浅析水泥生产工艺的节能技术

浅析水泥生产工艺的节能技术

杨占龙

华润水泥（鹤庆）有限公司云南大理671502

摘要：水泥行业的能源消耗以电力和煤炭为主，占水泥生产直接成本的2/3以上，我国水泥工业主要以燃煤为主。回转窑大部分使用烟煤，立窑使用无烟煤，对燃煤的质量有一定的性能指标要求。近年来随着技术进步，低挥发分煤和无烟煤均可用于回转窑水泥熟料煅烧生产。在节能环保政策的推动下，各种废弃物替代燃料正悄然兴起。

关键词：水泥；生产工艺；节能技术

1水泥生产领域的关键设备

1.1粉磨系统

粉磨系统中球磨机是一种非常常见的设备，粉磨系统中主要包括立磨、辊压机以及球磨机，这些设备常常被应用在水泥生产过程中。在生产中这些设备得到了非常好的应用，但是从节能降耗这方面来看，球磨机粉磨技术在应用中对于电力的消耗非常高，对各种能源的利用效率极低，因此这就需对设备进行改造和升级。20世纪80年代辊压机在水泥生产中不断被应用，不仅能够实现对生料的粉磨，还能够将水泥的粉磨工艺进行发挥，与其他的一些设备相比，这种设备的应用范围十分广泛，同时体现的效果十分高，在进行粉磨系统建设中，能够降低球磨机的负担，一定程度上提升粉磨设备的运行效率，于20世纪20年代出现了立磨，这项技术如今很多生产中进行应用，是现代化粉磨工艺的一种重要表现形式。

1.2磨内喷水系统

从当前我国的水泥生产工艺来看，生产过程中会有大量热量产生，这对于粉磨过程中设备内部的温度很容易发生升高的情况，水泥在此过程中出现假凝的状态，导致水泥中出现了一些小型的颗粒，类似于“糊球”的形状，而磨内喷水就能够对此问题进行很好的解决，避免水泥粉末发生的细小颗粒物，也能够提升粉末中材料的易磨性，在喷水系统中喷嘴是主要的工具，能够对产生的颗粒物进行雾化，然后通过压力的转化，以高速射流的形成喷出，喷嘴所产生的一些雾化颗粒的雾化范围可以达到20-20000μA。

2水泥生产的物质消耗与环境排放

2.1方法

在分析水泥生产的物质消耗与环境排放时，采用合理的分析方法特别重要，一般情况下，水泥生产的物质消耗与环境排放分析方法主要分为两种，分别是生命周期评价法与物质流分析法，其中，生命周期评价方法能够定量反映水泥生产流程，更加准确的反映出水泥生产全过程对周围生态环境的影响。在水泥生产过程中，运用生命周期评价方法，能够为相关研究人员提供更加准确的数据，保证水泥生产的物质消耗数据得到有效利用，研究人员在实际工作当中，要做好数据收集工作，并合理选择分析参数，最终确定水泥生产的物质流动通量与效率。与生产周期评价方法不同，物质流分析法能够更好的反映某一国家水泥生产的物质消耗量，研究人员通过运用物质流分析法，能够明确各个国家水泥生产物质消耗量，并构建完善的指标体系，准确计算水泥生产的物质与环境压力值。

2.2数据采集

在数据采集过程中，研究人员需要明确水泥生产消耗指标，水泥生产的物质消耗指标主要是单耗指标，主要指的是生产单位产品需要消耗的资源，为了保证水泥生产的物质消耗数据更加准确，研究人员要科学选择水泥生产的环境排放参数。现阶段，水泥生产工艺主要有立窑法与新型干法，其中，立窑法的生产率较低，采用率较低。与立窑法相比，新型干法的应用范围比较广泛。由于水泥生产流程比较复杂，在一定程度上增加了数据采集难度，研究人员在采集数据时，要明确通用水泥的生产流程，并详细统计下石灰石、粘土、铁质校正材料与混合材料的使用量，并准确记录下水泥生产过程中投入物的使用量，如岩石与表土。水泥生产过程中，会产生一定量的污染物，对周围环境起到破坏作用，研究人员要结合生态包袱总和表征，确定自然环境的污染度。

2.3结果分析

由于新型干法的工艺流程比较简单，应用范围较广。研究表明，2003年至今，越来越多的水泥生产企业开始应用新型干法，在一定程度上提高了水泥生产效率。在水泥生产过程当中，如果高标号水泥的生产量较大，会增加熟料的消耗量。另外，由于煤的隐流系数比较高，使得水泥生产的物质消耗量不断增加，污染物排放量也随之增加。

3水泥生产过程中的节能工艺技术

3.1水泥喂料系统中应用的变频技术

由于我们在传统的水泥生产中所用的喂料系统再进行操作时主要依靠勺式喂料机，这种喂料方式相对来讲计量精度非常差同时控制起来也有很大的复杂性，在喂料系统当中应用变频技术可以对水泥生产进行科学化的自动控制，其生产精度与效率都获得了提升，同时在节能降耗方面表现也非常突出，水泥熟料的质量也就更高。其具体应用方式是在保持原有电机以及料浆泵工作的前提下利用电磁流量计进行料浆泵的参数监测以及控制反馈来对其进行调速，这样就能保证料浆泵与回转窑在速度上能够同步，提高熟料生产的喂料效率。

3.2预粉磨技术

预粉磨是指在球磨前增设一台料床粉磨设备，使原来球磨系统可以大幅度增产节能的措施。料床粉磨是区别于单颗粒破碎而言的，典型的料床粉磨设备有辊式磨、辊压机和筒辊磨。这三种料床粉磨设备均可用于预粉磨，但辊压机用得较多。辊压机预粉磨是区别于终粉磨以外的总称，实际上可分为循环预粉磨、混合粉磨、部分终粉磨和联合粉磨等流程。常用的流程是循环预粉磨和联合粉磨。在预粉磨技术中，循环预粉磨流程简单，但节电效果显著，单耗能降低7～11%；联合粉磨流程较复杂，对于水泥磨可降低系统电耗约11～19%。

3.3排气系统采用热管技术

热管的类型较多，为节省投资，目前国内多用的是重力型热管。这种热管是一种密封、洁净，抽成真空的金属管，在其内部充填一定量的工作介质，介质可以是纯水、丙酮、乙醇或有机化合物以及无机物钾、钠等碱金属，适用范围从-200～2000℃不等。当下部高温热源将热量经管壳传入管腔，加热管腔下端的液态工质，使之迅速蒸发并上升到热管上端，由于上部壳外低温冷源的吸热作用，蒸汽冷凝成液滴并放出汽化潜热。液滴依靠本身的重力沿管壁回流至下部，再次受热汽化。此过程不断循环，且速度极快，可完成热回收的任务。

3.4做好水泥粉磨工艺

辊压机和球磨机是两种主要的进行水泥粉磨的技术，其中辊压机技术相对于球磨机来说有更加优良的性能，目前已经被广泛使用。做好水泥粉磨技术，首先机械操作技工需要具有较高的专业知识技能，所以要加强对这方面人员的培训工作。另外，篦板和篦缝对磨机具有重要的影响，在进行篦板的安装时需要将篦板放平，使篦板之间的空隙均匀有序，并且用螺丝将篦板固定，后期利用电焊为其加固，在进行加固的同时确认好篦板之间的间隙，针对间隙比较大的情况，最好用焊补的方式来减少后期篦缝通料量。此外水泥粉磨工作中，需要做好机械设备的TPM维护，以保证水泥粉磨工作的顺利进行，为水泥粉磨技术提供物质保障。

4结语

新型干法水泥生产工艺正是解决了当前企业发展面临的相关问题，能够在较小的投资情况下实现经济效益的显著提高，产品符合国家的相关要求。新型干法水泥生产工艺将成为未来水泥生产工艺的主导力量，推动我国水泥制造水平进一步提升。

参考文献：

[1]秦福在.浅析水泥生产工艺与设备的发展[J].民营科技，2015（03）：144.

[2]张如涛，吴奕环.如何解决水泥生产工艺的选择[J].科协论坛（下半月），2009（05）：124.

[3]曹红葵.我国水泥企业生产环境负荷分析[J].资源节约与环保，2008，24（06）：42-44.