石灰石—石膏湿法烟气脱硫石灰石干磨制粉方案比较

潘自力，袁凤宇，杨成钢，李晓光

（合肥水泥研究设计院，安徽 合肥 230051）

石灰石—石膏湿法烟气脱硫石灰石干磨制粉方案比较

潘自力，袁凤宇，杨成钢，李晓光

（合肥水泥研究设计院，安徽 合肥 230051）

本文以某个石灰石—石膏湿法烟气脱硫石灰石干磨方案为例，对比了立式和卧式两种干磨设备的工作原理、基本工艺流程、系统配置、布置方式。文中通过运行特点和经济比较，对其工艺系统和实际运行效果进行了全面深入的分析探讨和研究，提出了两种方案各自的优缺点，综合对比认为立式干磨方案更适合火电厂石灰石—石膏湿法烟气脱硫大规模制粉的要求。

脱硫；立式干磨；制粉；方案比较

我国是一个以煤等一次性能源为主要能源的国家，在今后较长时期内，电力工业中以煤炭为主的能源结构不会改变，更不可能减少煤炭的消耗量。电厂以煤作为主要燃料进行发电，煤直接燃烧释放出大量SO2，造成大气环境污染，随着装机容量的递增，SO2的排放量也在不断增加，成为全球变暖、产生温室效应的主要原因，所以加大电厂的SO2的控制力度，愈加显得重要和紧迫。采用石灰石—石膏法对燃烧后烟气脱硫净化，是目前世界上技术最成熟、应用最广泛的控制二氧化硫排放技术。石灰石—石膏法对燃烧后烟气脱硫净化，吸收SO2的介质是石灰石粉，石灰石制粉的粒度对脱硫效率有较大的影响，粒度愈小，愈有利于SO2的吸收，石灰石粉的制备则成为火电厂脱硫、提高脱硫效率的先决条件。本文以某个石灰石—石膏湿法烟气脱硫石灰石干磨方案为例，对立式和卧式两种干磨方案进行比选说明。

1 卧式干磨

卧式干磨是由水平的筒体、进出料空心轴及磨头等部分组成(见图1)，筒体为长形钢板制造的圆筒，筒内装有研磨体，研磨体一般为钢制圆球，并按不同直径和一定比例装入筒中，研磨体也可用钢段。

根据研磨物料的粒度加以选择，物料由球磨机进料端空心轴装入筒体内，当球磨机筒体转动时候，研磨体由于惯性、离心力和摩擦力的作用，使它贴近筒体衬板上被筒体带走，当被带到一定的高度时，由于其本身的重力作用而被抛落，下落的研磨体像抛射体一样将筒体内的物料给击碎。

2 立式干磨

立式干磨是一种理想的大型粉磨设备，广泛应用于水泥、电力、冶金、化工、非金属矿等行业。它集破碎、干燥、粉磨、分级输送于一体，生产效率高，可将块状、颗粒状及粉状原料磨成所要求的粉状物料。

图2 立式干磨结构原理

立式干磨工作原理(见图2)：电动机驱动减速机带动磨盘转动，需粉磨的物料由锁风喂料设备送入旋转磨盘中心，在离心力作用下，物料向磨盘周边移动，进入粉磨辊道。磨辊在液压装置和传动臂的作用下，向辊道内物料施加粉磨力，物料受到挤压和剪切作用而被粉碎。同时，风从围绕磨盘的风环高速均匀向上喷出，粉磨后的物料被风环处的高速气流吹起，一方面把粒度较粗的物料吹回磨盘重新粉磨，另一方面对悬浮物料进行烘干，细粉则由热风带入分离器进行分级，合格的细粉随同气流出磨，由收尘设备收集下来即为产品，不合格的在分离器叶片作用下重新落至磨盘，与新喂入的物料一起重新粉磨，如此循环，完成粉磨作业全过程。

3 卧式干磨和立式干磨的粉磨机理

3.1 卧式干磨的粉磨机理

卧式干磨作为一种传统的粉磨设备，一直在物料的粉磨作业中处于垄断地位，由于卧式干磨粉磨机理存在缺陷，导致能量有效利用率极低，据有关资料报道[1]，一般只有1%～3%。因此，粉磨作业的节能也是节能降耗应重视的问题之一。

卧式干磨的粉磨机理基于冲击和研磨作用，其特点如下：①必须把几十吨，甚至上百吨的研磨体和物料同时带到一定的高度；②研磨体作用在物料上的力变化较大，非人为所能控制；③研磨体之间以及研磨体与衬板之间存在着无用撞击，大量的能量被白白消耗；④存在过粉磨现象；⑤噪音大，一般为100～120dB(A声级)；⑥研磨体消耗大。

以往粉磨系统的节能改造工作都局限在球磨机本身及其系统的改造上，如改进磨机衬板、隔仓板、调整研磨体级配、磨内通风、降低入磨物料粒度等，都取得了一定的增产节能效果，但没有从根本上解决球磨机粉磨机理上存在的问题。

3.2 立式干磨的粉磨机理

立式干磨在粉磨物料时，是通过其内部的两个紧压在一起的滚动体之表面，挤压松散物料形成的料床，逐渐将其粉碎或研磨成粉。

立式干磨中的磨辊是活动的，粉磨压力是由填充在滚轮间隙之压缩物料料床来传递。

立式干磨运行具有以下主要特点：①磨辊作用在物料上的力可人为地进行控制，确保物料及设备所受的力均匀恒定；②合格的细粉可及时地分选出来；③立式磨本体实现低噪音运行；④集破碎、粉磨、烘干、分级、输送五种工序与一体。

由于立式磨结构及粉磨方式合理，使立式磨的粉磨效率比球磨机高。

4 卧式干磨制粉和立式干磨制粉方案比较

4.1 卧式干磨制粉和立式干磨制粉工艺方案比较

图3 立式干磨制粉系统工艺流程

图4 卧式干磨制粉系统工艺流程

石灰石干磨机可以采用立式或卧式干磨，立式干磨(见图3)顶部自带分离器，通过调节风环阀，可改变产品细度，并可使得磨内料床负荷均匀、稳定。粉料出磨后，随排风机气流进入脉冲袋式收尘器中进行收集，再经水平及垂直输送设备进入石灰石粉仓内储存。若为卧磨机(见图4)，粉料出磨后，先经过一高效选粉机进行分选，该选粉机具有一个由变频电机带动、垂直转动的转子，通过调节该转子的转速以及选粉机的通风量，对成品的细度进行调节。分选后的粗料通过螺旋输送机送回磨机入口再磨，细度符合要求的粉料则随排风机气流进入脉冲袋式收尘器中进行收集，再经水平及垂直输送设备进入石灰石粉仓内储存。

图3所示的工艺流程为“一级收尘系统”，具有工艺流程简单，系统设备较少，系统故障点少，系统操作方便，工艺布置灵活，系统主风机叶轮无磨损等优点。但需要配置高浓度收尘器，相对投资较大。

图4所示的工艺流程为“两级收尘系统”，具有工艺流程复杂，系统设备较多，系统故障点多。系统操作困难，工艺布置限制因素多，占地面积大等特点。虽不需要配置高浓度收尘器，但相对投资也较大。

通过对比可以发现：立式干磨制粉工艺流程简单、占地面积及占用空间小，立式干磨本身带有选粉机，不需要另加选粉机和提升设备，系统设备较少。系统故障点少，系统操作方便，工艺布置灵活。工艺简单，布局紧凑，可露天布置。建筑面积约为卧式干磨系统的70%，建筑空间约为卧式干磨制粉系统的50%～60%。

4.2 卧式干磨制粉和立式干磨制粉系统方案比较

以浙能嘉兴电厂使用的合肥水泥研究设计院旗下的合肥中亚建材装备有限责任公司生产的HRM型立式干磨制粉系统与该厂原先的卧式干磨制粉系统作对比，结果详见右表。

石灰石粉制备系统方案对比一览

由表中可看出，使用卧式干磨制粉系统比使用立式干磨制粉系统多投资近10%，而各项技术经济指标却低于立式干磨制粉系统。特别是单位产品电耗，立式干磨制粉系统要比卧式干磨制粉系统低40%。由此可见，立式干磨制粉系统无论是技术指标还是经济指标，都远远优于卧式干磨制粉系统。在其他技术指标方面，也同样是立式干磨制粉系统要先进的多。

5 结论

通过卧式干磨制粉系统和立式干磨制粉系统的全面对比，可看出立式干磨制粉系统较卧式干磨制粉系统的优势在于：

(1) 生产投资费用大幅降低。

立式干磨制粉系统工艺流程简单，布局紧凑，建筑面积小，占地面积约为卧式干磨制粉系统的70%，建筑空间约为卧式干磨制粉系统的60%，可露天布置，直接降低了企业投资费用，且立式干磨本身有分离器，不需要另加选粉机和提升设备。出磨含尘气体可直接由袋式收尘器或电收尘器收集。

(2) 生产效率高，节能环保。

立式干磨采用料床粉磨原理粉磨物料，能耗低，制粉系统的电耗比卧式干磨制粉系统低20%～30%，而且随原料水分的增加，节电效果更加明显，立式干磨制粉系统的能耗和卧式干磨制粉系统相比节约30%～40%。立式干磨在工作中没有卧式干磨中钢球相互碰撞、撞击衬板的金属撞击声，因此噪音小，比球磨机低20～25dB。另外，立式干磨采用全封闭系统，系统在负压下工作，无扬尘，环境清洁。

(3) 操作简便，维修方便。

立式干磨配备自动控制系统，可实现远程控制，操作简便；通过检修油缸，翻转动臂，可方便快捷更换辊套、衬板，减少企业停机损失。

(4) 产品质量稳定易检测。

产品的化学成分稳定、颗粒级配均齐，有利于煅烧。物料在立式干磨内停留的时间仅2～3min，而在球磨机内则要15～20min，所以立式干磨产品的化学成分及细度可以很快被测定和校正。

(5) 研磨体磨损小，利用率高。

由于立式干磨运行中磨辊和磨盘没有金属间的直接接触，磨损小，单位产品金属消耗量一般为5～10g/t。

立式干磨制备石灰石粉具有工艺流程简单、占地小、产品粒度控制容易、运行电耗低等优点。国产立式干磨运行的可靠性已为水泥、非金属矿、冶金电力行业运行的实践所证实，也为愈来愈多的电厂脱硫工程所接受，国产立式干磨在电厂脱硫工程的应用将进一步推动电厂脱硫工作的进展，为减少SO2对大气的污染做出贡献。

黄俊辉,莫志华.立破、卧式反击破、辊压机在水泥粉磨中的应用[J].四川水泥,2004(3):21-22.

Lime Dry Grinding Schemes Comparison of Lime/gypsum Wet Desulphurization Technology

PAN Zi-li, YUAN Feng-yu, YANG Cheng-gang, LI Xiao-guang
(Hefei Cement Research & Design Institute, Hefei 230051, China)

The paper compares two dry grinding schemes - vertical type and horizontal type, with the example of one limestone dry grinding scheme of limestone-gypsum wet flue gas desulfurization, and presents the equipment operation principles, basic process, system configurations, arrangement descriptions for these two schemes. Through the comparison of the operation characteristics and economy of the two schemes, and the overall analysis and research to the process systems and practical running effects, this paper presents the respective advantages and disadvantages of the two schemes, and after comprehensive comparison concludes that vertical dry grinding scheme is more suitable for the requirements of large-scale pulverization by limestone-gypsum wet flue gas desulfurization in heat-engine plant.

desulfurization; vertical dry grinding mill; pulverization; scheme comparision

TD453

A

1007-9386(2012)04-0041-04

2012-04-01