一種無限制兼容電石渣和石灰石作原料生產水泥熟料方法
2023-05-02 03:53:16
專利名稱：一種無限制兼容電石渣和石灰石作原料生產水泥熟料方法
技術領域：
本發明涉及一種無限制兼容電石渣和石灰石作原料生產水泥熟料方法，屬於資源與環境技術領域，具體是一種無限制兼容電石渣和石灰石作鈣質原料，採用新型幹法技術生產水泥熟料的方法。
背景技術：
電石法乙炔裝置在我國大量應用，在此過程中產生了大量的廢渣(電石渣)，電石渣中的主要成分是Ca(OH)2，其對環境會產生嚴重汙染，而且難以處理。但利用電石渣作為鈣質原料替代石灰質礦物生產水泥熟料則是一個良好的途徑，不但可以消除汙染，還可以節約石灰石礦物，降低水泥生產成本，達到廢棄物資源化利用、實踐循環經濟的目標。目前新型幹法生產技術已成為電石渣制水泥的技術選擇，但是在具體的實踐中出現了一些問題，主要表現在三個方面其一，電石渣和石灰石的分解溫度差異很人，造成分解爐出口的煙氣溫度控制不一樣；其二，電石渣和石灰石的熱容差別較大，造成在生料的預熱過程中，所需要的梯級換熱次數不一樣，即利用電石渣與利用石灰石生產時的預熱器配置不一樣；其三，由於化工生產企業與水泥生產企業的規模配套與不同步因素存在，電石渣的來源存在不穩定性，所以要使水泥生產系統保持穩定就要求水泥生產裝置能兼容電石渣和石灰石作為鈣質原料。而目前的水泥生產裝置兼容性較差，且技術經濟指標不先進，技術方案還存在缺陷，需要進一步的深入改進。
發明內容
本發明解決了新型幹法電石渣制水泥技術及目前的新型幹法工藝無法兼容鈣質原料使用電石渣和石灰石的難題，提供了一種新的電石渣制水泥生產方法，鈣質原料可以兼容100%使用電石渣和100%使用石灰石以及兩者以任意比例搭配使用。本發明提供了一種採用五級旋風預熱器配強化懸浮噴騰式分解爐的預熱預分解系統，同時設置了多點餵料裝置，使預熱器系統可以在五級和三級之間切換。這種方法充分考慮了電石渣和石灰石的物理和化學性質的差別，並結合了目前先進的預熱預分解技術。實現了新型幹法電石渣制水泥生產線也可以兼容石灰石作為鈣質原料的突破，保證了系統的兼容性和運轉率。本發明的工作原理，預分解裝置充分考慮了電石渣和石灰石的理化特性差異， 電石渣和石灰石的主要差異在於，(1)電石渣的分解溫度為560°c，石灰石的分解溫度為 8900C ； (2)電石渣的熱容較高只需要三級預熱器就可以滿足預熱的要求，而石灰石的預熱則需要五級預熱器才可以滿足要求。分解爐的主要功能是燃料的完全燃燒和生料的充分分解，即需要兼顧燃料的燃燒特性和生料的分解特性。強化懸浮噴騰式分解爐即可以滿足上述要求，燃料在漩渦分解室內燃燒，物料分布於漩渦分解室的邊壁，不會給燃料燃燒帶來負面影響，在混合室內，生料分解，燃料繼續燃燒，完成燃料燃燒和生料分解的任務。利用石灰石作為鈣質原料時，預分解裝置切換為五級旋風預熱器配強化懸浮噴騰式分解爐，分解爐的出口溫度控制在850 890°C ；利用電石渣作鈣質原料時，預分解裝置切換為三級旋風預熱器配強化懸浮噴騰式分解爐，分解爐分為兩個功能區間，第一個區間為燃料的充分燃燒區，其主要功能為完成燃料的完全燃燒，第二個區間為高溫煙氣降溫區，通過在該區間餵入生料吸收高溫煙氣的熱量來降低分解爐出口煙氣的溫度，降低進入預熱器系統的煙氣溫度。分解爐的出口溫度控制在700 800°C。本發明採用的技術方案新型幹法電石渣制水泥技術，同時鈣質原料兼容電石渣和石灰石。其特點是鈣質原料完全利用電石渣，同時在電石渣短缺的條件也可以採用石灰石，工藝過程包括(1)窯尾餵料窯尾餵料分為兩路，一路餵入一級筒和二級筒之間的風管，一路餵入三級筒和四級筒之間的風管，通過改變餵料點的位置，實現預熱器系統在三級預熱器和五級預熱器之間的切換。(2)生料預熱預分解採用電石渣為鈣質原料時，預分解系統切換為三級旋風預熱器配強化懸浮噴騰式分解爐，生料分為兩部分進入分解爐，一部分進入分解爐漩渦分解室，一部分進入分解爐混合室的中部，分解爐出口溫度控制在700 800°C。採用石灰石為鈣質原料時，預分解系統切換為五級旋風預熱器配強化懸浮噴騰式分解爐，生料全部進入分解爐漩渦分解室，分解爐出口溫度控制在850 890°C。採用石灰石和電石渣共同作為鈣質原料時，生料分為兩路餵入預熱器，即一路餵入一級筒和二級筒之間的風管，一路餵入三級筒和四級筒之間的風管，兩餵料點的分配比例根據生料中電石渣的含量進行調節。系統內各點溫度的控制主要通過分料調節和燃料量的控制，滿足不同狀況的要求。(3)煤粉燃燒與生料分解燃料通過燃料噴管餵入分解爐預燃室內，同時從上級預熱器下來的生料餵入分解爐漩渦分解室內，在漩渦分解室內生料貼壁分布保護爐壁，中心形成高溫燃燒區，燃料進行強化燃燒。採用電石渣作為鈣質原料配製生料時，生料分成兩部分進入分解爐，一部分進入分解爐的漩渦燃燒室，一部分餵入分解爐混合室的中部，吸收高溫煙氣的熱量，生料完成分解，同時控制分解爐出口溫度在700 800°C。採用石灰石作為鈣質原料配製生料時，生料全部進入分解爐的漩渦燃燒室，同時控制分解爐出口溫度在850 890°C。(4)迴轉窯煅燒經過預熱預分解後的生料進入迴轉窯煅燒成水泥熟料。本發明技術可達到的效果①充分利用了電石法乙炔工藝排放的廢渣，解決了電石法聚氯乙烯生產企業廢渣堆放汙染環境的難題，同時實現了電石渣的資源化利用，節省了生產水泥熟料常用的石灰石礦物，節省了大量的自然資源，實現了綜合利用、發展循環經濟的目的。②電石渣可以全部替代石灰石作為鈣質原料，與用石灰石作原料的水泥生產比較，可減少(X)2排放0. 51kg/kg. Cl，其中不包括燃料消耗減少造成的(X)2排放減少量；而且由於燒成熱耗的降低，可以減少燃料的消耗量，降低了生產成本，同時實現了節能減排的目標。③預分解系統兼容性強，能適應原料條件的變化，當電石渣的供應短缺時，可以使用石灰石補充來保證生產線的正常運行。④本系統鈣質原料利用電石渣時，系統的運轉率及生產能力與目前的新型幹法水泥生產線指標相一致。
圖1是本發明的系統流程圖。圖中1旋風預熱器、2迴轉下料器、3三通閥、4旋風預熱器、5旋風預熱器、6分料閥、7旋風預熱器、8旋風預熱器、9分解爐、10迴轉窯。
具體實施例方式為能進一步了解本發明的內容及特點，茲配合附圖詳細說明如下實施例1參照附圖1新型幹法電石渣制水泥技術，同時兼容石灰石為鈣質原料，其工作過程包括(1)窯尾餵料窯尾生料首先通過迴轉下料器2然後進入三通閥3，三通閥接兩路餵料管一路餵入旋風預熱器1和旋風預熱器4之間的風管；一路餵入旋風預熱器5和旋風預熱器7之間的風管。旋風預熱器5下的餵料管中設置了分料閥6，將物料分為兩部分，一部分進入旋風預熱器7和旋風預熱器8之間的風管，一部分進入分解爐9混合室的中部。利用石灰石為鈣質原料時，生料通過三通閥3後餵入旋風預熱器1和旋風預熱器4之間的風管，利用電石渣為鈣質原料時，生料通過三通閥3後餵入旋風預熱器5和旋風預熱器7之間的風管。(2)生料預熱預分解利用電石渣為鈣質原料時，生料餵入旋風預熱器5和旋風預熱器7之間的風管，同時打開分料閥6進入分解爐的旁路。預分解系統形成3級旋風預熱器配強化懸浮噴騰式分解爐，生料在預分解系統內完成預熱預分解，分解爐的出口溫度控制在700 800°C。利用石灰石為鈣質原料時，生料餵入旋風預熱器1和旋風預熱器4之間的風管，關閉分料閥6進入分解爐的旁路。預分解系統形成5級旋風預熱器配強化懸浮噴騰式分解爐， 生料在預分解系統內完成預熱預分解，分解爐9的出口溫度控制在850 890°C。採用石灰石和電石渣共同作為鈣質原料時，生料分為兩路餵入預熱器，即一路餵入旋風預熱器1和旋風預熱器4之間的風管，一路餵入旋風預熱器5和旋風預熱器7之間的風管，兩餵料點的餵料分配比例根據生料中電石渣的含量進行調節。(3)煤粉燃燒與生料分解煤粉通過煤粉燃燒器餵入分解爐9預燃室，在三次風的作用下迅速燃燒，生料自四級筒7下料管餵入分解爐漩渦燃燒室，貼著分解爐9漩渦燃燒室壁面運動，保護壁面不受高溫的燒蝕，同時生料部分分解，進入分解爐混合室後，燃料和生料充分混合，進一步的完成燃料的燃燒和生料的分解。
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利用電石渣作為鈣質原料配製生料時，生料分成兩部分進入分解爐，一部分隨四級筒7下料管進入分解爐9的漩渦燃燒室，一部分通過分料閥6後餵入分解爐9混合室的中部，吸收高溫煙氣的熱量，生料完成分解，分解爐出口溫度控制在700 800°C ；利用石灰石作為鈣質原料配製生料時，生料全部進入分解爐9的漩渦燃燒室，同時控制分解爐出口溫度在850 890°C。(4)迴轉窯煅燒熟料經過預熱預分解後的生料進入迴轉窯10系統煅燒水泥熟料。
權利要求
1.一種無限制兼容電石渣和石灰石作原料生產水泥熟料方法，利用電石渣和石灰石作鈣質原料，採用新型幹法技術生產水泥熟料，其特徵是鈣質原料可完全採用電石渣，也可完全採用石灰石，在電石渣量不足的情況下也可以將任意比例的石灰石與電石渣搭配作鈣質原料使用，工藝過程包括(1)窯尾餵料窯尾餵料通過三通分料閥的控制分為兩路，一路餵入第一級預熱器和第二級預熱器之間的風管，一路餵入第三級預熱器和第四級預熱器之間的風管，通過改變餵料點的位置，實現在三級預熱器和五級預熱器之間進行切換。(2)生料預熱預分解完全採用電石渣為鈣質原料時，預分解系統切換為三級旋風預熱器配強化懸浮噴騰式分解爐，生料分為兩部分進入分解爐，一部分進入分解爐漩渦分解室，一部分進入分解爐混合室的中部，分解爐出口溫度控制在700 800°C。完全採用石灰石為鈣質原料時，預分解系統切換為五級旋風預熱器配強化懸浮噴騰式分解爐，生料全部進入分解爐漩渦分解室， 分解爐出口溫度控制在850 890°C。系統內各點溫度的控制主要是通過分料調節和燃料量的控制，滿足不同狀況的要求。(3)燃料燃燒與生料分解燃料通過燃料噴管餵入分解爐預燃室內，同時從上級預熱器下來的生料餵入分解爐漩渦分解室內，在漩渦分解室內生料貼壁分布，中心形成高溫燃燒區，燃料進行強化燃燒。採用電石渣作為鈣質原料時，生料分成兩部分進入分解爐，一部分進入分解爐的漩渦燃燒室，一部分餵入分解爐混合室的中部，吸收高溫煙氣的熱量，生料完成分解，同時控制分解爐出口溫度在700 800°C ；採用石灰石作為鈣質原料時，生料全部進入分解爐的漩渦燃燒室，同時控制分解爐出口溫度在850 890°C。(4)迴轉窯煅燒經過預熱預分解後的生料進入迴轉窯煅燒成水泥熟料。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，鈣質原料可以完全利用電石渣或石灰石， 也可以將電石渣和石灰石以任意比搭配作鈣質原料。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，分解爐分為兩個功能區，包括燃料強化燃燒區和高溫煙氣降溫區，通過該設計分解爐出口的溫度可以根據需要控制在700 890°C
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，預熱預分解系統可以在五級預熱器系統和三級預熱器系統之間進行切換。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，鈣質原料完全利用電石渣時預分解系統採用三級旋風預熱器配強化懸浮噴騰式分解爐。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，三級旋風預熱器出口設置了分料閥，一股物料直接餵入分解爐混合室的中部。
全文摘要
本發明涉及一種無限制兼容電石渣和石灰石作原料生產水泥熟料方法，屬於資源與環境技術領域。本發明以電石渣為鈣質原料，採用新型幹法技術煅燒水泥熟料，其特點是鈣質原料可100％利用電石渣，併兼容100％利用石灰石為鈣質原料，或兩者以任意比例混合使用。主要工藝包括(1)窯尾餵料，通過改變餵料點的位置，實現預熱器在三級和五級之間切換；(2)生料預分解，採用可切換為三級預熱器的五級預熱器配強化懸浮噴騰式分解爐，燃料完成燃燒，生料完成分解，分解爐的出口溫度控制在700～890℃；(3)迴轉窯煅燒，經過分解後的生料進入窯內煅燒成水泥熟料。本發明具有電石渣資源化程度高、節能減排效果明顯、系統兼容性強等特點。
文檔編號C04B7/14GK102260052SQ20101019705
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月30日 優先權日2010年5月30日
發明者文柏鳴, 蔡順華, 陳軍磊, 高敏 申請人:成都建築材料工業設計研究院有限公司