新式干法水泥生产工艺及节能减排技术

柳擎峰

摘 要：新式干法水泥生产技术作为一种新的技术，被广泛运用在水泥生产中，可是在具体运用中，也存在高能耗问题，一定水平上牵制了企业发展。文章概述了新式干法水泥生产加工的特性，又对新式干法水泥生产流程进行了深入分析，并讨论了新型干法水泥生产的节能减排技术，以供参考。

关键词：新式干法;加工;应用;环境

中图分类号：X78 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）06-088-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.06.042

建筑建材耗能在社会发展总耗能中占有非常大的比例。据不完全统计分析，建筑行业的耗能占全国各地总耗能的7%，而工业废气则占有机废气消耗量的18%。在当今环境保护蔚然成风的背景下，对节能减排技术进行科学研究和运用，是建筑行业发展的大势所趋，新式干法水泥生产技术也正好是在此情况下产生和发展起来的。

1 新式干法水泥加工简述和特性

1.1 新式干法水泥加工简述

新式干法水泥生产技术现阶段均已完成集成化操作，确保了水泥生产过程的自动化、高效性和绿色环保性。在法国、日本等发达国家，预分解窑生产覆盖率做到了95%。与传统的水泥生产加工相比，该方式不但产量高，并且产品品质好、耗能低，早已成为世界各地水泥生产的关键发展技术。

1.2 新式干法水泥生产加工特性

1.2.1 利于环境保护

由于其运用“均化链”技术，运用预分解、飘浮加热与新式多通道燃烧器，能很好地运用再生资源及低质燃料。值得一提的是，其还可以合理减少系统的工业废气量，其窑气中所产生的N0x成分也可减少，为此可以使自然环境污染得到降低[1]。

1.2.2 保证质量

干料机器设备基本上是运用原料调料、矿山开采及其干料气体拌均化等多个阶段互相进行，并密切进行配合。产品品质与湿法同样能让干法所生产出的水泥熟料有质量保证。

1.2.3 开发周期长

新式干法水泥生产技术对生产机器设备技术有较高的要求，耐火保温材料耗费很大，因此总体投资也很大。

2 新式干法水泥熟料生产阶段的节能减排

2.1 确立节能减排阶段

在新式干法水泥生产过程中，不论是铁矿石、燃料的粉碎，水泥熟料的锻烧又或是水泥商品的包装和运输，都难以避免造成烟尘环境污染。而以煤碳为关键燃料的生产方式也会产生很多有害废气，导致空气污染。做好节能减排工作是企业必须需要解决的问题。在企业中，关键节能减排阶段有下列多个：首先是预热器出入口，据有关统计分析，依照4 500t/d的生产量计算，预热器出入口的粉尘量均值为23.35t/h，需要对预热器出入口的粉尘进行回收再利用，选用对应的烟气脱硝节能减排对策，尽量减少空气污染物排放。其次是窑头有尘废气，其粉尘量为5.92t/h，尽管能夠根据影响式收尘设备将绝大多数粉尘收集到水泥熟料中，但剩下的粉尘仍会造成窑头排出的气体烟尘成分超标，必须要做好除灰技术改善工作。最后是固体废弃物收集，能够运用固体废弃物替代一部分原料，既完成了资源回收，也降低了材料耗费[2]。

2.2 节能减排技术

2.2.1 加热分解技术

预热器系统应重点关注各个出入口汽体的温度差，维修期内应做好旋风筒的查验与维护保养，并提高原材料的换热效率，减少热耗，合理提高旋风筒内部原材料的总流量，减少气固比，使水泥熟料生产的热耗趋于基础标值。除此之外，预热器和分解炉内部的气固两相流比减少，在提高热效的同时，还可以减少有机废气量，减少有机废气带去的发热量，达到较好的环保节能效果。分解炉内部的温度相对较低，能够减少粉煤点燃的速度，使转化成的氮氧化合物有充足的时间复原，减少废气排放。

2.2.2 粉磨节能环保技术

原材料在进入辊压机的双辊之间后，基本上总是受压力的作用，而纯粹由压力造成的应变力与剪应力造成的应变力对比，标值最少在5倍上下。原材料被碾成密实且填满缝隙的料饼。因为缝隙的存在，料饼非常容易粉碎，能在很大程度上减少粉磨对系统电能的消耗。以循环预粉磨系统为例，原材料历经辊压机破碎后进到水泥球磨机中，而为了更好地提高粉磨效率，需要使料饼再度历经辊压机，反复辗压后再进行粉磨。有关实践数据表明，根据此类方法，能节约电耗15%左右，高产实际效果则能够达到60%。

2.2.3 篦冷机技术

现阶段，篦冷机选用的驱动器方法一般是比较平稳的液压传动系统，以篦冷机相互配合辊式破碎机，与传统的锤破对比，能够节能50%左右。此外，现阶段配备新中式辊破的第四代篦冷机对块状水泥熟料的适应能力，明显好于其他篦冷机，能合理降低水泥熟料带去的热损耗，热交换效率明显增强。第三代篦冷机则应重点关注空气梁的作用和各风室间的密封性，防止窜风情况发生，尽量发挥高压风对水泥熟料的急冷作用。还可以提高篦冷机热交换器效率，降低制冷排风量，那样不但能确保较高的热交换效率，并且能够减少制冷离心风机的运作耗能。

2.2.4 运作中的技术改造

对于锁风规定不太高的机器设备，一部分企业对其进行了更新改造，如将分隔轮改成翻板阀;针对一些运输能力较低的输送机械设备，提升了全自动间隙启动程序流程，既节约能耗，又减少了设备维护管理费用。

2.3 生产过程提升

一是应当在原料开采阶段引进相应的矿山开采绿色生态修复技术，降低对自然生态环境的损害;二是以工业生产废弃物取代一部分原料，减少原料耗费及工业生产废弃物的排放，值得关心的是，一部分工业生产废弃物带有特异性较高的水泥调料需要的成分，更利于减少水泥熟料烧制热耗;三是在水泥熟料锻烧阶段引进离心风机变频器原理及富氧燃烧技术，减少能耗，配合超低温余热发电技术，完成对能源的回收再利用;四是对于生产过程中产生的有害废气，选用相应的脱硫除尘技术进行净化处理，减少氮氧化合物和硫化物的消耗量，配合窑头电改袋技术，完成污泥的回收再利用，减少烟尘环境污染;五是配合污水处理解决和循环利用技术，清除工业废水，降低水源消耗[3]。

2.4 节能减排实际效果

在贯彻落实以上节能减排技术后，对其节能减排的预期效果进行剖析，以1t水泥熟料商品作为标准，能够解决工业生产废弃物0.071t，节省耗煤量0.412t，节电3.74kW·h，二氧化碳排放降低0.033t，去除技改项目需要的花费，水泥熟料的经济收益能够提升34.45元/t。而自选用节能减排技术规范迄今，企业每年能够节省煤碳使用量5.8万t、省电524万kW·h，氮氧化合物排放降低60%。

3 新式干法水泥生产节能减排技术

新式干法水泥关键技术水泥粉磨系统，可以减少能耗。水泥粉磨系统包括闭流磨系统和辊压机，其中辊压机自身便是环保节能机器设备，能耗较少，并且安全性和稳定性较高，在水泥粉磨体系结构中处于关键环节;联合粉磨系统的运用不但提高了资源的使用率，还使水泥生产能够更加节能、环保，为水泥厂产生更多的经济收益。

3.1 原料风干粉磨系统

原料风干粉磨系统与水泥粉磨的结构极其类似，而原料风干粉磨系统中的实际操作更为简易，并且在完成风干规定的同时，也更加节能和环保。现阶段，我国研发的辊磨系统，有比较明显的环保节能优点，常用燃料较少，且工作品质及工作稳定性都有显著提升。原料风干粉磨系统具有较高的适应能力，对提升水泥生产效率，降低水泥生产成本有重要作用。

3.2 破碎技术应用

为了更好地提升水泥生产效率，我国研发了诸多生产加工和生产机器设备，迄今为止，我国在石灰石单段破碎机方面的研究早已能够做到80t/h～1 800t/h，而且在具体生产过程中获得了巨大的进步。我国的粉碎加工及破碎机设备持续完善，对水泥生产领域具有重大推动作用，不但能减少水泥生产电力能源使用量，还有利于提升水泥生产效率，提升水泥工厂的市场竞争力[4]。

3.3 新式干法水泥全自动控制系统

新式干法水泥生产加工必须有很多工业设备同时工作，这种机器设备的操纵已成为新式水泥干法生产的一个问题。新式水泥干法需要的生产机器设备，如果单纯借助人力管理进行监管，不但效率不高，而且会增加人力管理成本，影响生产效率。

4 结语

如今，节能减排早已成为水泥产业发展中必须关注的主要问题，而从现阶段的发展状况来看，在水泥熟料生产过程中，具有巨大的节能减排空间。企业应立足自身实际情况，有效引進节能减排技术，逐渐实现水泥熟料生产整个过程的提升，减少能耗和空气污染物排放，提高企业的总体竞争力。

参考文献

[1] 李爱莉，段丁杰.篦冷机换热效率影响因素的研究进展[J].建材发展导向，2015（24）：17.

[2] 陈忆红，郭瑞广，李伟洋.基于水泥联合粉磨系统节能降耗途径的分析[J].散装水泥，2020（05）：33-34.

[3] 伍正国.浅谈水泥生产工艺的节能技术[J].建材发展导向（上），2020（8）：184.

[4] 柴进.新型干法水泥熟料生产过程节能减排技术应用研究[J].四川水泥，2018（9）：1.