水泥生產(chǎn)工藝節(jié)能技術(shù)探究

劉金滿

唐山盾石建筑工程有限責(zé)任公司 河北唐山 064000

目前我國水泥生產(chǎn)過程相對落后。部分地區(qū)仍然采用傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)工藝，是傳統(tǒng)的立窯生產(chǎn)工藝。由于大量的投資和嚴(yán)重的污染，這一生產(chǎn)過程越來越不能滿足社會生產(chǎn)的需要。

1 傳統(tǒng)的水泥立窯生產(chǎn)工藝危害

中國是水泥消耗大國也是水泥生產(chǎn)大國，傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)對人類和社會的發(fā)展起到了重要作用，同時也給人類和生態(tài)環(huán)境帶來了危害，粉塵和有害氣體的排放嚴(yán)重破壞了大氣環(huán)境以及人類健康，尤其是排放到大氣中的SO2對環(huán)境污染更嚴(yán)重。

SO2在空氣中氧化后會形成硫酸鹽氣溶膠，使其毒性增加10倍以上，人接觸和吸入這些有毒氣體后，會引起咳嗽、胸悶、眼睛刺激、呼吸困難等癥狀，甚至?xí)鸷粑δ芩ソ遊1]。因此，開發(fā)水泥生產(chǎn)工藝節(jié)能技術(shù)是當(dāng)前水泥生產(chǎn)商必須經(jīng)歷的歷程，也是社會大環(huán)境所需。

2 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

2.1 變頻控制技術(shù)

回轉(zhuǎn)窯主傳動產(chǎn)生的動力主要用來驅(qū)動頻率控制技術(shù)電機(jī)。工作的特性要求電機(jī)系統(tǒng)只有具有高的起動扭矩和穩(wěn)定的調(diào)速性能的電機(jī)系統(tǒng)才能適配回轉(zhuǎn)窯。因?yàn)榛剞D(zhuǎn)窯散熱高，直流電機(jī)會快速損壞碳刷和換向器頭，導(dǎo)致不穩(wěn)定低速運(yùn)行，產(chǎn)生大量功耗。轉(zhuǎn)窯電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，形成交流調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)，減排效果非常顯著。變頻器和交流電機(jī)組成交流調(diào)速系統(tǒng)。逆變器是無源逆變器，其將商用頻率相互轉(zhuǎn)換。通過控制變頻器、變頻交流電機(jī)驅(qū)動來完成回轉(zhuǎn)窯的拖動任務(wù)，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯牽引變頻控制和同步控制。可以將回轉(zhuǎn)窯高扭矩要求充分滿足。在調(diào)速過程中十分穩(wěn)定，節(jié)能效果也是非常明顯。回轉(zhuǎn)窯的所有主傳動系統(tǒng)都可以運(yùn)用技術(shù)[2]。

2.2 燃燒技術(shù)的改進(jìn)

新型雙管燃燒器除了傳統(tǒng)的多通道燃燒器的優(yōu)點(diǎn)外，燃燒器可以將燃燒區(qū)局部高溫現(xiàn)象消除，更加合理的分布火焰溫度，可以使窯爐長時間的運(yùn)行。新型雙管燃燒器的主要優(yōu)點(diǎn)是可以消除了內(nèi)管道，調(diào)整旋流器和外管道旋流強(qiáng)度。當(dāng)環(huán)形射流的厚度增加到三倍于管道燃燒器厚度時，燃燒器的燃燒效率會大大降低?？梢詫⒖諝夂兔悍鄣狞c(diǎn)火速度延緩，降低火焰的最高溫度，將燒結(jié)區(qū)耐火磚的使用壽命不斷延長。省去了傳統(tǒng)多風(fēng)燃燒器的內(nèi)外空氣調(diào)節(jié)閥，簡化了系統(tǒng)，一次風(fēng)機(jī)大概節(jié)約百分之三十。由變速箱的手輪調(diào)節(jié)火焰的形狀，通過變速箱上的顯示器提示。可以簡單、準(zhǔn)確的控制火焰。風(fēng)機(jī)通過螺桿泵將煤粉送入雙管式燃燒器，高壓離心風(fēng)機(jī)提供外部空氣。

煤粉燃燒技術(shù)同時，由于煤粉在足夠的氧區(qū)內(nèi)完全燃燒，與之前傳統(tǒng)工藝相比較，能耗顯著降低。

減少窯熱損失在回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行當(dāng)中，汽缸空氣中損失的熱量占總熱量大于百分之二十。周圍的空氣通過襯套和汽缸接收回轉(zhuǎn)窯中的熱氣流的熱量。內(nèi)襯的導(dǎo)熱性能越好，熱阻越小，熱損失越大。因此，提高窯襯絕熱效果，降低窯缸的熱損失是提高窯襯熱阻的重要措施。

3 節(jié)能措施

3.1 分解和節(jié)能措施

采用CB20單層防潮磚。CB20單層加濕保溫磚是由工作層和保溫層組成的輕質(zhì)高強(qiáng)耐磨耐高溫磷化磚。由于保溫磚強(qiáng)度高，導(dǎo)熱系數(shù)低，抗熱震性好，可將圓筒表面冷卻至70-90℃。磚體密度比普通粘土磚輕，減少了窯系統(tǒng)的重量負(fù)荷和窯的能耗。采用CB20磚后，在一定程度上提高了分解區(qū)的材料溫度、氣流和襯里材料，且材料的分解反應(yīng)較為完整。

砌筑技術(shù)為了減緩物料在分解區(qū)的移動速度，延長物料的加熱時間，可采用防剝落高、低磚三通固定環(huán)強(qiáng)化分解區(qū)的功能。在鋪設(shè)高和低的磚之后，攪拌材料層，這增加了向表面供給的材料的機(jī)會。材料內(nèi)層的傳熱也不斷增加，材料的移動速度也同時減緩了，加快了材料的分解速度，氣流、耐火磚和材料之間的溫差不斷增大，為提高傳熱能力準(zhǔn)備了條件。

3.2 使用熱管技術(shù)的排氣系統(tǒng)

煙氣具有較高的溫度和大的體積，并且?guī)ё叽蠹s33%的熱量，這將是非常大的熱量損耗。使用余熱來提高爐膛熱效率、將能耗的關(guān)鍵降低。最近幾年，對煙氣的余熱進(jìn)行回收是一個較為廣泛的節(jié)能措施，那就是使用熱管技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)取得的效果也是明顯的。熱管技術(shù)可用于降低廢氣溫度、減少煙氣的熱損。有許多類型的熱管。熱管為填充有一定量工作介質(zhì)的密封、干凈、抽真空的真空管。介質(zhì)可以是純水、丙酮、乙醇或鈉、堿等金屬等。當(dāng)?shù)蜏睾透邷責(zé)嵩聪蚬軆?nèi)傳熱時，當(dāng)管下端的液體工質(zhì)被加熱時，它快速蒸發(fā)并且上升到熱管的頂部。因?yàn)樵谏蠚んw外部低溫冷源的吸熱作用，蒸汽遇冷凝結(jié)成水滴，散發(fā)汽化潛熱。根據(jù)其自身的重力，液滴沿著管壁流回并加熱并再次蒸發(fā)。該過程是連續(xù)的，并且非?？焖俚赝瓿闪藷峄厥盏娜蝿?wù)[3]。

3.3 除灰、除水能耗

3.3.1 降低除灰、除渣能耗

窯粉塵帶走的熱量占熱耗的約1%-4%。雖然窯灰的重量較小，但也是不能忽略的原料。避免了電除塵器的開啟和關(guān)閉，提高了除塵器的效率，選擇了合適的窯風(fēng)速，原料顆粒重量和換熱設(shè)備可以減少窯粉塵的數(shù)量，減少窯塵帶走的熱量。

3.3.2 降低除濕能耗

漿液的含水量越高，蒸發(fā)所消耗的熱量就越大。為了減少泥水蒸發(fā)的熱量，有必要減少泥水，減少或消除外部的抽水。采用稀漿提高漿料的流動性是降低漿料蒸發(fā)熱量的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能、提高濕窯產(chǎn)量的一種經(jīng)濟(jì)、方便的途徑。理論上，對于漿料水分的每1%的還原，熟料的熱消耗可以降低1%-2%，熟料的產(chǎn)率可以提高1.5%-2.5%。

4 結(jié)語

伴隨著中國經(jīng)濟(jì)的騰飛，企業(yè)之間日益激烈的競爭，加上環(huán)境和資源問題，是現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展面臨的一個緊迫問題。企業(yè)的發(fā)展傳統(tǒng)必須改變，概念是加強(qiáng)管理，同時最大限度地提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。