中小水泥企業(yè)粉磨系統(tǒng)“節(jié)能減排”途徑

1、中小水泥企業(yè)粉磨系統(tǒng)“節(jié)能減排”途徑摘要：水泥生產(chǎn)粉磨系統(tǒng)電耗占水泥生產(chǎn)總電耗的70%以上，而粉磨過程中的能量大部分轉(zhuǎn)化為熱耗而浪費(fèi)掉。因此，粉磨系統(tǒng)的節(jié)能增效十分重要。尤其是在目前水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的過程中，作為中小水泥企業(yè)節(jié)能環(huán)保技術(shù)改造的重點(diǎn)，一定要轉(zhuǎn)移到粉磨系統(tǒng)的節(jié)能減排工作上來。關(guān)鍵詞：中小水泥企業(yè)；粉磨系統(tǒng)；途徑怎樣做好粉磨系統(tǒng)的“節(jié)能減排”工作呢？從工藝技術(shù)角度講，除常規(guī)提高磨機(jī)產(chǎn)、質(zhì)量的辦法之外，還應(yīng)該把注意力集中到以

2、下三個(gè)方面：一是粉磨設(shè)備節(jié)能；二是粉磨系統(tǒng)節(jié)能；三是多利用廢棄物。1粉磨設(shè)備節(jié)能粉磨設(shè)備節(jié)能目前，我國(guó)中小水泥企業(yè)使用的粉磨設(shè)備仍舊是以球磨機(jī)為主，球磨機(jī)的粉碎機(jī)理屬于單顆粒粉碎，物料之間的有效相互作用很少。受本身工作原理的限制，球磨機(jī)能量利用率很低，大部分能量沒有用在物料的粉碎上，而是變成無用的熱量散發(fā)和噪音危害被損失掉。在粉磨過程中，除粉碎做功之外，還要在物料壓縮、流動(dòng)等方面消耗一些能量。因此，低強(qiáng)度的粗顆粒粉碎后，磨內(nèi)物料床層中細(xì)

3、顆粒的數(shù)量增加，比表面積增大、受力面增加、應(yīng)力變小、粉碎困難；而且，大顆粒周圍被越來越多的細(xì)顆粒包圍，起到緩沖墊層的作用，粉磨效率降低；這是球磨機(jī)工作時(shí)必須加強(qiáng)通風(fēng)、及時(shí)排除細(xì)粉、減少過粉磨現(xiàn)象，或改開路流程為閉路粉磨等措施、能提高粉磨效率的道理所在。1.1新型節(jié)能磨機(jī)取代傳統(tǒng)球磨機(jī)在物料的粉磨中，物料床層的穩(wěn)定非常重要。因此，近年來以料床粉碎理論而研制的立式磨、輥壓機(jī)、筒輥磨等新型節(jié)能粉磨設(shè)備，在逐步或部分取代球磨機(jī)。（1）在球磨機(jī)中

4、，物料的流動(dòng)性好，難以形成穩(wěn)定的料床.2）在立式磨中，物料上下受限、側(cè)面自由，料床比較穩(wěn)定，物料被壓輥反復(fù)碾壓。（3）在輥壓機(jī)中，物料處在全部受限的狀態(tài)，料床穩(wěn)定，擠壓力很大，但擠壓機(jī)會(huì)僅有一次。（4）現(xiàn)代筒輥磨將物料集中在環(huán)形料槽之中，物料也處在幾乎全部受限的狀態(tài)，料床穩(wěn)定，雖擠壓力不如輥壓機(jī)大，但對(duì)物料床層可以進(jìn)行多次輥壓，并實(shí)施料床粉碎。因此，這三種粉磨設(shè)備的能量利用率都比球磨機(jī)高，無論是水泥粉磨系統(tǒng)，還是礦渣微粉生產(chǎn)線，單產(chǎn)電耗

5、低，節(jié)能效果十分明顯。（詳見表1—1）表1—1不同粉磨設(shè)備能耗比較項(xiàng)目名稱粉磨原理粉磨物料產(chǎn)品的比表面積M2Kg粉磨系統(tǒng)電耗Kwht球磨機(jī)閉路單顆粒粉磨及研磨P.O42.5Mpa水泥35034～36輥壓機(jī)球磨機(jī)料層粉碎，一次擠壓P.O42.5Mpa水泥35028～30立式磨合成水泥部分料層粉碎及研磨P.O42.5Mpa水泥35026～28筒輥磨閉路料層粉碎，多次擠壓P.O42.5Mpa水泥35024～26綜上所述，有條件的水泥企業(yè)可以優(yōu)

6、先選用新型節(jié)能磨機(jī)取代傳統(tǒng)球磨機(jī)，組成新型節(jié)能粉磨系統(tǒng)。1.2節(jié)能改造措施左右減少到12個(gè)左右等等。萬(wàn)噸水泥裝機(jī)容量降低到90～100kw范圍，即：一條年產(chǎn)30萬(wàn)噸的水泥生產(chǎn)線，裝機(jī)容量減少到2700～3000kw范圍。由于生產(chǎn)線上電機(jī)少了、裝機(jī)容量降低了，因此，水泥綜合電耗隨之下降。在LEE設(shè)計(jì)理念中，粉磨系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是，通風(fēng)與除塵系統(tǒng)一體化，又被稱為：集中收塵技術(shù)。該技術(shù)的要點(diǎn)是將庫(kù)底輸送設(shè)備改為箱式外殼的輸送機(jī)，如：FU拉鏈機(jī)等

7、；機(jī)殼下部輸送物料，上部作為通風(fēng)管道。庫(kù)底通風(fēng)系統(tǒng)與磨機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)連為一體，當(dāng)球磨機(jī)工作時(shí)，庫(kù)底輸送系統(tǒng)形成負(fù)壓運(yùn)行，揚(yáng)塵點(diǎn)自然消失。與此同時(shí)，在水泥粉磨系統(tǒng)采用“三高一優(yōu)化”工藝技術(shù)，即：主機(jī)高效粉磨、輔機(jī)高利用率、分級(jí)設(shè)備高效選粉和優(yōu)化粉磨工藝流程；再配合以“預(yù)粉碎技術(shù)”、“變頻調(diào)速技術(shù)”及節(jié)能輔助設(shè)備等，使系統(tǒng)各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到最佳。以球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)為例，生料制備系統(tǒng)電耗可達(dá)到12～16kwht；水泥粉磨系統(tǒng)運(yùn)行電耗可達(dá)到24～2

8、8kwht。（2）應(yīng)用助磨劑技術(shù)水泥物料在粉磨過程中，加入少量的外加物質(zhì)（氣體、液體或固體），能夠顯著提高粉磨效率或降低能耗，這種外加劑通稱為水泥助磨劑。自從1930年Goddard以樹脂作為助磨劑在英國(guó)首先取得專利以來，先后被用作助磨劑的物質(zhì)已有幾十種。日本、美國(guó)、歐盟、東南亞和原蘇聯(lián)各國(guó)已經(jīng)在水泥磨上幾乎普遍采用了助磨劑。目前，國(guó)外水泥外加劑的使用比較普及，北美地區(qū)水泥助磨劑的使用比例高達(dá)85%，全球平均比例約為60%，而我國(guó)僅為2

9、0%左右。2007年我國(guó)水泥總產(chǎn)量將超過13億噸，如果設(shè)想：有50％的水泥生產(chǎn)過程應(yīng)用水泥助磨劑技術(shù)，則可以實(shí)現(xiàn)：節(jié)電65億kwh；節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤855萬(wàn)噸；減少石灰石消耗8028萬(wàn)噸；減少粘土消耗1112萬(wàn)噸；多消耗工業(yè)廢渣6175萬(wàn)噸；減排CO2氣體6175萬(wàn)噸，減排SO2氣體8.03萬(wàn)噸；節(jié)約耕地33330畝；節(jié)省廢棄物占地30860畝；這將是一項(xiàng)驚人的節(jié)能減排成果。物料在磨機(jī)襯板和研磨表面上的吸附與物料本身之間的積聚存在著很大的區(qū)別

10、。粉磨過程中，物料聚集的形成和發(fā)展有兩個(gè)階段，開始是小顆粒由于表面張力而具有較強(qiáng)的積聚力，粘附在大顆粒上或相互間粘附，形成的松散的積聚體，即“結(jié)團(tuán)”。在這種松散集聚體的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步受機(jī)械應(yīng)力作用，可發(fā)生類似于金屬焊接那樣的過程，使結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，晶格歪扭和變形。物料粉磨進(jìn)入到這一階段后，機(jī)械能將使物料發(fā)生積聚與粉碎，它本身交替地轉(zhuǎn)換成表面能與結(jié)合能，出現(xiàn)“粉磨平衡”現(xiàn)象，物料的磨細(xì)過程將十分艱難，而粉磨電耗急劇增加。如果粉磨過程摻入助磨

11、劑，在第一階段就會(huì)發(fā)生作用，使結(jié)團(tuán)解開，而第二階段現(xiàn)象就不會(huì)出現(xiàn)或少出現(xiàn)。應(yīng)用助磨劑技術(shù)，是以化學(xué)作用作為切入點(diǎn)，改善磨內(nèi)物料的表面性能，獲得分散度高、易磨性好的物料，從而，強(qiáng)化粉磨速度、提高粉磨效率。在常規(guī)試驗(yàn)條件下，保持相同粉磨物料、粉體助磨劑摻加量0.4%，改變水泥助磨劑不同助磨組分，對(duì)出磨水泥產(chǎn)品顆粒組成影響的試驗(yàn)結(jié)果見表2—1。表2—1摻加不同助磨劑對(duì)水泥產(chǎn)品顆粒組成影響的試驗(yàn)結(jié)果粒徑范圍um＞8050～8030～5020～3