| 目前，我國水泥年生產(chǎn)總產(chǎn)量已經(jīng)突破16億t，約占世界水泥總產(chǎn)量的50，水泥工業(yè)是我國工業(yè)領域中的能耗大戶。在水泥生產(chǎn)過程中，粉磨電耗約占水泥生產(chǎn)總電耗的65%-75%，粉磨成本占生產(chǎn)總成本的35%左右，粉磨系統(tǒng)維修量占全廠設備維修量的60%，因此，粉磨對水泥生產(chǎn)企業(yè)的效益影響極大。因此大力降低水泥粉磨過程中的過高能耗，對我國節(jié)能減排具有重要意義。該文從3個方面介紹水泥粉磨中節(jié)能降耗的重要的技術措施。 1 粉磨工藝技術及選擇 1.1不同粉磨技術及設備能耗比較 1)球磨機系統(tǒng)：影響球磨機粉磨效率的因素較多，包括研磨體級配、磨機通風、熟料溫度和粉磨工藝等。應優(yōu)先采用配高效選粉機的圈流球磨工藝，圈流磨利于產(chǎn)品細度和溫度的調(diào)節(jié)和控制，粉磨效率比開流磨高10%-20%，成品越細優(yōu)勢越明顯[2] 。 2)輥壓機預粉磨系統(tǒng)：輥壓機與球磨機組成的各種預粉磨系統(tǒng)(包括循環(huán)預粉磨、聯(lián)合粉磨、半終粉磨等)已經(jīng)成為水泥粉磨的主要方案，這是由于輥壓機的粉磨效率約為球磨機的2倍左右，可以大幅度節(jié)電。輥壓機系統(tǒng)節(jié)電水平取決于輥壓機消耗功率的大小，輥壓機每消耗1 kWh/t，主機電耗(輥壓機球磨機)可降低0.8一1.0kWh/t。 1.2粉磨系統(tǒng)的選擇 從以上粉磨系統(tǒng)的不同特點可以看出，各系統(tǒng)均有不同程度的優(yōu)勢和不足，企業(yè)選擇粉磨系統(tǒng)時，特別是對現(xiàn)有磨機進行改造時，應根據(jù)自身的設備、原料、管理水平、資金狀況等條件，按可選擇方案的性價比選擇適合自己企業(yè)的方案。 2 水泥粉磨技術的改造措施 2.1開流磨的技術改造 2.1.1襯板 國外公司推出的襯板有逐漸統(tǒng)一的趨勢。一倉一般采用提升襯板即所謂的階梯襯板，二倉則采用分級襯板。但這種分級襯板不是國內(nèi)常見的錐形分級襯板或平襯板加錐形分級襯板，而是2種甚至3種襯板的組合或復合體。經(jīng)過優(yōu)化組合或復合，一種襯板可發(fā)揮不同形式襯板的優(yōu)勢，從而保證了最大限度地將能量輸人裝球區(qū)，并盡量消除磨內(nèi)死區(qū)。 2.1.2隔倉板 對于隔倉裝置的改進，除了要關注于蓖板的耐磨、耐沖擊及防堵等方面外，加大中心件通風面積對于加大整個隔倉裝置通風面積的影響最大，也是最可行的方案。因為無論加大蓖板孔尺寸或增加開孔數(shù)量，都將對蓖板強度及其對料球的控制作用產(chǎn)生較大影響。此外，改造老式中心件的另一個目的在于通過它來實現(xiàn)對物料流速的控制，從而方便靈活地調(diào)節(jié)磨內(nèi)各倉中的料球比，控制物料磨內(nèi)停留時間。開流磨進行技術改造時，尾倉更換帶內(nèi)篩分裝置的隔倉板，嚴格控制進人尾倉的小顆粒，使前倉的鋼球和尾倉的小段各自最大限度地發(fā)揮破碎和研磨作用。 2.1.3研磨體 研磨體尺寸基于粉磨能力和喂料粒度，比較通用的是“兩頭小，中間大”的級配方案。在目前開流磨進行技術改造時，采用微型研磨體以強化尾倉的研磨能力。直徑8一IZ mm的小段，單位質(zhì)量的個數(shù)是普通鋼段的20倍，總表面積是普通鋼段的2.5倍。研磨效率與研磨體的表面積的0.5一0.7次方成正比。小段的應用起到了提高產(chǎn)量、增加產(chǎn)品比表面積、適當改善微粉顆粒組成的至關重要的作用。 2.1.4料段分離裝置 對于微型研磨體，有必要設計一個讓細粉順利出磨，但微型研磨體不致跑出磨外的出料蓖板裝置。 2.1.5合理的工藝參數(shù)設置 改造后的高細高產(chǎn)磨，其工藝參數(shù)應根據(jù)生產(chǎn)的水泥品種、熟料的易磨性、混合材的品種和摻加比例、磨機規(guī)格等來設計磨機的倉位、研磨體的級配和確定細度的控制。 2.2圈流磨的技術改造 隨著磨機規(guī)格的增大和現(xiàn)有磨機對節(jié)能、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的迫切要求，采用圈流粉磨是水泥粉磨工藝的必然趨勢[3] 。 2.2.1選粉機 圈流粉磨的必要設備是選粉機。選粉機的功能是通過將出磨料中達到一定粒徑的顆粒及時選出，減少磨內(nèi)過粉磨量，從而提高磨機粉磨系統(tǒng)效率。但選粉機本身并不產(chǎn)生細粉，選粉機的選用和改造應與磨機的改造結合起來進行。當然，一般說來，選粉機的效率高，系統(tǒng)產(chǎn)量也高。 選粉機的關鍵技術是“分散”、“分級”和“收集”�！胺稚ⅰ笔侵高M人選粉機的物料要盡可能地拋撒開來，物料顆粒之間要形成一定的空間距離。因此，撒料盤的結構、轉速、撒料空間大小、物料水分及物料流量都直接影響著布料的分散率；“分級”是指物料分散后，在選粉室停留的有限時間內(nèi)，要充分利用氣流各種形式的分選功能，把物料的粗、細顆粒盡可能地分開，并送至各自的出口。因此，氣體流量、氣流速度、氣流方式、氣固交匯點和流場分布以及選粉室數(shù)量、結構等對分級效率影響很大；“收集”是捕捉粗粉和細粉的能力，這與收集方式和收集部件的結構形式有關。 1979年日本小野田公司開發(fā)了O-Sepa選粉機，它不僅保留了旋風選粉機外循環(huán)的優(yōu)點，而且采用籠型轉子平面螺旋氣流選粉原理，從而大幅度提高了選粉效率。以它為代表的籠式選粉機稱之為高 效渦流選粉機，也被稱為繼離心式選粉機、旋風式選粉機之后的第三代選粉機。它的選粉效率一般在80%以上，與離心式或旋風式的選粉機相比，渦流式高效選粉機可提高磨機產(chǎn)量15%-40%，節(jié)電10%-20%，體積小、重量輕、布置靈活，產(chǎn)品可在300600澎/kg的比表面積內(nèi)任意調(diào)節(jié)，系統(tǒng)負壓操作，無粉塵污染。 由于O-Sepa選粉機不帶細粉收集裝置，需要配備與其處理風量相匹配的大規(guī)格的袋收塵器或電除塵器用于收集成品，這無疑較大幅度地增加了系統(tǒng)投資，也使工藝布置復雜，操作控制困難，在一定程度上限制了它的推廣和應用。上世紀90年代南京化工學院張少明教授等研究、開發(fā)的轉子式旋風選粉機，簡稱為轉子式選粉機。將籠型轉子選粉原理嫁接于旋風選粉機而形成的一種實用于立窯水泥廠的中、小型高效選粉機。針對“分散”、“分級”和“收集”3個關鍵技術，它在結構上比旋風式選粉機有了突破性的改進。在相同產(chǎn)量的情況下，與高效渦流選粉機相比效率相當，但可降低系統(tǒng)投資20%一30%；與旋風式及高效離心式選粉機相比，不但可減少設備規(guī)格，而且可提高效率20%一40%。 2.2.2開流改圈流粉磨后的工藝調(diào)整 開流改為圈流粉磨后應作必要的工藝調(diào)整，主要有： 1)鋼球級配。一倉鋼球平均球徑要適當增大。 2)隔倉板的蓖孔孔隙尺寸應適當?shù)胤糯�，以增加物料在磨�?nèi)的流動速度。 3)加大磨頭中空軸的喂料絞刀，以增加喂料量。 4)細度控制，生料磨可適當放寬，80 um孔篩余可控制在10%以下。水泥磨細度要提高，比原開流粉磨時要細296--3%左右，以確保水泥的強度。 3 科學應用水泥助磨劑 水泥助磨劑是一種添加劑，適量地加人到被粉磨的物料中，能通過它對顆粒表面的物理化學作用，發(fā)揮力學效能，得以提高物料的易碎性和分散性，從而提高粉磨細度和降低粉磨電耗[4] 。 3.1作用機理 助磨劑主要是降低粉磨阻力和阻止微粒聚集。助磨劑通過物理化學吸附于物料表面，顆粒間的摩擦力和粘附力減少，顆粒表面的電負荷得到中和，使其在磨內(nèi)的流動性趨好，從而改善磨內(nèi)工作環(huán)境，這就是通常所說的“粉體流變”。粉磨過程是機械應力間斷地作用于物料的過程，作用期間，被磨物料原有的裂縫被擴展和延伸，并生成新的裂縫；間斷期間，不飽合鍵的吸引力則使裂縫重新愈合，當2種作用力趨于平衡，粉磨細度的增進速率變小甚至下降。按照這種“吸附降低硬度”理論，助磨劑又具有阻止聚合的分散解聚作用。 3.2使用效果 合理科學地使用水泥助磨劑提高臺時產(chǎn)量10%-20%；普通水泥加助磨劑，提高臺時產(chǎn)量15%左右；礦渣水泥加助磨劑，提高臺時產(chǎn)量10%以上。同時助磨劑能提高水泥3d和28d抗壓強度3-5MPa，可多摻混合材6%-10%。 水泥助磨劑的節(jié)能作用很容易理解。一方面，水泥助磨劑的使用能提高水泥磨的臺時產(chǎn)量，從而直接降低了粉磨電耗；另一方面，因水泥助磨劑的增強作用，導致噸水泥熟料的使用量減少，從而減少了因生產(chǎn)熟料而造成的煤電消耗。兩者相加，即是使用助磨劑對水泥工業(yè)節(jié)能減排的貢獻。大家知道，助磨劑對節(jié)能和減排的功效是相輔相成的，在實現(xiàn)上述節(jié)能功效的同時也實現(xiàn)了、減排的目的。 4 結語 水泥粉磨電耗占水泥生產(chǎn)過程總電耗相當大的比重，是水泥生產(chǎn)節(jié)能減排中的一個重要環(huán)節(jié)。要求企業(yè)和科研人員重點研究開發(fā)和推廣新的粉磨系統(tǒng)及技術，通過提高粉磨效率和合理使用助磨劑是水泥粉磨過程實現(xiàn)能耗降低的有效途徑。 |
