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大型白水泥生产线的工艺设计
发布日期:2011-04-16点击: 次
我国大型白水泥生产线的工艺设计
我国已建成亚洲最大、工艺过程最复杂的白水泥生产线
安庆白水泥原有两条小型白水泥生产线,总生产能力为年产12万吨白水泥,2004年11月由丹麦迈尔博波特兰集团收购成立阿尔博安庆包水泥有限公司。2008年4月该公司与天津水泥工业设计研究有限公司签订总承包合同,易地新建1条现代的白水泥生产线,最大生产能力可达46.5万吨白水泥孰料,年产白水泥60万吨。新厂建设厂址位于安庆市东北方向杨桥镇白鹿山南蘼,沿安庆一枞阳公路27公里处。
阿尔博波特兰集团公司是世界上大型白水泥制造商,其生产基地分布于丹麦、美国、埃及、马来西亚和中国,销售网络遍布全球。阿尔博安庆白水泥生产线建成投产后,生产PW42.5、PW32.5和外墙装饰白水泥,销售以中国国内市场为主,并辐射日本、韩国、澳大利亚及远东市场。
阿尔博安庆白水泥项目依照总承包合同为年产白水泥孰料40万吨,即日产量为1300吨,但要求应有达到日产量1500吨超产空间,即最大白水泥孰料产量可以达到46.5万吨,成为亚洲最大、工艺过程最复杂的白水泥生产线。
白色硅酸盐水泥简称白水泥,仍然属于硅酸盐类水泥。由于白水泥生产工艺的特殊要求与普通硅酸盐水泥有较大差异,按照白水泥国家标准要求白水泥孰料成分中要严格控制MgO、SO3和Fe2O3含量,因此对生产原料要求较高,出窑孰料需采取水急冷漂白工艺提高孰料的白度。孰料出窑后(>1300℃),经水淬急冷使微量Fe2O3还原成FeO,铁铝酸盐以C6AF2形式出现,以减少对白度有不利影响的C4AF含量,由于大大加快了孰料冷却速度,生成大量不易染色的玻璃相成分,为此白水泥生产线在石灰石选矿、生料制备、孰料冷却及白水泥包装方面与普通硅酸盐水泥相比,无论在工艺设备选型还是工艺过程都有很大差异,从水泥工厂设计方面来看是开辟了一个新的设计领域。
安庆白水泥生产工艺特点:
1.石灰石两段破碎三次筛分水洗。
石灰石Ⅰ段破碎为颚式破碎机,Ⅱ段破碎选用锤式破碎机。在一段破碎后石灰石经三次筛分,一次、三次筛分为直线筛,二次筛分为回转筛并加水洗,三次筛分后入锤破。这样可以确保不含杂土纯净石灰石入厂。
洗矿水经沉淀池将杂土分离后循环使用。
石灰石破碎、筛分水洗工段工艺过程复杂,工艺布置上下高差超过50m。
2.生料制备干湿结合。
白水泥生产用硅质原料采用石英砂加叶腊石,为了减少硅质粉尘对环境的污染,叶腊石经过鄂破加辊压机两段破碎后入两台并联的湿法磨单独粉磨。湿法磨内采用橡胶衬板和卵石研磨体,另外原料立磨中磨辊和磨盘采用合金材料,以减少在研磨过程中金属铁的混入。
石灰石等其他原料采用立磨粉磨,叶腊石料浆在立磨内与其他原料混合、烘干,出立磨生料应保证成分和水分合格。
由于生料制备过程中采用干、湿两条分别粉磨,生料成两控制及立磨内物料烘干,是设计中大型难点。
3. 孰料冷却系统相当复杂。
孰料出窑口处先经1台高温辊式破碎机,然后入漂白机喷水急冷到100℃左右,出漂白机孰料经输送设备运走,由于白水泥孰料水淬过程中孰料全部显热,已变成水蒸气蒸发无法回收,造成白水泥烧成热耗要比普通硅酸盐水泥高出很多。本项目中在漂白机内控制水淬后孰料温度在550℃~600℃出漂白机入蓖冷机二度冷却至100℃以下排出。这样使蓖冷机排出废气中的余热得到回收,出蓖冷机180~200℃左右废气用于回转窑窑头二次风和分解炉三次风。
上述系统中漂白机的设计与生产控制十分困难,漂白机内喷水必须要充分雾化,并限制喷在一定范围内,即只能喷在出窑孰料上,尽量不喷在漂白机内衬火砖上,在漂白机内喷水必须完全蒸发,出漂白机水汽温度控制在350℃~400℃左右,出漂白机孰料温度控制在550℃~600℃。
白水泥烧成系统窑头部分由于工艺过程复杂,从工艺布置上使烧成窑头及回转窑和烧成窑尾塔架与普通硅酸盐水泥烧成系统布置标高,与相同规格回转窑相比,全部抬高了近9m。
另外出漂白机350℃~400℃水蒸气,为充分利用这部分余热,在窑头还专门设置了1台热管热交换器,当水蒸气通过热交换器后,可以将冷空气余热到200℃左右,用石油焦煤磨(立磨)烘干。
4. 烧成系统窑尾预热分解采用单列五级旋风预热器和TTF三喷腾分解炉,喂料可实现四、五级切换。
出预热器废气要用于生料立磨烘干介质,根据理论计算,当入窑生料水分≤15%时的烘干要求;当生料粉磨水分波动较大,生料水分在15%~16.5%时,需控制入窑从C3~C2级旋风筒连接管道喂入(即四级预热工作状态),此时出C1级废气温度可提高到420℃也能满足生料烘干要求。出生料立磨废气经一级旋风收尘器后最终入大型袋收尘器收尘后外排,当生料立磨停止运转时,出C1级旋风筒废气要通过C1级旋风筒至高温风机的大风管有一段管道喷雾降温后才能入袋收尘器。
5.水泥包装工段。
除成品水泥有1吨大袋包装,还增加了1吨孰料大袋包装设备;水泥包装机根据白水泥销售需要,除50千克纸袋,还在同1台包装机上分别实现4.0千克和25千克纸袋入袋收尘器。
白水泥生产线调试与试生产
白水泥生产线由于工艺环节多、工艺过程复杂,而且在本项目中回转洗矿机、漂白机、日产1300吨蓖冷机、湿法磨、孰料1吨大袋包装机、三次风管、窑头热管热交换器等多台设备都是为配合日产1300吨白水泥生产系统全新设计的专用设备第一次投入使用,因此生产调试阶段要比预想困难的多。从近半年的生产调试过程中看出,安庆白水泥生产线无论工艺设备选型和工艺流程是合理的,其中个别设备不适应白水泥生产,在调试过程中已做了及时调整,目前白水泥已实现正常连续生产,自今年以来,根据合同要求各主机设备分批通过考验验收。
试生产期间烧成系统最高产量超过日产1500吨,仍有进一步提产空间。
安庆白水泥生产线试产已逐步走向正常,白水泥生产线从设计角度讲在涉及白水泥领域中迈出了可喜的一步,在工艺技术方面有了一些新的突破,积累了一些经验和教训,尤其是生料制备湿法粉磨工段料浆输送、停磨清洗、料浆储存及计量、料浆水分控制等方面,至少从设计方面讲,已有30年未涉及,如何保证原料立磨出磨生料成分和水分合格是整个白水泥生产过程中的关键所在。回顾整个白水泥生产线设计过程中也存在一些认识不足和考虑不周的地方,诸如叶腊石的耐磨性能和磨耗较高,白水泥孰料在漂白机水淬后结粒细小并且变韧耐磨等问题,通过试生产阶段逐步调整得到了较好的解决,现阶段安庆白水泥生产情况已达到或超过合同指标。目前安庆白水泥厂白水泥性能稳定、质量上乘,各项指标均超过国际特级白水泥指标,市场销售良好,白水泥孰料已出口到澳大利亚。
摘自《中国建材网》
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