60、現(xiàn)代水泥工業(yè)的節(jié)能措施有哪些

1、現(xiàn)代水泥工業(yè)的節(jié)能措施有哪些（1）降低熟料熱耗1）采用低阻高效的多級預(yù)熱器系統(tǒng)預(yù)分解窯隨著其預(yù)熱器級數(shù)的增加，其系統(tǒng)的熱力學(xué)效率逐步提高，熟料熱耗相應(yīng)降 低。然而，單純地增加預(yù)熱器級數(shù)是難以達(dá)到滿意效果的，必須配合進(jìn)行新型預(yù)熱器的開發(fā)應(yīng) 用。近年來,對預(yù)熱器的研究開發(fā)與應(yīng)用取得較大成效，各種新型的低阻高效預(yù)熱器已相當(dāng)成 熟可靠，各級預(yù)熱器的分離效率均可捉高到85%9596,每一級的阻力則可降到500pa以下。 例如丹麥fls公司的lp型和德國polysius公司的dopol 90型均屬這類低阻高效預(yù)熱器。如果以四級預(yù)熱器的預(yù)分解窯系統(tǒng)為基準(zhǔn)，在釆用低阻高效預(yù)熱器的條件下，一般而 言，五級的將能

2、降低其熟料熱耗126168kj/kg,六級的則能再降低4284kj/kg。預(yù)熱器系 統(tǒng)的阻力，每增加一級則增加400500pa,即四、五、六級預(yù)熱器，包括分解爐的系統(tǒng)總阻力 大致分別為4500、5000和5500pao而一些老式的四級預(yù)熱器的預(yù)分解窯系統(tǒng)，其阻力就高 達(dá)6500pao所以應(yīng)該說，首先是因?yàn)轭A(yù)熱器本身性能的顯著改進(jìn)，才使得增加其級數(shù)以求降 低熟料熱耗的措施獲得實(shí)效。但是實(shí)踐中預(yù)熱器的級數(shù)不可能也不必要增加太多,超過六級以后，英降低熟料熱耗 的作用將十分微??；相反地，系統(tǒng)阻力和預(yù)熱器塔架高度則呈正比增加。因此,在經(jīng)濟(jì)合理的 條件下，預(yù)分解窯預(yù)熱器的級數(shù)以五級或六級為宜，采用六級以上

3、得不償失。2）采用控流式篦冷機(jī)控流式新型篦冷機(jī)在節(jié)省熟料熱耗，提高窯系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率和可靠性，以及延長篦板壽命 與減少維修量等方面，已獲得顯著成效并廣泛采用。無論是新建的或是技改的控流式篦冷機(jī) 在生產(chǎn)實(shí)踐中均效益顯著，用戶頗為滿意。3）多通道噴煤管的應(yīng)用多通道噴煤管的開發(fā)、應(yīng)用與改進(jìn)，已獲得很好效果，目前普遍采用的都是三通道噴煤管，也 有四通道的，那是專為低no而設(shè)計(jì)的?，F(xiàn)今國際上知名的噴煤管主要有pi hard公司的 rotaflam型、fls公司的swirlax型與ceutrax型、khd公司的pyro-jet型等等。這類多 通道噴煤管的使用效果一般都能達(dá)到火焰穩(wěn)定可調(diào)，一次風(fēng)量僅占燃燒空氣量的

4、5%10%, 相應(yīng)地可節(jié)省熟料熱耗42126kj/kg,同時(shí)還能使no減少10%30%。4）回轉(zhuǎn)窯長徑比厶/有減小趨勢預(yù)分解窯系統(tǒng)的表面熱損失一般為209419kj/kg,而其屮冋轉(zhuǎn)窯筒體的熱損就占 一半以上。如杲單純從節(jié)省熟料熱耗來考慮，那么采用0/較小的短窯是有利的。此外，兩支 點(diǎn)的短窯因其筒體變形小、窯頭、窯尾的漏風(fēng)少，也有利于節(jié)省熟料熱耗。當(dāng)然，兩支點(diǎn)冋轉(zhuǎn) 窯的推廣應(yīng)用，與近年來在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造方面的技術(shù)進(jìn)步是分不開的。它的普遍采用可能 還有待一段時(shí)間的考驗(yàn)。不過這種趨向看來是比較明顯的。根據(jù)實(shí)踐和計(jì)算的數(shù)據(jù)表明，” 較小的短窯比l/較大的長窯，其熟料熱耗大致能節(jié)省4284kj/kgo

5、（2）降低水泥電耗目前我國新型干法廠的水泥綜合電耗，一般為120kwh/t左右，其中用于生料、煤粉 和水泥粉磨的電耗高達(dá)7580kwh/to當(dāng)今國際先進(jìn)水平的水泥綜合電耗約為90kwh/t,其用 于粉磨系統(tǒng)的電耗也近58kwh/to因此降低水泥綜合電耗的重點(diǎn)仍在于粉磨技術(shù)的革新。 與我國的情況相比，當(dāng)今國際先進(jìn)水平的水泥綜合電耗之所以能降低到90kwh/t左右，其釆 用的技術(shù)措施主要有如下五個(gè)方面。1）采用立式磨制備生料和煤粉因?yàn)榱⑹侥ゾ哂谐浞掷妙A(yù)熱器廢氣余熱同時(shí)對原料進(jìn)行烘干、粉磨、選粉、輸送 等多項(xiàng)作業(yè)的功能，加z它在粉磨選粉的工藝與機(jī)械方而成功的改進(jìn)，因而在改善其粉磨效 率的同時(shí),更提

6、高了其可靠性與耐用性，磨損件的壽命由原來的6000h延長到8000h以上。每 噸生料的系統(tǒng)電耗下降到1718kwh/t,折合成每噸水泥則為26kwh/t左右，比我國一般采用 的圈流球磨系統(tǒng)節(jié)省了 89kwh/t水泥。所以立式磨已成為現(xiàn)代水泥廠生料粉磨系統(tǒng)的首選 裝備，現(xiàn)今已經(jīng)投入正常生產(chǎn)的世界最大型的立式磨產(chǎn)量達(dá)760t/d,裝機(jī)功率5000kwo至于煤粉制備現(xiàn)在也都采用立式磨系統(tǒng)取代了風(fēng)掃式球磨，節(jié)能效果較好。國際上，當(dāng)生料的綜合水分小于3%時(shí),也有采用餛壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)制備生料的。這樣, 其生料的系統(tǒng)電耗比立式磨的稍低，約15kwh/t,折合成水泥的單位電耗則較立式磨系統(tǒng)的 省3. 5kwh

7、/to單純從電耗來看，英效益不錯(cuò)。但因轆壓機(jī)的操作維護(hù)管理較麻煩，運(yùn)轉(zhuǎn)率稍 低維修費(fèi)用稍高，部分地抵消了電耗低的收益；加z原料水分低到3%以下的情況也不多，所 以車?yán)簷C(jī)終粉磨系統(tǒng)用于生料粉磨的仍較少。這里僅此一提。2）多用機(jī)械輸送物料，盡量少用氣力輸送水泥廠中有大量的粉狀物料一一生料、煤粉和水泥須要喂料與輸送。鑒于其機(jī)械輸 送（采用皮帶機(jī)、提升機(jī)、空氣斜槽等）遠(yuǎn)比氣力輸送（采用壓縮空氣和管道）省電得多，尤其 是輸送距離較遠(yuǎn)提升高度較大時(shí)，兩者的差別更為懸殊,更何況機(jī)械輸送時(shí)也可以采用懸掛 式管形皮帶機(jī)、氣墊式皮帶機(jī)、高速帶式提升機(jī)等新型節(jié)能設(shè)備。冃前國際先進(jìn)的水泥廠， 除煤粉的喂料采用轉(zhuǎn)子秤

8、需用少量的低壓空氣輸送以外，對于生料和水泥己基本上都用機(jī)械 輸送替代了氣力輸送，可以節(jié)省水泥綜合電耗22. 5kwh/t,而且還有進(jìn)一步節(jié)能的潛力。當(dāng)然，氣力輸送有其特殊的適當(dāng)場合和優(yōu)點(diǎn)，例如管道布置方便靈活，密封良好等等； 不必要也不可能將其完全廢除，只是在水泥廠區(qū)的范圍內(nèi)盡量少用或不用高壓稀相的氣力輸 送方式。3）變頻調(diào)速技術(shù)的普遍采用現(xiàn)代化水泥廠有諸多需要調(diào)節(jié)設(shè)備轉(zhuǎn)速的生產(chǎn)操作過程，例如各種大小型風(fēng)機(jī)的葉 輪和選粉機(jī)的轉(zhuǎn)子等。這些調(diào)速設(shè)備的功率都不小，其總和大致為全廠裝機(jī)容量的15% 25%。實(shí)踐表明，對這些設(shè)備采用變頻調(diào)速，就能及時(shí)準(zhǔn)確地根據(jù)生產(chǎn)操作情況調(diào)節(jié)其所需的 風(fēng)量，減少浪費(fèi)，從

9、而可以有效地節(jié)省水泥綜合電耗近2kwh/to4）降低熟料燒成系統(tǒng)的電耗如前所述，釆用低阻高效的多級預(yù)熱器系統(tǒng)、控流式篦冷機(jī)、多通道噴煤管、減小冋 轉(zhuǎn)窯長徑比厶/q等措施，除了降低熟料熱耗以外，同吋也具有降低燒成系統(tǒng)單位電耗的作用。 根據(jù)國外的統(tǒng)計(jì)資料，這些措施一般都可以節(jié)省熟料單位電耗20%30%,效果顯著。5）水泥粉磨裝備及其系統(tǒng)的革新水泥粉磨消耗了全部水泥綜合電耗的30%以上，尋求提高水泥粉磨效率，降低電耗的 措施，研制開發(fā)各種新型水泥粉磨裝備與系統(tǒng)，始終是水泥工作者孜孜以求的目標(biāo)。近十余年 來，陸續(xù)開發(fā)應(yīng)用了轆壓機(jī)、立式磨、筒轆磨等新裝備及其粉磨系統(tǒng)，取得了一定成效?，F(xiàn)今國際先進(jìn)水平的水

10、泥綜合電耗為90kwh/t左右。實(shí)際上有些管理一流的水泥廠 己達(dá)到8085kwh/to這些工廠分布在德國、瑞士、日本、韓國、法國等有近20家。還有 一些正在進(jìn)行中間試驗(yàn)階段的部分改進(jìn)的粉磨系統(tǒng),其單位電耗甚至低得更多。基于這種情 況，再考慮到今后的技術(shù)進(jìn)步以及水泥廠全方位的綜合節(jié)能措施的實(shí)現(xiàn)，預(yù)測在2020年以前, 國際先進(jìn)水平的水泥綜合電耗可望降到60kwh/t或更少。（3）二次能源回收在傳統(tǒng)的重工業(yè)范疇內(nèi)，現(xiàn)代水泥工業(yè)的能耗大致列于中等偏高的位置，但是其二次 能源的回收技術(shù)與應(yīng)用卻處于領(lǐng)先地位,而且賦有良好的前景與發(fā)展?jié)摿?。這主要體現(xiàn)于兩 個(gè)方而，即：利用窯系統(tǒng)的屮低溫廢氣余熱來發(fā)電；利用

11、可燃廢料替代煤來鍛燒熟料，同時(shí)又 治理了廢料，防除污染，保護(hù)環(huán)境。1）廢氣余熱發(fā)電水泥預(yù)分解窯的廢氣分別來自預(yù)熱器和篦冷機(jī)的排風(fēng)，屬中低溫余熱，溫度介于 200400°cz間，因預(yù)熱器級數(shù)的不同，這兩項(xiàng)廢氣的余熱量變化于10051340kj/kg熟料, 即6級預(yù)熱器廢氣余熱為1005kj/kg熟料,4級的為1340kj/kg熟料,5級的則居中。扣去烘 干原料所利用的熱量，可以用于發(fā)電的廢氣余熱約為6701005kj/kg熟料。綜合考慮到發(fā)電 效率不致太低，該項(xiàng)二次能量的回收技術(shù)大多數(shù)均應(yīng)用于四級預(yù)熱器的水泥窯上，至今還沒 有用于6級預(yù)熱器窯的?，F(xiàn)代水泥工業(yè)的中低溫余熱發(fā)電技術(shù)起始于7

12、0年代末期的瑞士、美國和tl本，經(jīng)過 近20年的發(fā)展，日本現(xiàn)在已經(jīng)有半數(shù)以上的水泥廠采用了多種型式的余熱發(fā)電技術(shù),全國水 泥工業(yè)自發(fā)電量占其總耗電量的比例，由1980年的26%上升到1995年的43%,而且仍在繼續(xù) 增長之中。現(xiàn)今，日本和美國在這項(xiàng)技術(shù)上占有世界領(lǐng)先地位。我國臺灣省的行政當(dāng)局于 1995年通過立法，規(guī)定新建水泥生產(chǎn)線都必須采用屮低溫余熱發(fā)電。因而該項(xiàng)技術(shù)近年在我 國臺灣應(yīng)用較多,其技術(shù)指標(biāo)也較先進(jìn)。此外，韓國、泰國等新興的水泥工業(yè)對此也頗感興趣, 采用者日廣。2）可燃廢料及含可燃質(zhì)原料的回收利用 含可燃質(zhì)原料的綜合利用所謂含可燃質(zhì)原料是指油頁巖、炭質(zhì)頁巖和各種含炭的爐渣爐灰等。

13、它們主耍是用 作水泥的粘土質(zhì)原料或校正原料，其屮的可燃質(zhì)不會太多，熱值較低，大都小于6280kj/kg, 爐渣、爐灰中的含炭量則更低，熱值多小于1675kj/kg0對于這類原料的利用，如果按通常的 主料制備方法，因其中的可燃質(zhì)往往會引起預(yù)熱器的結(jié)皮和堵塞，影響窯系統(tǒng)的正常牛產(chǎn)?，F(xiàn) 在采用的成熟可靠的方法，就是首先在循壞流化床（cfb）中將其中的對燃質(zhì)從原料中分離出 來，制成氣體燃料送到分解爐內(nèi)燃燒，粘土質(zhì)原料則喂入預(yù)熱器或分解爐屮，與其他原料粉一 起在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒成熟料。在循環(huán)流化床中有時(shí)還可以喂入其他的二次燃料或煤粉，生成更多 的氣體燃料供分解爐用。例如1996年初在徳國readymix水泥公

14、司rudersdorf廠投產(chǎn)的 5000t/d新生產(chǎn)線的cfb既回收利用了爐灰中的炭，還燒木屑和煤粉，從而為全窯系統(tǒng)供給了 35%45%的燃燒熱量。同時(shí)還提供了占生料5%的脫炭的爐灰用作水泥原料。 可燃廢料二次能源的回收可燃廢料二次能源的冋收，水泥工業(yè)中主要有三種利用方式:其一是在分解爐內(nèi)燃 燒；其二是在循環(huán)流化床中制成氣體燃料送到分解爐去；其三是在窯頭燃燒。對于一些塊狀 或很大塊的低熱值廢料往往只能采用一、二兩種方式。如果其屮含有某些毒性物質(zhì)，要求較 高分解溫度時(shí)，這兩種方式就難以適應(yīng)了。在窯頭燃燒的固體二次燃料通常需要粉碎到一定 細(xì)度，其熱值不能太低，否則窯內(nèi)火焰溫度太低,影響熟料燒成。實(shí)

15、踐經(jīng)驗(yàn)表明，窯頭混合燃料 （可燃廢料+煤粉）的熱值不得小于16747kj/kg,而且二次燃料和煤粉z間的燃燒性能不能相 差太大，否則窯內(nèi)火焰不易集中有力，甚至形成兩個(gè)燃燒區(qū)。目前，歐美水泥工業(yè)對二次燃料的回收利用正日益受到各界的重視并在繼續(xù)推廣之 中，其中美國、加拿大對二次燃料的利用，約占各自水泥生產(chǎn)總熱耗的5%,英、德、法諸國約 為6%8%,瑞典、挪威約12%,最高的是瑞士達(dá)20%。瑞典nordic水泥公司所屬的euroc廢 料回收治理（暨水泥）公司就有一條大型生產(chǎn)線，回收加工各種廢油和化學(xué)溶劑用作水泥窯二 次燃料。nordic公司已經(jīng)在它的slite水泥廠采用了廢橡膠、廢塑料為二次燃料，替代部分 煤粉。1997年初還制定了 10年內(nèi)將該廠改造成100%燒二次燃料的水泥廠的計(jì)劃。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1994年瑞士的11家水泥廠年產(chǎn)水泥近500萬t,共回收利用二次燃料10萬 t,相當(dāng)于全國水泥生產(chǎn)總熱耗的20%o該國今后的計(jì)劃是,2010年將水泥工業(yè)回收利用二次 燃料的比例提髙到60%,屆時(shí)要有23家水泥廠實(shí)現(xiàn)100%采用二次燃料，完全不用煤來燒熟 料。瑞士 ho ider bank水泥公司的rekingon廠也是一家利用二次燃料替代部分煤的水泥廠。 該廠于1996年4月就獲得了 is014001認(rèn)證，是世界上第一家獲此認(rèn)證的水泥廠。二次燃料在水泥工業(yè)的推廣使用，當(dāng)前所面臨的問題