使用100%电石渣的水泥生产线

admin

1项目概况和工艺流程

青松天业股份有限公司利用工

业废渣建设年产30万吨的水泥项目 位于新疆石河子市天业化工园区，是 天业化工年产20万吨PVC的配套 工程， 要求100%电石渣替代石灰质 原料生产水泥，按1000t熟料规模建 设，由新疆建材设计研究院设计总包，并负责调试达标达产。项目从 2005年6月开始动工，12月15日点 火投产，建设期约6个月，总体投资

1.      4亿。2006年3月完成达标达产过程，熟料稳定在1100t / d，窑系统运转 率大于85%，各品种产品水泥符合国家标准。该生产线熟料段的工艺流程

框图见图1。

其中，区别与传统水泥生产工艺

的关键工序环节是，  湿法生料磨，料

浆搅拌池及搅拌机，  箱式压滤机，烘

干锤式破碎机系统。与传统水泥生产 方法相同的有煤粉制备喷煤燃烧系 统， 4.3mx 96m中空回转窑及水平推 动篦式冷却机系统。下面介绍重点环 节、关键过程的调试概况。

2关键工艺的调试过程

2.      1原料选择及配料

电石渣是化工石灰石电石法制 乙炔过程中的付产物，主要成分是碱 性Ca (OH)2 •2H2O 及部分 Ca(HCO3)2= 其完全脱水反应大约在 580C进行， 且每温度段副反应较多，而 CaCO3 分

解温度在850 C左右， 这种差别造成 电石渣较石灰石反应活性好，形成共熔温度低，要求烧成温度低，热耗也 偏低， 但容易出现煅烧不正常窑况， 影响窑的长期安全运行。在生产阶 段，首要解决的是原料及配料，摸索 其配合运行规律。事实证明，电石渣水泥虽然采用中空回转窑工艺，但其 配料则呈现预分解窑配料部分特点， 即需要较高的SM由于点火初期，原 原料与品种

2009 ／ 3 水泥技术 47

表1 生产线原料、生料浆、入窑生料粉化学成分，％原料名称水分烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 合计 电石渣浆 70 23．5 3．66 1．68 0 ．24 69．68 0．36 0．07 99．2 砂岩5．0 3．11 71．37 11．84 3 ．69 2．51 1．87 0．17 94．6 页岩4．0 8．62 59．02 12．69 4 ．92 6．91 2．11 0．42 94．7 硫酸渣 3．5 3．03 12．54 2．1 74．43 3 ．61 3．21 98．9 煤灰57．68 20．22 7．43 7．13 2．5 95 ．0 黑料浆 62 5．18 55．99 11．11 14．63 5 ．09 2．05 94．1 生料浆 65 19．3 16．14 3 ．97 3．34 55．19 0．71 98．7 熟料0．21 21．68 5．26 4．95 65．56 1 ．14 98．8 表2 熟料化学全分析及熟料物理检验指标数据 生料／熟料 C3S

％ C2S ％ C3A ％ C4AF ％ fCaO ％ 凝结时间， h： min 安定性 抗压强度， MPa

KH SM AM初凝终凝3d 28d

1．05／ 0．92 2．21 ／ 2．12 1．2 ／ 1．1 60．14 16．9 5．54 15．05 0．98 1：15 1：55 合格28．6 56 ．8

料中未参加砂岩， 采用三组分电石 渣、页岩、铁粉配料，窑内反应料非常易烧，结大块，频繁推车，窑皮几乎形 不成，且熟料过烧，成分不合格， fCaO 高达 8．0％左右，安定性溃烂；运行3d 后，辅助料中加入砂岩（一种盆地风 积沙）， 窑况和产品发生根本改变， fCaO 符合指标，窑皮逐渐形成，窑内 推车现象杜绝， 熟料安定性合格，充 分表现了电石渣差异于石灰石在中 空回转窑的特点。在原料选择调整上， 设计院调试组很快找到规律，最 终确定采用电石渣、砂岩、页岩、硫酸 渣四组分配料，率值控制：  KH= 0. 92 ±

0.02; SM= 2.2± 0. 1; AM= 1. 3±0.1。

在稳定配料上，由于操作的是浆

体体积配合， 而目标是干基成分配 比，配料过程受两种浆体水分变化影 响大，而化工产物电石渣浆水分变化在50 %〜90%之间，且具有不确切性， 调试前期，只有通过辅料（黑浆）浓度 的稳定再与变化的电石渣浆（白浆） 体积配合，控制较大的搅拌池混合浆量，减少波动，后经专业论证在化工 厂园区浓缩池增建了一座 3500m3 浓 度搅拌池，即来自浓缩池的电石渣浆 先行进入搅拌池进行浓度均化后再泵送至水泥厂料浆储存库； 同时，又 增加了三台料浆体流量计，分别计量 黑浆体积、白浆体积以及配合浆总体 积（以前配库是量库高度计量体积配 合），这些设施、设备的投入，使配料问题得到根本改善，月生料入池合格 率达到 70%以上，稳定了生产的首要工序，但电石渣浆的粘附沉淀问题有 待解决。研究实验表明，电石渣浆完 全沉淀时间仅有20min，如何保证料 浆库不沉淀，保证随时放出库，目前 没有更好的办法。青松天业水泥厂主 要是增加了三台螺杆式空气压缩机， 即加大压缩空气用量，不间断吹扫库底区域，减缓沉淀，这也相应增加了 生料的电耗。表 1 为该生产线原料、生料浆、入窑生料粉化学成分，表 2 为熟料化学全分析及熟料物理检验 指标数据。

2． 2料浆压滤过程 此环节是该种工艺关键工序，因 搅拌池配合料浆是含水 60%〜 80%的 浆体，全部入窑系统热工除水，显然 不经济，设计中采用先行机械压滤除 水工艺，可以除去浆体中至少 50%以 上的附着水，成为含水 30%左右的料饼。水分及供料的连续性是本过程重 要控制指标，这两项指标直接影响着 咽喉设备烘干破碎机的产量及安全 运行。调试经历了艰难的过程。压滤 系统还兼有入窑计量功能，在此环节计量，简单易行，可靠准确。考虑到工 艺线的连续时效性，不宜计量入窑生 料粉，料饼的输送完全可以采用胶带 输送机，在北方须严密考虑压滤厂房 及输送廊道的保温，否则冬季无法运行。因电石渣中残存少量乙炔气体等 有机物，料浆储存输送及压滤环节应 该严格防火、防爆、防渗漏。在调试阶 段，出现了料浆库爆炸，车间出明火 等安全事故，应引以为戒。另压滤循环水最好考虑二级沉淀处理泵回化 工厂乙炔车间往复利用， 在化工环 节， 最好设置循环上清液除氯装置， 削弱微量元素对水泥生产过程的影 响。

2． 3 烘干锤式破碎机及分选系统该系统包括锁风下料器，烘干破 碎机、喷水降温系统、旋风收尘系统、 管道阀门以及输送设备，系统工况条 件均呈强负压工作状态，能量动力全 部来自窑尾排风机，该系统设计配置操作调节要充分考虑窑内系统与烘 干破碎能量的平衡， 在操作方面，烘 干破出口需要较大的压强，将物料抽 送到处于高位的旋风沉降系统，这样 烘干破才能发挥能力，电流负荷得到保证，锤头磨损也小，但是窑内煅烧 会产生大量热量，同时还要保证窑内 烧成带的相对稳定集中，这就呈现一 组矛盾，解决这组矛盾的最佳办法是 设置窑头至烘干破进口的三次风管，当然这个三次风管与预分解窑传统 意义上的作用有所不同，设计院在该 生产线提产技改中，已经考虑。我们 在调试过程中是通过加大尾排风机 拉风，辅之加大投料量，同时在窑尾烟室处放入冷风方法，解决弱化这组 矛盾的。事实情况是，窑内煅烧产生 大量热量， 致使烘干破温度严重超 高， 锤头及其衬板寿命大大缩短，而 喷入水量，由于雾化不好，致使破碎机频繁湿底，电流超高跳闸，最好采 用进口高温喷淋装置并辅之以冷风 降温方式，效果较好。毋庸置疑，烘干 破是该窑系统的关键，设计及操作中 处理好烘干破与窑内的几组矛盾是

窑系统安全长期高效运行的核心。

48 CEMENT TECHNOLOGY ／3 2009 原料与品种

3 窑系统的操作 设计方在主持石河子青松天业 电石渣水泥厂调试达产，以及观察了解生产运行一年来，结合该生产线特 点，提出以下技术管理、操作参数要 点(仅针对该生产线)：

3． 1调整煤管，改善火焰形状，兼顾 煅烧，火焰柔顺，形状完整。

3．1． 1 重点煤管调整，内、外及煤风稳定，综合考虑最好能保持内 5、外 8用一次风，正常煅烧煤管位置处于距 离窑口窑内 500mm 处， 煤管尽量与 窑保持平行，并处于窑断面第四象限

(X+ 150mm Y— 200 mm)处。

3．1． 2 适当减少一次风用量，一次风压控制在 28． 0kPa 以下。

3．1． 3 窑速不宜过快，保持物料窑内填充率恒定， 其正常生产控制在 0． 8r ／ min 以下。

3． 2提高窑前温度， 保持烧成高温 带相对集中，提高二次风温度。

3．2． 1 篦床推动速度不宜过快，稳定料层厚度， 1100t ／ d ，其速度控制宜在 9． 0n ／ min 以下。

3．2． 2 篦冷机各室风机，尤其二、三 室及一室平衡风机风量风门开度适 当加大，保证二次风量供应，窑前清 晰。

3．2． 3 现阶段可考虑适当减少窑头拉风，这样，可适当降低进窑头电收 尘温度及热量，对于稳定窑内温度分 布也有益。

3． 3兼顾烘干破及窑的热工平衡， 控制窑内拉风，宜采取加大尾排风机 拉风及适当在窑尾点火烟帽放入冷风方法， 这样即保持烘干破电流，又 可稳定入烘干破温度，从而使窑内烧 成带分布集中，提高煅烧效率。此观 点，是鉴于窑内煅烧与烘干破热工系 统配置不平衡所致， 建议该窑尾密封，现阶段可暂不处理。另针对本系 统特点， 不宜控制生料小仓仓位，双 管转速尽可能大，目的是使生料煅烧 受热过程连续，尽快达到系统热工平 衡，也可减少热损失。

3． 4挂好窑皮，稳定热工，保护窑皮 窑主窑皮长度 14．0m 左右，较之 石灰石预分解窑皮偏短，窑口前端约

有4. 0m冷却带，在17. 0至24m处于

窑皮活跃段，该段耐火砖应该选择热震稳定性次数多的材质砖，不宜选择 易粘挂窑皮的砖质型。毋庸质疑，窑 皮挂的好，保护好，窑砖龄就长，消 __________________ 耗

就低，尤其在窑龄期到换砖后，开窑 运行前两天，以挂窑皮为主，四班统 一操作，窑速不宜过快，但投料量也不宜过少，保证窑内填充，窑内适当 控制拉风等。挂窑皮期间，配料方面 可适当提高料的耐火度， 事实证明， 难烧料易结圈，形成窑皮厚，而要求 的窑皮料具有（相对正常工况）较高

的KH,较高的SM适当的AM以及

需要控制较高的煅烧温度，此阶段可 不以烧熟料的fCaO 为主， fCaO 指标 可适当放宽， 熟料可考虑单独堆放， 搭配使用。

4函待解决的问题

（1 ）电石渣浆库中粘附沉降及沉

淀问题。

（2）  窑内窑皮粘挂不牢，较之石灰 石分解窑，砖耗（3. 5kg／ t 熟料）偏高， 系统运转率偏低。

（3）  水泥凝结时间偏短，搅拌站用 水泥和易性略差。笪