新型干法水泥生产技术的现状及发展浅析

2013-07-05郑海晖

科技致富向导 2013年11期

郑海晖

【摘要】新型干法水泥生产技术以其优越性赢得了国际的认可，是我国普遍采用的水泥生产方法，但也存在能耗高等缺点。文章概述了新型干法水泥生产技术和设备的国内现状，以及第二代新型干法水泥生产技术的特点和优势，指出第二代新型干法水泥生产将是我国水泥工业的发展趋势。

【关键词】第二代新型干法；节能减排；协同处置；低碳技术

当前在世界范围内，先进水泥工业以预分解技术为核心，将现代科学技术与工业生产的最新成果广泛用于水泥生产的全过程，形成了一套具有现代高科技特征和符合优质高效、节能、环保以及大型化、自动化的现代绿色水泥生产方法，这就是新型干法水泥技术，这种技术现已成为我国水泥生产技术的主流。

1.新型干法水泥生产技术的现状

2011年底，我国新型干法水泥生产线已达1513条之多，水泥总产量达到20.85亿吨，新型干法水泥产量约为总产量的89%，约占世界总产量58%。进入21世纪后，我国水泥行业在预分解窑节能煅烧、原料均化、“料床”粉磨、自动化控制和环境保护技术、余热发电技术等方面，从设计到装备制造都快速接近、达到或超过世界先进水平。

国内新型干法水泥生产技术及装备的现状如下：

1.1节能粉磨粉碎技术与装备

（1）粉碎技术与装备。目前破碎石灰石采用的多数的是台时产量从80～1800t/h的不同形式的锤式破碎机，破碎粘土和煤多数使用辊压机。同时，针对难破碎物料的技术装备和破碎工艺也已发展较成熟，完全可以满足现代水泥生产的需要。

（2）生料粉磨系统，主要是辊磨系统。该系统具有粉磨效率高、烘干能力强、基建投资省等优点。近年来，随着我国机械加工工业和材料工业的发展，已开发出国产的新一代的辊式磨，使磨机的节电效果得到进一步的提升，使用寿命和可靠性也得到了较好的保证。

（3）水泥粉磨系统，主要是管磨闭路系统。该系统被公认为是高新技术对传统流程进行改造的最典型的实例，其组成包括电收尘器、高效笼型选粉机和管磨机。

1.2预分解窑节能煅烧工艺和技术装备

（1）中国境内的各大水泥制造商南京院、成都院等所开发的回转窑基本都是长径比L/D=14～16的三档窑，南京院仅有一条仿制KHD公司的Φ5.2×61m两档窑在江苏联合投产运行。

（2）开发了燃烧器系列产品，可适用包括无烟煤在内的不同性能燃料的燃烧需要，具有可灵活调节、对燃料的适应性强、可延长窑皮的使用寿命等显著优点。目前燃烧器发展的一个主要特点是提高风速，减少一次风用量，同时考虑燃烧废气物的通道，从而达到节能的目的。

（3）开发了系统压损在4000Pa左右的低压损五级旋风高效预热器系统，目前已投入运行的主要有单系列和双系列两种类型。以此同时，锁风阀、预热器内筒及耐火材料等的改进，也为熟料煅烧系统的低能耗和高可靠性提供了保障。

1.3自动控制技术

一条新型干法水泥生产工艺线相当复杂，有上千个开关和阀门、近千台电动机、数百台机械设备、数百个检测点和数十个调节回路，人工管理存在费用高、出错较多等缺点；所以为了保证产品质量和系统运行的稳定性，就必须通过自动控制技术来控制生产过程。

目前，我国水泥行业广泛采用的是国际上先进的图形显示技术、通信技术、计算机控制技术和集中管理、分散控制的集散型控制系统，并自行研发了工厂生产管理信息系统，保障了系统的安全性和可靠性，也符合了实用性的要求。

2.新型干法水泥生产技术的未来发展方向

至2012年，第二代新型干法水泥的研究和创新正在加快进行中，水泥行业在工业技术、自动化水平、节能减排等各个方面的研究也都有一定发展。恰恰是产能过剩所带来的紧迫感，才促进了各水泥生产企业加快新技术研发的步伐，从而提高质量，拓展市场的广度与深度。

第二代新型干法水泥技术可以定义如下：第二代新型干法水泥技术，是指以悬浮预热和预分解技术为核心，利用现代流体力学、燃烧动力学、热工学、计算流体力学、粉体工学等现代科学理论和技术，采用计算机及其网络化信息技术进行水泥工业生产的综合技术。其主要产品为能不断满足经济建设各种功能要求的胶凝物质。具有高效节能减排、“协同处置”废弃物、充分利用余热、高效防治污染、低碳技术等功能，其产业将逐步发展成新型环保产业的一员。

2.1粉磨系统的发展方向

实践证明辊磨磨制的水泥完全可以达到球磨磨制的水泥质量标准，而且水泥辊磨在节能减排上的优势是有目共睹的，水泥粉磨采用终粉磨系统已成趋势。开发国产化大型水泥辊磨是水泥粉磨装备技术领域的一项紧迫任务。2010年5月首台国产大型水泥辊磨TRMK4541在越南福山水泥公司成功投产，磨机运行平稳，各项技术指标达到或超过合同要求，水泥成品的颗粒分布、标准稠度需水量与圈流球磨系统的产品相当，用其配制的混凝土具有良好的工作性能。

2.2窑系统的发展方向

在现代烧成系统中，回转窑所取的作用比重逐渐降低，原先作为水泥厂核心装备的概念已逐步改变，目前从工艺技术的角度来讲只要回转窑能保证烧成系统的产量就行，因此尽可能减少回转窑的热损失就是当代回转窑研究的努力的方向之一。

降低回转窑表面散热的途径一是采用两档支撑的短回转窑，另一方案是提高回转窑转速，减小回转窑规格，两者的目的均是减少回转窑表面积从而降低表面散热；还有一措施是采用隔热性能较好的特种复合耐火砖以达到降低表面散热的目的。

2.3水泥窑协同处置废弃物技术

作为一种主要依赖规模效益的行业，水泥生产过程中如何有效的降低原燃料成本是相当重要的，而采用来源于其他生产生活部门的废弃物作为部分原燃料的替代品，一方面可以降低在原燃料上的支出成本，另一方面还可以借助对某些废弃物的有偿处置额外获得部分效益。在水泥窑中处理有毒有害废弃物与专业焚烧炉相比具有运行成本低、处置彻底、资源化等等方面的优势。

利用水泥窑协同处置废弃物具有以下特性：

（1）温度高，焚烧空间大，停留时间长，可彻底分解废弃物中有害有机物。

（2）回转窑热容量大、工作状态稳定，废弃物处理量大。

（3）废弃物可替代部分原料和燃料。

（4）可选择不同温度点处置废弃物，避免二噁英等有毒有害气体产生。

（5）回转窑内碱性环境抑止酸性气体和除水银、铊以外的绝大部分重金属排放。

（6）水泥回转窑是负压状态运转，烟气和粉尘很少外溢，且无残渣飞灰产生。

（7）尾气处理投资省，总处理费用较低。

【参考文献】

[1]范毓林.我国新型干法水泥生产技术的创新历程[J].水泥技术，2007，（2）.

[2]郝令旗，张浩云，齐国彤.新型干法水泥生产技术的现状与发展[J].新世纪水泥导报，2004，（4）.

[3]天津水泥工业设计研究院有限公司.第二代节能环保新型干法水泥生产技术与装备实施方案，2011，（4）.