白水泥制造的最新技术进展
2014-04-06陈友德
白水泥年产量约占世界水泥总产量的1%。近年投产的中国安庆阿尔博(Aalborg Portlant(Anging))公司白水泥生产线由天津水泥工业设计研究院有限公司总承包、中材装备集团有限公司提供装备供货,将白水泥生产技术发展到最高水平。
1 公司介绍
意大利罗马的Cementir Holding水泥公司是世界白水泥生产的领军公司,下属6家白水泥厂,情况如下:
(1)丹麦阿尔博白水泥厂,年产熟料60万吨,其原料为白垩,含水30%,湿法生产,热耗高。窑烟气中的SO2通过脱硫装置吸收,生成的石膏(CaSO4)用于水泥粉磨,烟气中的热量通过热交换器加热循环水,供8万居民生活使用。
(2)埃及和马来西亚的白水泥生产线采用四级预热器分解炉技术,预热器废烟气用于烘干原料。多余的烟气热量通过热交换器加热新鲜空气,用作窑和分解炉的燃烧空气。
(3)安庆白水泥厂由阿尔博公司的研发中心提出工艺流程,并由总承包公司结合其技术进行设计、建造。与一般的总承包合同相比,合同留给承包单位更多的思考空间,用于优化生产线性能以便于今后白水泥厂新线建设。
2 安庆白水泥生产线的工艺特点及其进一步优化措施
(1)原料制备
生产白水泥的主要原料石灰石中夹杂粘土、砂粒,影响原料纯度及产品质量,需对石灰石进行水洗。水洗所沉积的砂粒和粘土经干燥后用于农田建设。石灰石经破碎后入均化储库。
(2)原料粉磨
生产白水泥所需的叶腊石等硅质原料,在煅烧时SiO2细度(<45μm)要小于3%,而叶腊石与石灰石的易磨性差别较大,需分别粉磨。考虑到生产人员的健康问题,叶腊石经辊压机挤压至小于2mm后,入湿磨(L/D=5~6)粉磨,石灰石则由辊磨粉磨。湿磨后的叶腊石料浆与石灰石、高岭土等一起烘干粉磨。此法将SiO2成分粉磨至细度<3%(45μm)以控制酸性不溶残渣,十分有利于原料煅烧。
(3)生料混合
为避免生料聚集、分离,生料均化混合采用多室料流库。
(4)煅烧
熟料煅烧采用五级预热器、分解炉,两级冷却机系统。热耗保证值为4389kJ/kg,实际低于 4180kJ/kg。篦冷机的热空气用作窑和分解炉燃烧的空气。单筒回转冷却机内熟料用水快速冷却,确保熟料颜色和质量。而后通过篦冷机将600℃的熟料冷却至100℃,以使皮带等输送装置能够输送。
冷却机尾端设置熟料破碎机,未起到改进熟料颜色的作用,试验所示,>25mm熟料若不快速冷却,则FeO会氧化生成Fe2O3,对白度产生负效应。辊式破碎机应设置在窑和冷却机之间,这不仅能改变熟料颗粒尺寸,还可限制含有水蒸气的空气入窑,有利于窑产量进一步提高。
(5)燃料
采用辊式煤磨磨制石油焦,石油焦内含硫量高,但只要合理控制硫碱比,不会对煅烧起负作用。
该生产线还可满足用代用燃料生产水泥,但应注意灰分及一些元素对生产及产品质量的影响。
(6)水泥粉磨
水泥磨因熟料煅烧时采用矿化剂,熟料颗粒<2mm,未采用辊式磨,而使用球磨。球磨电耗高,可考虑采用辊压机粉磨,比表面积4000cm2/g,电耗可降至23kWh/t。
3 结论
安庆白水泥厂取得的成就是白水泥生产技术发展的最高水平。熟料C3S长期控制在80%±3%,强度高,白度高,质量优良,其中一些经验有利于新线建设。白水泥的生产规模扩大至 1500~2000t/d,热 耗 降至4180kJ/kg熟料以下。除此之外,还可进一步加强生产中产生的废热回收,用于发电,此外电耗通过工艺装备优化,还可进一步降低,上述改进有助于提高市场竞争力。