(2008-12-31 12:17:38)
水泥生產(chǎn)過程主要分為三個(gè)階段，即生料制備、熟料燒成和水泥粉磨。其生產(chǎn)工藝總流程示意見圖
3-1
。
本項(xiàng)目擬采用五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱及窯外分解的新型干法水泥生產(chǎn)工藝。工藝流程說明如下：
（
1
）石灰石破碎及儲(chǔ)存
由自備汽車從礦山運(yùn)來的石灰石經(jīng)生產(chǎn)能力為
500-600t/h
的
PCF2022
單段錘式破碎機(jī)破碎后，進(jìn)入
φ
80m
的圓形預(yù)均化堆場(chǎng)中均化，圓形預(yù)均化堆場(chǎng)儲(chǔ)量
23100t
，儲(chǔ)期
8.6d
。
（
2
）粘土、鐵粉儲(chǔ)存
粘土、鐵粉分別由汽車運(yùn)進(jìn)廠內(nèi)的堆柵儲(chǔ)存，粘土的儲(chǔ)量是
5600
噸儲(chǔ)期
11.2d
；鐵粉的儲(chǔ)量是
1600
噸，
儲(chǔ)期
13.1d
。
儲(chǔ)存在堆柵的粘土、鐵粉由鏟車送入斗式提升機(jī)，經(jīng)斗式提升機(jī)分別送入
2-
φ
5
×
10m
的鋼板
庫(kù)中儲(chǔ)存，儲(chǔ)量分別為
200
噸、
250
噸。
（
3
）原煤的儲(chǔ)存
原煤進(jìn)廠后堆放在一
30
×
160m
的堆柵中，儲(chǔ)量
5000
噸，儲(chǔ)存期
16.8
天。原煤經(jīng)預(yù)破碎后，由皮帶機(jī)、
斗式提升機(jī)送到煤粉制備車間的原煤倉(cāng)。
（
4
）生料制備
出預(yù)均化堆場(chǎng)的石灰石經(jīng)皮帶機(jī)送入一座
φ
8
×
20m
配料庫(kù)，粘土、鐵粉通過共用提升機(jī)各自進(jìn)入一座
φ
5
×
10m
的鋼板配料庫(kù)。出配料庫(kù)的三種原料經(jīng)電子皮帶秤計(jì)量，并由
QCS
系統(tǒng)進(jìn)行控制。配制后的混合的
混合料經(jīng)由皮帶輸送機(jī)送入
HRM3400
立式磨內(nèi)，在磨機(jī)入口處設(shè)有鎖風(fēng)閥。出磨生料經(jīng)連續(xù)取樣器取樣，
并經(jīng)多元素分析儀分析，分析結(jié)果輸入配料計(jì)算機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，計(jì)算后發(fā)出修改指令，重新調(diào)整各
物料的喂料量，使配料保持在精度±
2%
的范圍內(nèi)。
含綜合水分約
3.5%
左右的物料由鎖風(fēng)喂料機(jī)喂入磨內(nèi)，
同時(shí)從磨機(jī)底部抽入熱風(fēng)。
經(jīng)磨輥碾磨過的物料在
風(fēng)環(huán)處被高速氣流帶起，經(jīng)分離器分離后，粗物料落回磨內(nèi)繼續(xù)被碾壓，細(xì)粉隨氣流出磨，經(jīng)收塵器收下
即為成品。
從窟尾預(yù)熱器引來的
320
℃左右的高溫廢氣，分成二路：一路經(jīng)多管冷卻器、混合室至窯尾袋收塵器；一
路進(jìn)出料磨作為烘干介質(zhì)，出生料磨的廢氣由磨房主排風(fēng)機(jī)引入混合室與從高溫風(fēng)機(jī)過來的廢氣混合后進(jìn)
入窯尾收塵器，
凈化后排入大氣。
收塵器收下的物料匯同生料粉一起進(jìn)入
φ
15
×
36m
均化庫(kù)，
儲(chǔ)量
4400
噸，
儲(chǔ)存期
1.4
天。
（
5
）生料均化
來自生料磨的生料，由提升機(jī)升至
φ
15
×
36m
均化庫(kù)頂。庫(kù)頂設(shè)有物料分配器，輻射型輸送斜槽將生料均
勻地卸入庫(kù)內(nèi)。
均化庫(kù)中設(shè)有一中心室，
位于庫(kù)底六個(gè)出料口進(jìn)入中心室，
且每次不少于二個(gè)出料口出料，
中心室部底部充氣，使混合后的生料又獲一次混合，并通過空氣斜槽送入失重喂料系統(tǒng)，再經(jīng)過生料計(jì)量
系統(tǒng)計(jì)量后，由窯尾提升機(jī)和鎖風(fēng)裝置，喂入預(yù)熱器
2#
筒上升管道。
（
6
）燒成系統(tǒng)
來自窯尾提升機(jī)的生料經(jīng)雙道電動(dòng)鎖風(fēng)閥后喂入預(yù)分解系統(tǒng)的
2#
旋風(fēng)筒上升管道，
依次經(jīng)
1#
—
5#
旋風(fēng)筒、
分解爐換熱、升溫及分解等過程使生料入窯表觀分解率達(dá)到
90%
以上。經(jīng)預(yù)熱分解的物料進(jìn)入
φ
4.0
×
60m
回轉(zhuǎn)窯煅燒。
出
1#
旋風(fēng)筒的廢氣（～
3200C
），大部分進(jìn)入生料立式磨系統(tǒng)作為烘干介質(zhì)，另一部分經(jīng)多管冷卻器冷卻
后進(jìn)入袋收塵器前匯風(fēng)室與出生料磨廢氣匯合后進(jìn)袋收塵器凈化排放。
出窯熟料落入控制流篦冷機(jī)冷卻，熟料通過篦板的往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入冷卻機(jī)尾部破碎機(jī)，經(jīng)破碎同拉鏈輸送機(jī)
來的物料一起由鏈斗輸送機(jī)送入
φ
50m
的熟料儲(chǔ)存庫(kù)，儲(chǔ)存庫(kù)儲(chǔ)量
25000
噸，儲(chǔ)期
12.5d
。篦冷機(jī)冷卻熟
料后的熱空氣部分作為二次風(fēng)入窯和作為三次風(fēng)送入分解爐，部分供煤磨烘干原煤用，多余的廢氣經(jīng)窯頭
袋收塵器凈化處理后排放大氣。
在回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝中，生料從窯尾進(jìn)料，進(jìn)窯的生料在回轉(zhuǎn)窯不停旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，隨著窯體的旋轉(zhuǎn)不
斷地翻轉(zhuǎn)滾動(dòng)。由于窯尾高于窯頭，生料同時(shí)也不停地向窯頭移動(dòng)，最后從窯頭出料。生料在窯內(nèi)的溫度
也逐漸升高，發(fā)生了復(fù)雜的物理化學(xué)變化。由于窯的轉(zhuǎn)動(dòng)，窯內(nèi)在各個(gè)斷面上的溫度基本是一致的，所以
在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，可以按物料的溫度和物理化學(xué)變化劃分為干燥預(yù)熱帶、碳酸鹽分解帶、放熱反應(yīng)帶、燒成帶
和冷卻帶。燃料除供給熱量外幾乎與熟料煅燒反應(yīng)無關(guān)。
①生料的烘干與脫水
:
硅酸鹽水泥主要原料是石灰石和粘土，而粘土等的主要礦物是各種水化硅酸鋁，通常為高嶺土
（
AI2O3
·
SiO2
·
2H2O
）或蒙脫石（
AI2O3
·
4SiO2
·
9H2O
）。高嶺土加熱時(shí)，在
300
℃以下主要失去機(jī)械結(jié)
合水；到
450
～
600
℃時(shí)，高嶺土脫去結(jié)晶水而成偏高嶺土（
AI2O3
·
2SiO2
），并且進(jìn)一步分解為無定型的
新生態(tài)
2SiO2
和
AI2O3
。
450
～
600
℃
AI2O3
·
SiO2
·
2H2O AI2O3
·
2SiO2 +2H2O
↑
AI2O3
·
2SiO2 AI2O3+2SiO2
②碳酸鹽分解：
當(dāng)溫度升高到
600
℃以上時(shí)，生料中的碳酸鹽開始分解。碳酸鎂在
750
℃左右分解激烈而迅速；碳酸鈣的
分解溫度到
900
℃以上才會(huì)有迅速的分解反應(yīng)，直到
1000
℃左右碳酸鹽分解結(jié)束。
750
℃
MgCO3 MgO+CO2
↑
910
℃
CaCO3 CaO3+CO2
↑
碳酸鹽分解經(jīng)分解反應(yīng)后，進(jìn)入放熱反應(yīng)，燒成熟料的溫度也逐漸降至
320
℃左右，從窯頭出料。
③固相反應(yīng)：
由于粘土脫水、碳酸鹽分解等反應(yīng)，生料中出現(xiàn)了單獨(dú)存在性質(zhì)活潑的
SiO2
、
Al2O3
、
Fe2O3
、
CaO
等氧化
物。氧化物之間開始了化合反應(yīng)。隨著溫度的升高，
CaO
的量也增加，這些氧化物相互間的化學(xué)反應(yīng)速度
也逐漸加快。
這個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在固體微粒間相互接觸的表面，而且是依靠細(xì)微晶體表面的離子振動(dòng)，相互交換
而實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)溫度增高，離子振動(dòng)的振幅增大時(shí)，就很容易脫離晶體，于是反應(yīng)也隨之加快。這種依靠固
體表面間相互進(jìn)行的反應(yīng)稱為固相反應(yīng)。
固相反應(yīng)比較復(fù)雜，屬于多級(jí)反應(yīng)，可用下列反應(yīng)式表示逐個(gè)階段的反應(yīng)過程：
800~900
℃：
CaO+ Fe2O3 CaO
·
Fe2O3
CaO+ Al2O3 CaO
·
Al2O3
900~1000
℃：
3
（
CaO
·
Al2O3
）
+2 CaO 5 CaO
·
3Al2O3
2 CaO+ SiO2 2 CaO
·
SiO2
CaO
·
Fe2O3+CaO 2CaO
·
Fe2O3
（其中生成
2 CaO
·
SiO2
的反應(yīng)大約到
1200
℃時(shí)結(jié)束）。
1000~1200
℃：
5CaO
·
Al2O3+4CaO 3
（
3CaO
·
Al2O3
）
5CaO
·
3Al2O3+3
（
2CaO
·
Fe2O3
）
+CaO 3
（
4CaO
·
Al2O3
·
Fe2O3
）
④熟料的燒成
當(dāng)溫度升高到
1300
℃左右時(shí)，
C3A
與
C4AF
熔融，物料中出現(xiàn)了液相。
CaO
、
2
CaO
·
SiO2
（即
C2S
）溶于液
相重，有利于分子擴(kuò)散，進(jìn)一步化合成
3 CaO
·
SiO2
（即
C3S
）：
2 CaO
·
SiO2+CaO 3 CaO
·
SiO2
這一反應(yīng)通常稱為石灰吸收過程。因?yàn)槭窃谝合嘀型ㄟ^分子擴(kuò)散進(jìn)行的，所以液相的數(shù)量和粘度對(duì)于
C2S
吸收
CaO
生成
C3S
的過程就有很大的影響，
這就是為什么我們總是希望在硅酸鹽水利熟料中有適量的
C3A
、
C4AF
熔媒礦物存在的原因。
為了使這一反應(yīng)進(jìn)行得快而且盡可能完全，
在實(shí)際生產(chǎn)中物料的溫度控制到高
于
1300
℃，一般在
1350~1450
℃的溫度范圍內(nèi)，這一溫度范圍就是所謂的“燒成溫度?！?div style="height:15px;">
從生料在回轉(zhuǎn)窯中的物料化學(xué)反應(yīng)變化過程中，回轉(zhuǎn)窯尾氣中含有
SiO2
等礦物原料的粉塵和煤在燃燒中
的
SO2
、
NOx
等的煙塵以及礦物中的水分等等大氣污染物。
（
7
）煤粉制備及輸送
進(jìn)廠的原煤堆存在
30m
×
160m
的堆棚，堆棚的儲(chǔ)存量為
5000
噸，儲(chǔ)期
16.8d
，原煤經(jīng)預(yù)均化堆柵，通過送
煤皮帶輸送機(jī)、
提升機(jī)送入原煤倉(cāng)，
出原煤倉(cāng)的煤經(jīng)調(diào)速帶秤、
鎖風(fēng)閥喂入無煙煤細(xì)磨機(jī)進(jìn)行烘干和粉磨。
出煤磨的煤粉隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器，
FCM
高濃度、高負(fù)壓防爆型袋收塵器進(jìn)行收集，收集后的成品由絞
刀送入兩個(gè)煤粉失重倉(cāng)，凈化后的氣體通過排風(fēng)機(jī)排入大氣。在兩個(gè)煤粉倉(cāng)下各設(shè)置一套煤粉計(jì)量及輸送
系統(tǒng)，此系統(tǒng)由環(huán)狀天平型流量計(jì)量機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)等組成。
40%
的煤粉送入窯頭，
60%
的煤粉送入分解爐，
烘干用熱源來自篦冷機(jī)。
（
8
）熟料儲(chǔ)存
出篦冷機(jī)的熟料連同篦冷機(jī)收塵器收下的粉塵一起由鏈斗輸送機(jī)送至
φ
50m
熟料庫(kù)中儲(chǔ)存，
儲(chǔ)量
25000
噸，
儲(chǔ)存期
12.5
天。
（
9
）水泥粉磨
水泥粉磨設(shè)有兩套擠壓粉磨系統(tǒng)。
熟料、
混合材和石膏由輸送系統(tǒng)分別入
5
座
φ
8
×
20m
配料庫(kù)，
并通過庫(kù)
下的兩套計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量配料。按比例配制的混合料送入各系統(tǒng)的輥壓機(jī)稱重倉(cāng)內(nèi)?；旌狭辖?jīng)稱重倉(cāng)喂入
HFCG120
輥壓機(jī)內(nèi)擠壓，擠壓后的物料入料餅提升機(jī)提升入打散分級(jí)機(jī)，打散分級(jí)后的細(xì)物料送入水泥磨
磨頭入磨粉磨，
粗物料再入稱重倉(cāng)內(nèi)循環(huán)擠壓。
出
φ
3.2
×
13m
開路篩分水泥磨的成品由磨尾提升機(jī)提入水
泥庫(kù)系統(tǒng)。輥壓系統(tǒng)揚(yáng)塵點(diǎn)設(shè)置了高效除塵設(shè)備，保證可達(dá)標(biāo)排放廢氣。水泥粉磨系統(tǒng)的廢氣經(jīng)水泥磨系
統(tǒng)的收塵器處理后排放。
該粉磨系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，設(shè)備可靠，相對(duì)于閉路粉磨系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單，操作控制方便，系統(tǒng)電耗低，水泥顆粒
級(jí)配合理，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，投資回收期短。
在水泥的粉磨中必須加入石膏、爐渣、礦渣等混合材料。
石膏的作用是控制水泥的凝固時(shí)間，因?yàn)槭炝现袖X酸三鈣礦物是使水泥很快凝固的成分，如果在水泥中加
入石膏，加水后鋁酸三鈣與之生成一種難于溶于水的水化硫鋁酸鈣新物質(zhì)，于是那種促凝的物質(zhì)就不會(huì)生
成，或者生成很少，這樣水泥就不會(huì)很快凝結(jié)了。石膏加多加少都不好，對(duì)于硅酸鹽水泥，一般控制在水
泥重量的
2.5
～
5
％。
在水泥中加入爐渣、礦渣等混合材料的作用是改善隨你的某些性能。提高水泥抗腐蝕的能力。由于普通的
硅酸鹽水泥和水起化學(xué)變化時(shí)，將生成氫氧化鈣
[Ca(OH)2]
的物質(zhì)。當(dāng)水泥建筑物長(zhǎng)期與水接觸，已硬化
了的水泥石中的氫氧化鈣就溶解到水中，
或者和水里的一些化學(xué)物質(zhì)如碳酸鹽、
鎂鹽、
氯化物等發(fā)生作用。
導(dǎo)致水泥石中出現(xiàn)許多小溶洞，或者是在硬化的水泥石生成體積膨脹的新物質(zhì)把建筑物脹裂，或者形成了
一些質(zhì)地疏松的東西，最后使得建筑物毀壞。這種現(xiàn)象稱為水泥的腐蝕。加入爐渣、礦渣等混合材料，可
以使水泥和水作用的同時(shí)，能與氫氧化鈣在水泥還沒有硬化之前就生成一些有益的新物質(zhì)，這些新物質(zhì)不
僅不會(huì)破壞水泥石的結(jié)構(gòu)，反而會(huì)提高水泥的抗腐蝕能力。
另外，
熟料中的游離氧化鈣是影響水泥安全性的重要因素之一。
在煅燒熟料時(shí)，
由于受到生產(chǎn)條件的限制，
熟料中或多或少地總存在一些殘留地氧化鈣。這種游離氧化鈣因經(jīng)過高溫煅燒，結(jié)構(gòu)比較致密，性質(zhì)不夠
活潑，在常溫下與水反應(yīng)的速度慢。已經(jīng)硬化的水泥石中如果游離氧化鈣還在緩慢地與水作用生成氫氧化
鈣，同時(shí)伴隨著體積膨脹，就會(huì)使硬化了地水泥石體積變化不均勻，發(fā)生扭曲或裂紋，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)崩裂。
熟料的游離氧化鈣過多，水泥的安全性就不好，并且抗拉強(qiáng)度低。在水泥中加入地活性混合材料，在水化
時(shí)與氧化鈣作用，生成有用的水化物，因而改善了水泥安全性，提高了抗拉性。
石膏、礦渣、爐渣等混合材料均與熟料一起，經(jīng)電子稱計(jì)量后送到水泥磨磨制成最終的水泥產(chǎn)品。
（
10
）水泥儲(chǔ)存、散裝與包裝
水泥儲(chǔ)存庫(kù)是
6
座
φ
15
×
36m
圓庫(kù)，總儲(chǔ)量為
42000
噸，
可滿足
16.8
天的生產(chǎn)需要。庫(kù)側(cè)設(shè)
6
套
SZ92A-2
（
F
）水泥散裝機(jī)，能力為
6
×
100t/h
。
包裝機(jī)擬增設(shè)
BHYW-8
八嘴回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)一臺(tái)，
包括包裝機(jī)、
振動(dòng)篩、
清包機(jī)、
破包處理機(jī)以及校正秤等，
包裝能力為
120t/h
。
由水泥庫(kù)底卸出的水泥經(jīng)拉鏈輸送機(jī)、
斗式提升機(jī)，通過振動(dòng)篩清除雜物后進(jìn)入包裝
機(jī)包裝。包裝好的水泥經(jīng)清包、校正重量后由皮帶輸送機(jī)送至原有成品庫(kù)或裝車，成品庫(kù)面積為
4000m2,
可存裝水泥
5600
噸，儲(chǔ)存期
2.2
天。
包裝系統(tǒng)設(shè)置一臺(tái)袋式收塵器負(fù)責(zé)系統(tǒng)排放點(diǎn)的除塵，排放濃度低于
50mg/Nm3
