一種秸稈替代部分燃煤生產水泥熟料的工藝制造技術

本發明專利技術公開了一種水泥生產工藝，尤其是一種秸稈替代部分燃煤生產水泥熟料的工藝，屬于水泥生產技術領域；秸稈經機械破碎處理后通過預分解窯投放口投放，替代部分燃煤生產水泥熟料；燃煤和秸稈混合燃燒后的煙氣，一部分通過新型干法水泥窯熟料生產工藝路線處理和排放；另一部分通過預分解窯和回轉窯之間的煙室上設置的旁路放風管道放風，經冷卻和除塵后排放；本發明專利技術一方面能夠充分利用豐富的秸稈資源，提高秸稈利用率，節約寶貴的煤炭資源，另一方面又要克服秸稈作為部分燃料，其氯堿化合物反應生成硫酸鉀、硫酸鈉、氯化鉀等物質給水泥生產系統帶來的不利影響。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種水泥生產工藝，尤其是一種秸桿替代部分燃煤生產水泥熟料的工藝，屬于水泥生產

技術介紹
水泥是建筑行業中使用量最大、范圍最廣的一種無機非金屬材料。水泥窯生產水泥，需要大量的能源，水泥工業主要是以煤作為燃料，不僅如此，煤的粉磨工藝中還需要消耗大量的電能。由于新型干法窯外分解窯水泥生產本身的特性，使得新型干法窯外分解窯也適合使用部分替代燃煤來生產水泥熟料。秸桿是農作物通過采摘脫粒后留下來的莖葉，其來源和種類非常廣泛，包括、小麥、稻子、油菜、玉米、棉花等等，我國每年的秸桿產量高達6-7億噸左右。農作物秸桿從農家的財富變成需要處理的“廢物”，相繼出現了田間焚燒，污染環境，威脅飛機降落，影響車輛行駛等問題。秸桿的主要成分元素為C、H、0，焚燒后主要含有硅、鈣、鐵、鋁、磷等元素，其主要化學形態有SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO，這些物質都是水泥原料的主要組成成分，其成分接近水泥的硅鋁質原料粘土，因此用水泥窯焚燒后秸桿的灰分，可以作為水泥生產的一部分原料，這些物質在水泥窯中和水泥中其他原料石灰石、粘土一起可以燒成硅酸鹽水泥熟料主要成分硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸鈣、鐵相固熔體、玻璃體。秸桿的燃燒特性和煤的最大不同，在于秸桿中的揮發分比煤樣高出很多，導致其容易燃燒，平均燃燒速度快，燃盡溫度和燃盡時間也低于燃煤，但秸桿中的揮發份K20、Na20、Cl—比煤樣高出很多，這些氯堿成分容易在水泥的窯系統形成硫酸鉀、硫酸鈉、氯化鉀等成分，這些組分一部分融進水泥熟料，另外一部分隨著廢氣揮發，當其隨著廢氣流經預熱器、煙室等溫度低的部位時，受到冷卻作用重新形成固體回到旋轉窯，在旋轉窯窯內再次揮發為氣體，這樣在水泥旋轉窯和預熱器之間形成氯堿化合物內循環，當其濃度達到一定時就會熔融在生料的表面上，并在預熱器和旋轉窯內形成結皮堵塞，影響水泥生產。
技術實現思路
本專利技術的專利技術目的在于:針對上述存在的問題，在新型干法窯外分解窯，提供一種秸桿替代部分燃煤生產水泥熟料的工藝，一方面能夠充分利用豐富的秸桿資源，提高秸桿利用率，節約寶貴的煤炭資源，另一方面又要克服秸桿作為部分燃料，其氯堿化合物反應生成硫酸鉀、硫酸鈉、氯化鉀等物質給水泥生產系統帶來的不利影響。本專利技術采用的技術方案如下: 一種秸桿替代部分燃煤生產水泥熟料的工藝，包括新型干法水泥窯熟料生產工藝，秸桿經機械破碎處理后通過預分解窯投放口投放，替代部分燃煤生產水泥熟料；燃煤和秸桿混合燃燒后的煙氣，一部分通過新型干法水泥窯熟料生產工藝路線處理和排放；另一部分通過預分解窯和回轉窯之間的煙室上設置的旁路放風管道放風，經冷卻和除塵后排放。 所述秸桿含水率小于40%，經機械破碎處理后的長度為30mm-100mm。進一步的，所述秸桿含水率小于25%。所述秸桿替代的燃煤量為總燃煤量的10%_20%，秸桿與替代的燃煤質量比為2_3.5:1。所述旁路放風管道放風比例為1.5%-2.5%。 所述旁路放風管道放風的煙氣溫度大于1000°C，采用風機鼓入室溫風進行冷卻。所述旁路放風管道放風的煙氣經過兩級冷卻，第一次冷卻后溫度為400-450°C，第二次冷卻后溫度為200-250°C。所述旁路放風管道放風的煙氣經除塵得到的窯灰，作為水泥混合材生產水泥。新型干法窯水泥生產的主要原料是石灰石、頁巖、和硫酸渣，這三類原料經過破碎和均化后進入生料磨，在生料磨中經過粉磨工序后進入生料庫暫存，在生料庫中還進一步均化，然后通過提升機從預熱器上方下料，生料經過多級預熱器和預分解窯，和從水泥旋轉窯出來的廢氣進行換熱，經換熱后，生料從常溫上升到1000度，廢氣從1400度下降到300度左右。生料在分解窯經過預分解后進入水泥旋轉窯窯尾煅燒，最后成為熟料從水泥窯頭排出。水泥生產的燃料主要是燃煤，燃煤通過均化粉磨后，計量投送到旋轉窯和分解窯焚燒，為水泥煅燒提供熱量。水泥生產產生的廢氣，一方面和生料進行換熱，在換熱過程中，廢氣中酸性氣體HC1、HF、SO2等污染物被生料中的堿性物質吸收；然后廢氣經過噴淋降溫，噴淋過程一部分粉塵被出去，降溫后大概200多度的廢氣提供給生料磨，烘干生料用；最后廢氣經過布袋收塵凈化后，排入大氣。在本專利技術的秸桿替代部分燃煤生產水泥熟料的工藝中，一部分秸桿替代燃煤，秸桿的自然形態屬于不規則形態，特別是玉米桿、麥桿等秸桿長度在300mm-2000mm之間，成枝條型，堆積密度小，不偏于貯存和運輸，也不利于提升和投放到水泥窯里焚燒，因此秸桿需要進行預處理，預處理主要是破碎工藝，本專利技術中考慮到水泥窯焚燒的特性和經濟性，選擇秸桿選用破碎機進行預處理，優先選用剪切式破碎機破碎，破碎后的秸桿具有比重大、便于貯存和輸送、易于投加，燃燒性能好、熱效率高的優點。秸桿的含水率對秸桿的燃燒特性影響很大，因為作為替代燃料在水泥窯焚燒的秸桿，其水分的揮發帶走了一部分熱量，造成水泥的熱耗升高，使得替代燃料的經濟效益得不到體現；另外水分的蒸發也加大了水泥窯排風量，嚴重影響水泥窯的窯況，在自然風干狀態下的原料秸桿其含水率一般為15%-20%，結合窯內溫度和工況原料秸桿含水率應小于40%，作為優選的含水率小于25% ;稻桿的含水率和稻桿量與替換燃煤的質量成正比。分解窯在生產系統中處于較高位置，因此投料設備需要選擇提升設備，秸桿經過破碎后物料尺寸控制在30mm-100mm間，一方面要適于使用機械設備對物料做提升,較小的物料尺寸也能提高秸桿的燃燒效率，同時也不因為過小的物料尺寸要求而增加秸桿的機械破碎加工費用。新型干法窯水泥熟料生產工藝中，一般有兩個燃料投放點:窯頭投料點和分解窯燃料投料點，分解窯在水泥旋轉窯窯尾上方，水泥窯燃燒的主要廢氣從這里升上，和從分解窯上方下來生料換熱；窯頭投料點在旋轉窯窯頭和篦冷機連接處，有個噴煤管，復合結構，中間噴油，外環噴煤粉。本專利技術選擇在水泥燒成系統的分解窯作為秸桿投料點，原因主要是:預分解窯體積較大，呈圓柱形，投放容易；同時從分解窯投料，物料能自由下落到旋轉窯中，并隨著旋轉窯的轉動從窯尾走向窯頭，其停留時間長，有利于物料徹底分解。 秸桿中的揮發份K20、Na2O, CF比煤樣高出很多，這些氯堿成分容易在水泥的窯系統與生料形成硫酸鉀、硫酸鈉、氯化鉀等成分，這些組分一部分融進水泥熟料，另外一部分隨著廢氣揮發，當其隨著廢氣流經預熱器、煙室等溫度低的部位時，受到冷卻作用重新形成固體回到旋轉窯，在旋轉窯窯內再次揮發為氣體，這樣在水泥旋轉窯和預熱器之間形成氯堿化合物內循環，當其濃度達到一定時就會熔融在生料的表面上，并在預熱器和旋轉窯內形成結皮堵塞，影響水泥生產。為了解決上述問題，本專利技術采用了在預分解窯和回轉窯之間的煙室上設置旁路放風管道放風的技術方案，該煙室屬于氯堿揮發份內循環經過的地方，也是氯堿揮發份濃度最高的位置，通過部分煙氣引出的方式將高濃度氯堿化合物引出生產系統，能夠有效的避免氯堿化合物在水泥的窯系內部結皮而影響窯況；在生產中，旁路放風管道可以采用連續放風，根據工藝和經濟性對放風量進行控制，還可以采用間歇放風，即根據燃燒的秸桿燃燒量和生產監測情況決定是否進行煙氣的放風以降低窯內的結皮組分含量，如果煙氣內的結皮成分高，則進行煙氣放風以降低其成分，如在合適的范圍，則不需要放風，間歇放風本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種秸稈替代部分燃煤生產水泥熟料的工藝，包括新型干法水泥窯熟料生產工藝，其特征在于：秸稈經機械破碎處理后通過預分解窯投放口投放，替代部分燃煤生產水泥熟料；燃煤和秸稈混合燃燒后的煙氣，一部分通過新型干法水泥窯熟料生產工藝路線處理和排放；另一部分通過預分解窯和回轉窯之間的煙室上設置的旁路放風管道放風，經冷卻和除塵后排放。

【技術特征摘要】
1.一種秸桿替代部分燃煤生產水泥熟料的工藝，包括新型干法水泥窯熟料生產工藝，其特征在于:秸桿經機械破碎處理后通過預分解窯投放口投放，替代部分燃煤生產水泥熟料；燃煤和秸桿混合燃燒后的煙氣，一部分通過新型干法水泥窯熟料生產工藝路線處理和排放；另一部分通過預分解窯和回轉窯之間的煙室上設置的旁路放風管道放風，經冷卻和除塵后排放。2.按權利要求1所述的秸桿替代部分燃煤生產水泥熟料的工藝，其特征在于:所述秸桿含水率小于40%，經機械破碎處理后的長度為30mm-100mm。3.按權利要求2所述的秸桿替代部分燃煤生產水泥熟料的工藝，其特征在于:所述秸桿含水率小于25%。4.按權利要求1或2或3所述的秸桿替代部分燃煤生產水泥熟料的工藝，其特征在于:所述秸桿替代的燃煤量為總燃...

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐勇，王邦萬，張繼堂，江遠清，劉德強，
申請(專利權)人：四川利森建材集團有限公司，
類型：發明
國別省市：