法制備生料漿，經(jīng)過脫水烘干后，生料喂入窯內(nèi)煅燒，所以也稱濕磨干燒。料漿脫水主要有真空吸濾法、機械壓濾法、混合法、噴霧干燥法等。噴霧干燥法已在山東鋁廠使用。由廣州水泥廠進(jìn)行真空吸濾法的試點。由于該廠濕法生料磨系統(tǒng)的能力有富裕，故新建一臺! . & 1 &!2 帶二級旋風(fēng)預(yù)熱器和分解爐的新型干法回轉(zhuǎn)窯。水分為 !+ 6 !0*的料漿經(jīng)過真空吸濾機，出來的濾餅水分為 % 6 $#*，濾餅喂入破碎烘干機，熱源來自預(yù)熱器的廢氣，水分全部被蒸發(fā)，粉狀生料進(jìn)入帶二級旋風(fēng)預(yù)熱器和分解爐的回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)進(jìn)行煅燒，窯的日產(chǎn)量 )#3，年增產(chǎn)水泥 $& 萬噸，每噸熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗為 %$(，比該廠現(xiàn)有濕法生產(chǎn)的 $#0( 標(biāo)準(zhǔn)煤耗低 )(，降低 !) . /*，節(jié)能效果也很好。由白馬上水泥廠進(jìn)行機械壓濾法的試點。由于該廠料漿過濾性能較差，因此在改造設(shè)計中選用了板框壓濾機作為脫水設(shè)備。將! . & 1 %+&2 的窯改造成! . & 1 2 )/ （第四篇水泥工業(yè)煅燒新技術(shù)新型干法窯，仍由濕法制備料漿，料漿經(jīng)過板框壓濾后制成含水 !#左右的濾餅，濾餅再進(jìn)入錘式破碎烘干機，最后進(jìn)入新型干法回轉(zhuǎn)窯燒成熟料，破碎烘干機的熱源來自預(yù)熱器的廢氣。由于所采用的板框壓濾機在結(jié)構(gòu)和性能上存在缺陷和不足，加上濾餅倉的喂料量調(diào)節(jié)不靈，致使生料濾餅供應(yīng)和調(diào)節(jié)手段未能滿足窯的要求，因而窯的生產(chǎn)尚未正常。光化水泥廠正在準(zhǔn)備進(jìn)行混合法濕改干試驗。這種方法的特點是新建一臺 $%& ( 的立磨粉磨生料，經(jīng)過均化好的生料與該廠原有濕法制備的料漿同時進(jìn)入雙軸攪拌機按比例混合攪拌，攪拌后含 !# ) *%#水分的濕料塊，進(jìn)入破碎烘干機，所得含 !# 水分的生料進(jìn)入新型干法窯內(nèi)煅燒。立磨和破碎烘干機所需要的熱源由預(yù)熱器的廢氣供給。濕法改造成干法對方案的分析與選擇很重要，綜合國內(nèi)外濕法改成千法的實踐經(jīng)驗，目前可以得到以下認(rèn)識：（!）全干法是較理想的方案由于它具有較明顯的優(yōu)點，如降低能源消耗的幅度大，一般新型干法熱耗只是濕法窯的 $#左右；增產(chǎn)幅度大，約為原來產(chǎn)量的 * + $ ) , 倍；改造的經(jīng)濟效益好，以金山水泥廠為例，根據(jù)毛估改造資金的償還期約為 年，比一般新建企業(yè)都短；生產(chǎn)工藝過程比濕磨干燒簡單；勞動生產(chǎn)率比任何方案高。（*）濕磨干燒是投資少產(chǎn)出多的好方案濕磨干燒可最大限度地利用現(xiàn)有設(shè)施；可以繼續(xù)利用料漿庫的均化作用；熟料熱耗接近新干法一般水平；工程量少、工期短、停工損失小；濕磨干燒的經(jīng)濟效益與全干法基本相同，某些情況可能略高手全干法，原因之一是原有設(shè)備利用好。暫時還不具備改造條件的濕法水泥窯，也要從技術(shù)上和管理上采取各種節(jié)能措施，如采用復(fù)合礦化劑、料漿稀釋劑、新型窯襯、耐熱鋼鏈條等，以降低料漿水分和提高熱效率，達(dá)到降低熱耗和提高產(chǎn)量的目的，使每噸熟料的標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低到 !-$./ 以下。, + 對已建成的新廠新窯盡快達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)大中型水泥廠過去是以濕法為主，現(xiàn)在正在向新型干法生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，這是一個很大的轉(zhuǎn)變，涉及各方面，哪一個環(huán)節(jié)沒有搞好，生產(chǎn)就不能正常，以致新線較長時間不能達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，影響整體效益，在國外 0% 年代發(fā)展起來的新型干法生產(chǎn)，事前經(jīng)歷了 1% 年代預(yù)熱器階段，而在我國沒有，我國是從濕法直接轉(zhuǎn)到以帶預(yù)解爐為核心的新型干法窯，應(yīng)在預(yù)熱器上解決的問題都集中到預(yù)分解爐窯上一起來解決。因此從地質(zhì)、設(shè)計、制造、安裝到操作維護都存在不適應(yīng)的問題，使達(dá)到設(shè)計指標(biāo)的時間較長，如江西萬年水泥廠投產(chǎn)后經(jīng)過兩年半的時間才達(dá)標(biāo)，當(dāng)年濕法窯的發(fā)展過程也經(jīng)歷過這樣的艱苦過程，這也是必然的，我國自己設(shè)計的第二條日產(chǎn) *%& 熟料的生產(chǎn)線即魯南水泥廠比江西萬年水泥廠 % 第一章水泥工業(yè)煅燒概論順利。還有一些新建的帶分解爐窯的新型干法生產(chǎn)線還沒有達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，我們要用江西萬年水泥廠科技攻關(guān)積累的經(jīng)驗來指導(dǎo)其它生產(chǎn)線的達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。第三節(jié)水泥熟料煅燒的節(jié)能一、節(jié)能的重要性能源是發(fā)展生產(chǎn)、改善生活的物質(zhì)基礎(chǔ)。能源消費量越大，產(chǎn)品產(chǎn)量越多，社會也越富足，人們才能享有更高的物質(zhì)與精神文明。世界能源消耗量增長極為迅速，經(jīng)濟發(fā)展最快的日本，在 !#$ % !&$ 年的 ! 年間能源消費量為前 #$ 年的消費總和。!$ 年世界能源消費量僅 (& 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，!) 年約達(dá) ! 億噸。由此可見，經(jīng)濟發(fā)達(dá)的國家能源消費水平特別高。因此現(xiàn)代化建設(shè)要求能源有一個較大幅度的增長，沒有強大的能源供應(yīng)為后盾，要加快四化建設(shè)的步伐是辦不到的。進(jìn)入 & 年代后，世界能源日趨緊張，我國也是如此。我國煤炭約有 &*& 億噸的儲量，居世界首位，可采儲量僅有 !& 億噸，居世界第三位，我國水力資源豐富，可開發(fā)的為 * + &) 億千瓦，若全部用來發(fā)電，年發(fā)電量可達(dá) ! + ( 萬億千瓦時，居世界第一位，但由于水電站建設(shè)周期長，投資大，淹沒地區(qū)人口搬遷難，所以盡管我國可建水電站的地區(qū)多，但我國建水電站的速度一直很慢，目前水力發(fā)電能力只有 ! 千多億千瓦小時。我國石油探明儲量為 *( 億噸，天然氣探明可采儲量為 & 億米* ，我國石油和天然氣的儲量是不足的。我國是有 ! 億人口的大國，按人均占有能源資源，只有世界平均水平的一半。我國是一個發(fā)展中國家，原來經(jīng)濟基礎(chǔ)落后，各方面都需要高速發(fā)展，對能源的需求增長更快，所以能源的增長跟不上能源的需求，從我國第二個五年計劃以來，我國的能源就開始緊張，一個時期煤、電、油、天然氣全面短缺，全國工業(yè)為此約有 * % ,-的生產(chǎn)能力沒有發(fā)揮作用。當(dāng)前我國的能源仍然是很緊缺。據(jù)有關(guān)部門預(yù)測，按我國到 ( 年國民生產(chǎn)總值再翻一番，全國需能源 !, 億噸標(biāo)煤，屆時能源生產(chǎn)只能提供 !( 億噸標(biāo)煤，缺口 ( 億噸。當(dāng)前解決能源的途徑有兩條，一是開發(fā)能源資源，二是節(jié)約使用能源資源。在今后( 年內(nèi)，為保證國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值大幅度提高，國務(wù)院規(guī)定了總的方針是：實行能源的開發(fā)和節(jié)約并重，近期要把節(jié)能放在優(yōu)先地位，大力開展以節(jié)能為中心的技術(shù)改造和結(jié) )! “第四篇水泥工業(yè)煅燒新技術(shù)構(gòu)改革”。各部門、各行業(yè)要以節(jié)能為中心，采取有效措施，不斷降低能耗，提高能源的利用率，以保證四化的順利實現(xiàn)。我國能源的供需矛盾如此嚴(yán)重，因此節(jié)能任務(wù)十分繁重。二、水泥熟料煅燒能耗水泥生產(chǎn)各工藝過程能耗分配比例大致如表 ! # # 所示。表 !#水泥生產(chǎn)各工藝過程能耗工藝過程能耗比例 $原料加工#% 左右熟料燒成& 左右水泥制成( 左右由此可見，水泥生產(chǎn)中能耗最大的是熟料燒成，因此水泥工業(yè)中的節(jié)能工作首先應(yīng)抓熟料燒成的節(jié)能。近 % 年來，通過設(shè)備改造和改進(jìn)工藝，在降低熟料燒成的熱耗上，取得了顯著的成效。例如 ) 年代西德、日本平均每 *+ 熟料的熱耗 (),!*-；. 年代西德下降到 !(*-，日本下降到 )&),*-；( 年代西德下降到 %.*-，日本下降到 %&%*-。三、水泥熟料燒成節(jié)能途徑（一）改革工藝過程及設(shè)備西德和日本的熟料熱耗下降如此之快，主要是與工藝及設(shè)備的改革有關(guān)。不同的煅燒設(shè)備熱耗差距很大，如普通干法窯和濕法窯每 *+ 熟料熱耗一般在 .,( / .&*-，而干法的 01 窯和 201 窯熱耗在 %#%) / %(.,*- 3 *+ 熟料。各國水泥干、濕法產(chǎn)量比例列于表 ! # ,。表 !#,各國水泥干、濕法產(chǎn)量比例$年份#4.)#4(#4()#4(.#4(#4((4#4&國名濕干濕干濕干濕干濕干濕干濕干濕干中國!& 5 ! )# 5 . )% 5 . !. 5 ! )% 5 # !. 5 4) 5 . ! 5 ! ). 5 ( !% 5 % )( 5 # !, 5 4.!法國%,.&,%(,&#&,#,&日本! 5 ! )4 5 . ,) 5 ( (! 5 % #( 5 ) &, 5 .#( 5 ! &, 5 4,4&美國4).&%,英西國德.#(!&%)&!)4,%& 5 . .# 5 !蘇聯(lián)&) 5 ) #! 5 )( 5 ! , 5 .顯而易見的事實和受到能源短缺的振動，使一些一貫保守強調(diào)濕法優(yōu)越性的國家， &, 第一章水泥工業(yè)煅燒概論這兩手也承認(rèn)濕法改干法是今后水泥工業(yè)的發(fā)展方向了。濕改干的具體做法見本章第二節(jié)。（二）研制低熱耗的水泥有人認(rèn)為目前用 ! 或 #! 窯生產(chǎn)水泥熟料，從工藝和設(shè)備方面改造，節(jié)能潛力是有限的，除此還應(yīng)從熟料本身礦物組成及形成條件上加以改革。$ % 改變礦物組成如低鈣水泥，即將普通硅酸鹽水泥中 &( 的含量從 )* 降低到 +,* 左右。燒成的水泥礦物組成為 &- !.+*、&/ 01.,*、&/ 0 !（ !表示 &!(/ ）-,*。基本想法是用 &- ! 代替 &. !，以 &/ 02 !代表 &. 0，使燒成溫度降低到 $-,3 左右，所以與燒成溫度為 $/, 4$+,3相比可節(jié)省 -+*的煅燒熱量。同時也減少了熱輻射和排氣熱損失，可使其熟料熱耗降到 -+,567 8 69 熟料。這種熟料一天強度可達(dá)到 -:;，這種水泥具有早強性能。由于其 1)-.$.+-$+如混合水泥中普通水泥熟料含量為 $,*時，其 . 天強度為普通水泥強度的 +*，其熱耗僅為普通水泥的 $ 8 . 多一點。雖然這類水泥的強度不如普通水泥，但可用于不同需要的地方。（三）利用代用燃料和劣質(zhì)燃料$ % 煤矸石的利用目前許多國家把發(fā)熱量在 -,:, 4 /$5,67 8 69 的煤矸石代替粘土作原料，一般可節(jié)約窯用燃料 + 4 $,*，還可減少粉磨動力約 . 4 /*。又由于煤矸石中含有 1- (. ，有利于燒 5,. 第四篇水泥工業(yè)煅燒新技術(shù)成。但煤矸石成分不均，要注意加強均化措施。! 油泥的利用油泥不但可以作為熱源使用，還可以作為水泥的原料加以利用。經(jīng)過適當(dāng)處理的油泥渣，含油分達(dá) #!$，含固態(tài)物 !%$，因此國外有的就直接把油渣混入原料中加以利用。& 廢輪胎等的利用 噸廢輪胎可以提取 ( )* 重油，( &%* 碳黑和 ( (%* 的鐵渣。工業(yè)發(fā)達(dá)國家廢輪胎的處理成了問題，如日本 +,+ 年就有 &($的廢輪胎作了燃料。) 原子能的利用目前水泥界有人提出將原子能發(fā)電所產(chǎn)生的高達(dá) -(.的廢氣，直接用于煅燒水泥的大膽設(shè)想。盡管是設(shè)想，但是一個困難的研究課題。第四節(jié)水泥熟料煅燒過程的環(huán)境保護隨著工業(yè)技術(shù)水平的提高，環(huán)境污染造成的危害愈來愈嚴(yán)重，已引起全世界廣泛的重視。水泥煅燒過程的粉塵、有害氣體等，對環(huán)境危害較大。一、粉塵污染防止粉塵污染，是我國水泥工業(yè)當(dāng)前保護環(huán)境的主要任務(wù)。水泥廠每生產(chǎn) 噸水泥，要處理原料、燃料、材料約 ! 噸，在這些物料的制備和運輸過程中都有大量粉塵產(chǎn)生。現(xiàn)代化水泥廠每生產(chǎn) /0 水泥需凈化 % 1 !(/0 的含塵氣體，不但處理的廢氣量很大，而且還有高溫、易燃、易爆等問題較難處理，故防塵技術(shù)比較復(fù)雜。水泥工業(yè)的防塵問題，,( 年代初在技術(shù)較先進(jìn)的國家里，已能達(dá)到日趨嚴(yán)格的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)要求。但我國差距還很大。+, 年根據(jù) !) 個大、中型水泥廠統(tǒng)計，一年共排塵 ! 萬噸，占這些廠水泥總產(chǎn)量的 &$。與國外先進(jìn)水平的 ( (&$ 相比，約高 &( 多倍。如按平均排塵量 +$ 計算，我國現(xiàn)有全部大、中型水泥廠，一年約排塵 !( 萬噸，相當(dāng)于跑掉一個年產(chǎn) !( 萬噸的大型水泥廠。這樣大量的粉塵排入大氣，不但危害職工健康，加速了設(shè)備磨損，而且使附近居民受害。這是急待解決的問題?，F(xiàn)結(jié)合水泥熟料煅燒過程進(jìn)行討論