白水泥年產量約占世界水泥總產量的1%。近年投產的中國安慶阿爾博(Aalborg Portlant(Anging))公司白水泥生產線由天津水泥工業設計研究院有限公司總承包、中材裝備集團有限公司提供裝備供貨,將白水泥生產技術發展到最高水平。
意大利羅馬的Cementir Holding水泥公司是世界白水泥生產的領軍公司,下屬6家白水泥廠,情況如下:
(1)丹麥阿爾博白水泥廠,年產熟料60萬噸,其原料為白堊,含水30%,濕法生產,熱耗高。窯煙氣中的SO2通過脫硫裝置吸收,生成的石膏(CaSO4)用于水泥粉磨,煙氣中的熱量通過熱交換器加熱循環水,供8萬居民生活使用。
(2)埃及和馬來西亞的白水泥生產線采用四級預熱器分解爐技術,預熱器廢煙氣用于烘干原料。多余的煙氣熱量通過熱交換器加熱新鮮空氣,用作窯和分解爐的燃燒空氣。
(3)安慶白水泥廠由阿爾博公司的研發中心提出工藝流程,并由總承包公司結合其技術進行設計、建造。與一般的總承包合同相比,合同留給承包單位更多的思考空間,用于優化生產線性能以便于今后白水泥廠新線建設。
(1)原料制備
生產白水泥的主要原料石灰石中夾雜粘土、砂粒,影響原料純度及產品質量,需對石灰石進行水洗。水洗所沉積的砂粒和粘土經干燥后用于農田建設。石灰石經破碎后入均化儲庫。
(2)原料粉磨
生產白水泥所需的葉臘石等硅質原料,在煅燒時SiO2細度(<45μm)要小于3%,而葉臘石與石灰石的易磨性差別較大,需分別粉磨。考慮到生產人員的健康問題,葉臘石經輥壓機擠壓至小于2mm后,入濕磨(L/D=5~6)粉磨,石灰石則由輥磨粉磨。濕磨后的葉臘石料漿與石灰石、高嶺土等一起烘干粉磨。此法將SiO2成分粉磨至細度<3%(45μm)以控制酸性不溶殘渣,十分有利于原料煅燒。
(3)生料混合
為避免生料聚集、分離,生料均化混合采用多室料流庫。
(4)煅燒
熟料煅燒采用五級預熱器、分解爐,兩級冷卻機系統。熱耗保證值為4389kJ/kg,實際低于 4180kJ/kg。篦冷機的熱空氣用作窯和分解爐燃燒的空氣。單筒回轉冷卻機內熟料用水快速冷卻,確保熟料顏色和質量。而后通過篦冷機將600℃的熟料冷卻至100℃,以使皮帶等輸送裝置能夠輸送。
冷卻機尾端設置熟料破碎機,未起到改進熟料顏色的作用,試驗所示,>25mm熟料若不快速冷卻,則FeO會氧化生成Fe2O3,對白度產生負效應。輥式破碎機應設置在窯和冷卻機之間,這不僅能改變熟料顆粒尺寸,還可限制含有水蒸氣的空氣入窯,有利于窯產量進一步提高。
(5)燃料
采用輥式煤磨磨制石油焦,石油焦內含硫量高,但只要合理控制硫堿比,不會對煅燒起負作用。
該生產線還可滿足用代用燃料生產水泥,但應注意灰分及一些元素對生產及產品質量的影響。
(6)水泥粉磨
水泥磨因熟料煅燒時采用礦化劑,熟料顆粒<2mm,未采用輥式磨,而使用球磨。球磨電耗高,可考慮采用輥壓機粉磨,比表面積4000cm2/g,電耗可降至23kWh/t。
安慶白水泥廠取得的成就是白水泥生產技術發展的最高水平。熟料C3S長期控制在80%±3%,強度高,白度高,質量優良,其中一些經驗有利于新線建設。白水泥的生產規模擴大至 1500~2000t/d,熱 耗 降至4180kJ/kg熟料以下。除此之外,還可進一步加強生產中產生的廢熱回收,用于發電,此外電耗通過工藝裝備優化,還可進一步降低,上述改進有助于提高市場競爭力。