掺入电石渣的生料制备系统的研究与应用

1、掺入电石渣的生料制备系统的研究与应用2009-5-5 作者：唐根华肖其中卫耕1前言电石渣是煤化上行业用乙炔法生产聚氯已 烯树酯或乙炔气厂产生的工业废渣，生产过程 中以湿基排放，含水率在90%92%,经浓缩 后电石渣液含水80%左右，由厢式压滤机排出 滤饼颗粒间的微离水分，料饼的水分最好状态 可以选到25%, 一般能保证在35%左右。电石 渣中颗粒细微，1050m微米颗粒为80%以 上, BT-9300激光粒度分布仪测定结果如下： 电石渣的个数平均粒径：1.89重量平均粒径：9.19 gm面积平均粒径：5.75 gm中位粒径： 8.29 gm 比表面积:947.32m2/kg。从电石渣的颗粒性质

2、可以看山：电石渣不必经过粉磨其粒度即可满足水泥生产中生料细度的要求，电石渣的主要成分是Ca(OH)2,其Ca0含量高达60%以上，是制造水泥熟料的优质钙质原料、配料时须采用SiO2含量较高的粘土、页岩、砂岩或其它含硅原料。生产中采用电石渣、页岩(粘土、砂岩)、硫酸渣配料，其需要研磨的物料约占24 %左右，入磨物料综合水分一般大于10 %，要求生料制备系统烘干能力要强，而研磨的物料量非常少。2生料制备系统工艺方案的选择2.1生料粉磨系统工艺方案的选择新型干法水泥生产线的生料粉磨通常采用烘干兼粉磨系统，对于电石渣配料的生料，主要有立式磨系统和风扫磨系统两种工艺方案可供选择。立式磨是集破碎、粉磨、烘

3、干、分级和气力输送于一体。入磨物料在磨辊的快速碾压下，物料被研磨并且向磨盘边沿风环处抛洒，被 7090m/s的高速风环气流带起，产生强烈的热交换，水分没有来得及蒸发的大块物料会再次沉落，反复带起、沉落，充分进行热交换，高速气流在磨腔内流速很快降低，形成强烈的紊流场，特别适合于高湿原料的烘干；粉状物料随气流一起上升通过磨机上壳体进入分离器的分级区，在分离器转子叶片的作用下，其中的粗粉落回磨盘与新喂入的物料一起重新粉磨，合格的细粉随气流一起岀磨，经收尘器收集为成品，其工艺流程见图I。生产中总结岀如下特点：X 1尬需尋嫌工芯用刖固(1) 入磨物料粒度大。入磨物料粒度可以达到辊径的5%, 60mm块状

4、物料直接粉磨，可以减少原料破碎工序，节省设备投资。(2) 入磨物料综合水分可以达到15%18 %。立式磨通风量大，直接利用窑尾废气作为烘干热源，利用率达到80%。对于水分小于8%的原料或在运输和储存过程中不会发生粘结堵塞的原料可以直接入磨，以此 简化烘干过程，降低产品热耗。(3) 粉磨效率高，电耗低。磨内设有选粉功能，物料在磨内的停留时间约为24min，能及时有效地选出 合格的细粉，减少过粉磨现象，产品的细度及化学成分可以很快测定并得以调整。生料粉磨系统电耗仅为 18kWh /1，比风扫磨节电 26%。(4) 设备噪音低、扬尘少、系统工艺流程简单、设备布置紧凑、占地面积小、土建费用低，其占地面

5、积和建 设投资分别比风扫磨系统低 50%和70%。风扫磨是短而粗，其长径比一般小于2，进岀料中空轴大，窑尾无岀料篦板，可以通入大量热风，烘干能力强，利用窑尾废气可以烘干 8%水分的物料，设置热风炉作为烘干补充热源，可以烘干12 %水分的物料。风扫磨系统是借气力提升料粉，用粗粉分离器分选，粗粉再回磨粉磨，其工艺流程见图2。图2风扫磨系统工艺流程图 立式磨系统和风扫磨系统优缺点比较见表I。表1立式磨系统和风扫磨系统优缺点比较系统立式磨风扫磨入磨物料粒度,mm6025物料水分入磨W 15%;出磨W 1%入磨W 12%;出磨W 1%运转率，%8570单位电耗,kWh/t1823窑尾废气利用情况最好好占

6、地面积小大总投资低高自动化程度好好操作可靠性高高耐磨损情况对磨琢性物料敏感好产品细度及化学成分调整时间短长通过表1可以看岀，立式磨系统具有粉磨效率高，电耗低，烘干能力大，系统漏风率小，建筑面积小，建 设速度快，允许入磨物料粒度和水分大，工艺流程简单紧凑，噪音低等优点，尤其是近年来国产立式磨的 技术和装备日益成熟，可以粉磨砂岩等易磨性较差的原料，立式磨已经成为水泥厂生料制备的主流设备。2. 2电石渣生产水泥生料制备系统工艺方案的选择立式磨制备生料系统工艺流程简述如下：将浓缩过的电石渣液压滤成料饼(含水30 %35% )，通过输送设备送到电石渣的抓斗堆棚内，电石渣逾过抓斗喂入受料斗，通过计量皮带机

7、送入两台3mx 25m烘干机内预烘干；烘干后的电石渣(含水12 %15 % )通过皮带机、斗提机送入 1-8mx 20m配料库。砂岩、页岩存放于堆场，硫酸渣存放在堆棚内。砂岩、页岩经颚式破碎机破碎后由皮带机分别送入1-8mx 20m砂岩配料库和1-8mx 20m页岩配料库，硫酸渣由皮带机送入1-8mx 20m配料库；采用库底配料，HRMI900/2200型立式磨烘干兼粉磨生料，利用窑尾废气作为烘干介质，出磨气体先进入2-3.2m高效旋风除尘器，气体中的粉料经分离后作为成品，由分格轮喂入螺旋输送机，经提升机送入1-I 2m x 35m连续式均化库储存。被初步净化的气体由立式磨风机引岀，由电收尘器

8、进行二次净化，收集下来的粉尘也作为成品，经螺旋输送机输送至入库提升机。风扫磨制备生料系统工艺流程简述如下：将浓缩过的电石渣液压滤成料饼 (含水30%35%)，通过输送设备送到电石渣的抓斗堆棚内，电石渣通过抓斗喂入受料斗，通过计量皮带机送入两台 3mx 25m烘干机内预烘干；烘干后的电石渣水分一般要求控制在小于I2 %，电石渣呈35mm球形，通过皮带机、斗提机送入1-8mx 20m配料库。砂岩、页岩存放于堆场，硫酸渣存放在堆棚内。砂岩、页岩经颚式破碎机破碎后 由皮带机分别送入1-8mx 20m砂岩配料库和I-8mx 20m页岩配料库，硫酸渣由皮带机送入1-8mx 20m 配料库；采用库底配料，4

9、mx 7.5m风扫磨烘干兼粉磨，要求入磨物料综合水分小于12%。采用窑尾废气作为烘干介质，热风炉作为烘干补充热源，岀磨气体先进入NHSF-260高效转子式生料分离器分选后，粗粉回磨头与新磨头的物料一起重新粉磨，合格的细粉随气流一起送入2-3.2m高效旋风除小器，气体中的粉料经分离后作为成品，由分格轮喂入螺旋输送机，经提升机送入I-12mx 35m连续式均化库储存。废气经窑尾电收尘器进行除尘，收集下来的灰尘也作为成品，经螺旋输送机输送至入库提升机。通过对立式磨生料制备系统和风扫磨系统工艺流程的比较，不难看岀，风扫磨系统存在以下缺点：(1) 工艺流程复杂，操作上难度较大，运转率低，占地面积大，建筑

10、面积大，系统投资费用高。(2) 入磨物料综合水分为12 %时，必须设置热风炉作为烘干补充热源，窑尾废气热能没有能够充分利用， 系统能耗偏高，经济上不合理。(3) 选用的球磨机规格大。虽然需要研磨的物料约占24 %左右，但为了保证烘干能力和通风面积，必须 选用大规格的风扫磨，要求烘干能力大和研磨能力小的矛盾在球磨内难以统一。(4) 粉磨效率低，电耗高。综上所述，对于磨蚀性不大的硅质原料，采用立式磨粉磨电石渣配料的生料是最合适的技术方案，对于 磨蚀性大的物料可以采用预破碎或预粉磨的方式加以解决。3电石渣生料制备系统立式磨的研究淄博宝生环保建材有限公司1200t/d熟料水泥生产线于 2005年7月1

11、8日顺利进行了生料制备系统负荷试车，8月22日生料粉磨系统产量在 76t/h以上，到2005年9月系统产量稳定在 85t/h以上,平均电耗18kWh/t 生料,取得了较好的效果。根据生产采用电石渣、粘土、石灰石、硫酸渣、砂岩五组分配料，需要研磨的物料约占37.7 %，入磨物料综合水分为11 %13%和原料易磨性实验的要求，磨机的磨辊、磨盘规格具有4560t/h生料的研磨能力，风环总面积为0.8m2,保证有7090m/s的风速，在风环上方1m处，气体温度即可从350 C下降到90100C , 产生强烈的热交换；分离器具有220000 m3/h处理能力，合肥水泥研究设计院研发的HRM1900/22

12、00立式磨，具有8090t/h生料的烘干能力，将烘干能力大和研磨能力小的矛盾在磨内达到完美的统一，具体技术性能参数见表2表2HRM1900/2200立式磨技术性能生产能力,t/h进料粒度,mm成品细度，%允许进料水分,%出料水分，%磨辊直径和宽度,mm磨盘中径,mm主电机,kW分离器80 9040R0.08 121511900X6502200500HRM22-013.1入磨物料综合水分宝生公司采用电石渣、粘土、石灰石、硫酸渣、砂岩五组分配料，其原料配合比见表3，入磨物料综合水分为11.29 %。3.2系统热平衡计算立式磨系统采用窑尾废气作为烘干热源，其废气成分见表4,废气量为85000m3（标

13、）/ h，废气温度为320C,立磨产量为75t/h,出磨生料平均水分1 %，出磨废气温度为90C，出磨生料温度为70C，入磨原料温度为20C,以0C为计算基准。其系统热平衡计算结果见表 5。表4窑尾废气成分名称COSON2QfO质量比，%15.540.0657.673.9422.77表5系统热平衡计算收入项目数量,kJ/kg 熟料支出项目数量,kJ/kg熟料废气带入热447.09蒸发原料中水分耗热量234.75飞灰带入热27.38出磨废气带走热149.77原料显热19.60出磨生料带走热69.30立式磨系统漏风显热3.34表面散热损失25.92立磨工作产生的热量20.15合计547.56合计479.74由计算结果得出，窑尾废气作为立磨的烘干热源，完全能够烘干综合水分为11.29%的原料。立磨气体含水量为0.3167kgH20/kg干空气，由x=0.3167，t= 9