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水泥生产线工艺

产品系列:水泥设备生产线

产品简介:水泥生产线是生产水泥的一系列设备组成的水泥设备生产线。主要由破碎及预均化、生料制备均化、预热分解、水泥熟料的烧成、水泥粉磨包装等过程构成。 工艺参数 在水泥生产线的过程中,

 

 

一、新型干法熟料水泥生产线效果图


 

二、新型干法熟料水泥工艺流程图


 
 

 

三、新型干法水泥的工艺介绍



新型干法水泥生产工艺流程简述
3.1破碎及预均化
(1)破碎: 水泥生产过程中,大部分原料要进行破碎,如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料,开采后的粒度较大,硬度较高,因为石灰石是生产水泥用量最大的原料,开采后的粒度较大,硬度较高,因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。
破碎过程要比粉磨过程经济而方便,合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。在物料进入粉磨设备之前,尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的粒度,以减轻粉磨设备的负荷,提高黂机的产量。物料破碎后,可减少在运输和贮存过程中不同粒度物料的分离现象,有得于制得成分均匀的生料,提高配料的准确性。
(2)原料预均化: 预均化技术就是在原料的存、取过程中,运用科学的堆取料技术,实现原料的初步均化,使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。
原料预均化的基本原理就是在物料堆放时,由堆料机把进来的原料连续地按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。取料时,在垂直于料层的方向,尽可能同时切取所有料层,依次切取,直到取完,即“平铺直取”。
意义:
(1)均化原料成分,减少质量波动,以利于生产质量更高的熟料,并稳定烧成系统的生产。
(2)扩大矿山资源的利用,提高开采效率,最大限度扩大矿山的覆盖物和夹层,在矿山开采的过程中不出或少出废石。
(3)可以放宽矿山开采的质量和控要求,降低矿山的开采成本。
(4)对黏湿物料适应性强。
(5)为工厂提供长期稳定的原料,也可以在堆场内对不同组分的原料进行配料,使其成为预配料堆场,为稳定生产和提高设备运转率创造条件。
(6)自动化程度高。
3.2、生料制备
水泥生产过程中,每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料(包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏),据统计,干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上,其中生料粉磨占30%以上,煤磨占约3%,水泥粉磨约占40%。因此,合理选择粉磨设备和工艺流程,优化工艺参数,正确操作,控制作业制度,对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。
工作原理:电动机通过减速装置带动磨盘转动,物料通过锁风喂料装置经下料溜子落到磨盘中央,在离心力的作用下被甩向磨盘边缘交受到磨辊的辗压粉磨,粉碎后的物料从磨盘的边缘溢出,被来自喷嘴高速向上的热气流带起烘干,根据气流速度的不同,部分物料被气流带到高效选粉机内,粗粉经分离后返回到磨盘上,重新粉磨;细粉则随气流出磨,在系统收尘装置中收集下来,即为产品。没有被热气流带起的粗颗粒物料,溢出磨盘后被外循环的斗式提升机喂入选粉机,粗颗粒落回磨盘,再次挤压粉磨。
3.3、生料均化
新型干法水泥生产过程中,稳定入窑生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提,生料均化系统起着稳定入窑生料成分的最后一道把关作用。
均化原理:
采用空气搅拌,重力作用,产生“漏斗效应”,使生料粉在向下卸落时,尽量切割多层料面,充分混合。利用不同的流化空气,使库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用,有的区域卸料,有的区域流化,从而使库内料面产生倾斜,进行径向混合均化。
3.4、预热分解
把生料的预热和部分分解由预热器来完成,代替回转窑部分功能,达到缩短回转窑长度,同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程,移到预热器内在悬浮状态下进行,使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合,增大了气料接触面积,传热速度快,热交换效率高,达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。
工作原理:预热器的主要功能是充分利用回转窑和分解炉排出的废气余热加热生料,使生料预热及部分碳酸盐分解。为了最大限度提高气固间的换热效率,实现整个煅烧系统的优质、高产、低消耗,必需具备气固分散均匀、换热迅速和高效分离三个功能。
(1)物料分散
换热80%在入口管道内进行的。喂入预热器管道中的生料,在与高速上升气流的冲击下,物料折转向上随气流运动,同时被分散。
(2)气固分离
当气流携带料粉进入旋风筒后,被迫在旋风筒筒体与内筒(排气管)之间的环状空间内做旋转流动,并且一边旋转一边向下运动,由筒体到锥体,一直可以延伸到锥体的端部,然后转而向上旋转上升,由排气管排出。
(3)预分解
预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道,设燃料喷入装置,使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程,在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行,使入窑生料的分解率提高到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务,移到分解炉内进行;燃料大部分从分解炉内加入,少部分由窑头加入,减轻了窑内煅烧带的热负荷,延长了衬料寿命,有利于生产大型化;由于燃料与生料混合均匀,燃料燃烧热及时传递给物料,使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。
3.5、 水泥熟料的烧成
生料在旋风预热器中完成预热和预分解后,下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。
在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应,生成水泥熟料中的等矿物。随着物料温度升高近时,等矿物会变成液相,溶解于液相中的进行反应生成大量(熟料)。熟料烧成后,温度开始降低。最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的温度,同时回收高温熟料的显热,提高系统的热效率和熟料质量。
3.6、水泥粉磨
水泥粉磨是水泥制造的最后工序,也是耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料(及胶凝剂、性能调节材料等)粉磨至适宜的粒度(以细度、比表面积等表示),形成一定的颗粒级配,增大其水化面积,加速水化速度,满足水泥浆体凝结、硬化要求。
3.7、水泥包装
水泥出厂有袋装和散装两种发运方式。

 
 
 

四、生产新型干法水泥的主要原料



4.1水泥生产原燃料及配料
生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料,有时还要根据燃料品质和水泥品种,掺加校正原料以补充某些成分的不足,还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。
4.1.1石灰质原料
石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳、脱水电石渣、赤泥等。石灰石是水泥生产的主要原料,每生产一吨熟料大约需要1.4—1.5吨石灰石质干原料,在生料中约占80%左右。石灰质原料的质量要求如下:

品味 CaO(%) MgO(%) R2O(%) SO3(%) 燧石或石英(%)
一级品 >48 <2.5 <1.0 <1.0 <4.0
二级品 45~48 <3.0 <1.0 <1.0 <4.0
 
4.1.2黏土质原料
黏土质原料主要提供水泥熟料中的、及少量的。天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。一吨熟料约需0.3~0.4吨粘土质原料,在生料中约占11~17%。其中黄土和黏土用得最多。此外,还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。黏土质为细分散的沉积岩,由不同矿物组成,如高岭土、蒙脱石、水云母及其它水化铝硅酸盐。粘土质原料的质量要求如下:

品味 硅酸率 MgO(%) R2O(%) SO3(%) 铁率(%) 塑性指数
一级品 2.7~3.5 <3.0 <4.0 <2.0 1.5~3.5 >12
二级品 2.0~2.7或3.5~4.0 <3.0 <4.0 <2.0 不限 >12
一般情况下SiO2含量60~67%,Al2O3含量14~18%。
4.1.3校正原料
当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时(有的含量不足,有的含量不足)必须根据所缺少的组分,掺加相应的校正原料。
硅质校正原料 含70~90%,主要有硅藻土、砂岩、硅石;
铝质校正原料 含>30%以上,主要有粉煤灰、铝矾土、煤矸石、铁矾土等;
铁质校正原料 含>40%以上,主要有铁矿石、铁粉、硫酸渣、铅矿渣、铜矿渣等。
4.1.4 缓凝剂
石膏主要是生产水泥时掺加,主要有天然二水石膏或无水石膏、磷石膏和脱硫石膏,一般掺加量3~5%。
4.1.5 掺加料
生产水泥的主要掺加物料主要有粉煤灰、矿渣粉、石灰石、炉渣、火山灰、工业废渣、煤矸石、石煤等。
4.2硅酸盐水泥熟料的矿物组成
硅酸盐水泥熟料的矿物主要由硅酸三钙()、硅酸二钙()、铝酸三钙()和铁铝酸四钙()组成,其中CaO含量62~67%,SiO2含量20~24%,Al2O3含量4~7%,Fe2O3含量2~6%.



五、生产新型干法水泥的燃料



水泥生产是一个能源和资源密集型生产过程。水泥工业选择和使用燃料的方式确定其对环境、社会及经济影响的一个重要因素。
5.1燃料的种类
传统的水泥煅烧所使用的燃料主要有:煤炭、天然气、石油焦、燃油等。
随着世界能源格局的变化,熟料煅烧的替代燃料正在逐步发展,主要有其它企业的废气,比如:焦炉煤气(焦化行业副产品)、高炉煤气和转炉煤气(钢铁行业副产品)、炼制石油气(炼油厂副产品)、沼气;其它企业的可燃化学制品,比如:废旧塑料、废溶剂、废催化剂、含油铸造砂、废轮胎、废纸张等。但是,替代燃料的使用往往带来很多其他的问题,比如CO2排放和燃料消耗的影响,对燃料成本的影响、替代燃料的运输以及需要特殊控制和工艺措施以符合安全、质量和环保标准等等,所以现在进展缓慢。
5.2 煤炭
煤炭是我国水泥生产的主要燃料,回转窑水泥厂一般使用烟煤。近年来也有用无烟煤做燃料的窑外分解窑。由于无烟煤灰分较高,挥发分较低,所以着火温度较高、燃烧时间较长,为提高无烟煤在窑系统的燃烧速度,就要控制入窑煤粉细度达到:80μm 方孔筛筛余3%左右。
水泥厂水泥熟料的烧成是各多组成分、比较复杂的制造过程。在这个过程中,煤既可作为燃料,煤中的灰分起部分原料作用成为熟料的一部分参与物理化学反应,因而煤的灰分的高低及其灰分成分直接影响到配料,水泥熟料的烧成过程中,约有80%-100%的煤灰混入熟料中,煤灰增多,改变生料中的原料的配比,造成恶性循环,使配料困难。因此水泥烧窑对煤质很重要。
5.2.1 煤的类别:水泥厂用煤的类别为焦煤肥煤1/3焦煤气肥煤气煤1/2中粘煤、弱粘煤不粘煤无烟煤瘦煤贫瘦煤贫煤、长烟煤、褐煤
5.2.2. 煤的粒度:粉煤(大于0-6mm)、末煤(大于0-13mm、大于0-25mm)、混煤(大于0-50mm)或粒煤(大于6mm-13mm)为宜,也可用原煤、洗煤或其他粒度的煤。
5.2.3. 煤炭的灰分Ad:水泥厂要求煤的灰分要低,波动幅度要小,规定灰分Ad小于27.00%。
5.2.4. 挥发分Vdaf:水泥厂的挥发分过高或过低煅烧烧均有不良影响。挥发分应大于25.00%,最好在25.00%-41.00%。
5.2.5. 发热量Qnet,ar :水泥厂对煤的发热量要求较高,规定Qnet,ar大于21MJ/kg。
5.2.6. 煤的全硫St,d:煤中的硫对窑内煅烧及水泥的质量也有一定的影响:煤的全硫应在3.00%以下。

 

六、新型干法水泥的主要工艺设备


——单段锤式破碎机
——生料立磨或球磨
——水泥预热器
——水泥回转窑
——篦式冷却机
——堆料机
——取料机
——烘干机
——水泥辊压机
——水泥球磨机
——水泥选粉机
——水泥包装机
——除尘设备
——输送设备
——燃烧器
——风扫煤磨
——余热发电设备

 

七、水泥的主要经济指标


水泥生产线主要经济指标

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