水泥廠旁路放風(fēng)工藝流程解析

曾計(jì)生

1 引言

隨著水泥工業(yè)的發(fā)展，原、燃料資源日趨緊張，越來(lái)越多的水泥廠需要采用含高揮發(fā)性組分（K2O、NaO、SO3、Cl-）低品位的原、燃料煅燒水泥熟料；同時(shí)，越來(lái)越多的水泥廠采用替代燃料以及利用窯系統(tǒng)處理廢棄物，而替代燃料、廢棄物中所含氯、硫都偏高。低品位原燃料替代燃料、廢棄物在窯系統(tǒng)中產(chǎn)生過(guò)量的鉀、鈉、氯成分，一則容易引起預(yù)熱器系統(tǒng)的結(jié)皮、堵塞，影響窯系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；二則過(guò)量有害成分進(jìn)入熟料，會(huì)腐蝕混凝土中的鋼筋，縮短混凝土的壽命。旁路放風(fēng)系統(tǒng)是解決原、燃料中過(guò)量鉀、鈉、氯排出系統(tǒng)的有效措施，可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量。

圖1 旁路放風(fēng)系統(tǒng)方案1工藝流程

圖2 旁路放風(fēng)系統(tǒng)方案2工藝流程

表1 兩種旁路放風(fēng)系統(tǒng)工藝參數(shù)比較*

旁路放風(fēng)系統(tǒng)方案1（圖1）是在窯尾設(shè)置一套獨(dú)立的旁路放風(fēng)系統(tǒng)；旁路放風(fēng)系統(tǒng)方案2（圖2）是將旁路放風(fēng)的煙氣引至窯頭，并與窯頭廢氣混合，與窯頭煙氣共用一套廢氣處理系統(tǒng)。本文將以5000t/d的熟料生產(chǎn)線和旁路放風(fēng)量5%為基準(zhǔn)著重對(duì)這兩種系統(tǒng)進(jìn)行比較，闡述這兩種旁路放風(fēng)工藝流程的優(yōu)缺點(diǎn)。

2 兩種旁路放風(fēng)系統(tǒng)工藝流程

旁路放風(fēng)系統(tǒng)方案1由急冷室、冷卻風(fēng)機(jī)、袋式收塵器、引風(fēng)機(jī)、窯灰儲(chǔ)存?zhèn)}、散裝機(jī)等組成，其工藝流程（見(jiàn)圖1）：從窯尾煙室抽取的高溫?zé)煔膺M(jìn)入急冷室，冷卻風(fēng)機(jī)將冷風(fēng)鼓進(jìn)急冷室，在急冷室內(nèi)冷風(fēng)與高溫?zé)煔獬浞只旌希銐虻睦滹L(fēng)使混合氣體溫度降至200℃，冷卻后的廢氣經(jīng)管道進(jìn)入袋式收塵器進(jìn)行除塵，除塵后的氣體通過(guò)煙囪排入大氣，收塵器收集下來(lái)的窯灰進(jìn)入窯灰倉(cāng)，窯灰倉(cāng)下設(shè)有散裝機(jī)。

旁路放風(fēng)系統(tǒng)方案2由急冷室、冷卻鼓風(fēng)機(jī)、接力引風(fēng)機(jī)等組成。其工藝流程（見(jiàn)圖2）：從窯尾煙室抽取的高溫?zé)煔膺M(jìn)入急冷室，冷卻風(fēng)機(jī)將冷風(fēng)鼓進(jìn)急冷室，在急冷室內(nèi)冷風(fēng)與高溫?zé)煔獬浞只旌希銐虻睦滹L(fēng)使混合氣體溫度降至350℃，冷卻后的廢氣經(jīng)過(guò)管道、接力風(fēng)機(jī)送至窯頭，與窯頭廢氣混合后進(jìn)入窯頭廢氣處理系統(tǒng)，收塵器收集下來(lái)的窯灰隨熟料一起進(jìn)入熟料庫(kù)。

3 兩種旁路放風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)比較

3.1 工藝參數(shù)比較

兩種方案的工藝參數(shù)和系統(tǒng)配置比較分別見(jiàn)表1、表2。

3.2 裝機(jī)功率和重量比較

兩種系統(tǒng)的裝機(jī)功率和重量比較見(jiàn)表3。

由表3可知，方案1的系統(tǒng)裝機(jī)功率和重量均大于方案2。方案1比方案2裝機(jī)功率大130kW，裝機(jī)重量大67t。

3.3 對(duì)熟料質(zhì)量的影響

國(guó)標(biāo)硅酸鹽水泥熟料（GB/T 21372-2008）對(duì)有害成分的限定值：堿含量（Na2O+0.658K2O）≤0.6%，硫含量（SO3）≤1.5%，氯含量（Cl）≤0.06%。

方案1中，旁路放風(fēng)的窯灰單獨(dú)處置，不會(huì)對(duì)熟料質(zhì)量產(chǎn)生影響，但方案2中，窯灰中的有害成分隨旁路放風(fēng)的窯灰摻加到熟料中，對(duì)熟料質(zhì)量會(huì)有一定的負(fù)面影響。通常每1%的旁路放風(fēng)產(chǎn)生的窯灰量約為1.5～2.5g/kg熟料，即方案2中每1%的旁路放風(fēng)摻加到熟料中，旁路放風(fēng)窯灰量與熟料的質(zhì)量比約為0.15%～0.25%。對(duì)熟料質(zhì)量的影響程度取決于旁路放風(fēng)量、旁路放風(fēng)窯灰中有害成分等因素，實(shí)際應(yīng)用時(shí)需根據(jù)這些因素來(lái)計(jì)算分析判斷摻有旁路放風(fēng)窯灰的熟料是否滿足熟料質(zhì)量要求。

表2 兩種旁路放風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備配置比較*

表3 兩種旁路放風(fēng)系統(tǒng)裝機(jī)功率和重量比較

3.4 兩種旁路放風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

通過(guò)以上對(duì)兩種旁路放風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)比較，可得出其優(yōu)缺點(diǎn)如下：

方案2較方案1的優(yōu)點(diǎn)：

（1）在系統(tǒng)配置方面，方案2省去了旁路放風(fēng)袋式收塵器、窯灰儲(chǔ)存?zhèn)}及散裝機(jī)。

（2）在裝機(jī)功率方面，方案2較方案1裝機(jī)功率降低10%。

（3）在裝機(jī)重量方面，方案2較方案1裝機(jī)重量降低10%。

方案2較方案1的缺點(diǎn)：

（1）對(duì)窯頭廢氣處理系統(tǒng)的影響。

方案2會(huì)增加窯頭廢氣處理系統(tǒng)實(shí)際處理風(fēng)量，加大設(shè)備規(guī)格。通過(guò)計(jì)算分析可知，每1%旁路放風(fēng)量引起窯頭廢氣處理系統(tǒng)處理風(fēng)量增加2%（增加風(fēng)量0.02m3（標(biāo)）/kg熟料），所以在設(shè)備選型時(shí)，當(dāng)旁路放風(fēng)量＜9%時(shí)，方案2不會(huì)導(dǎo)致窯頭熱交換器、收塵器及其引風(fēng)機(jī)的選型規(guī)格增大；當(dāng)旁路放風(fēng)量＞9%時(shí)，則方案2中窯頭熱交換器、收塵器及其引風(fēng)機(jī)的選型規(guī)格應(yīng)相應(yīng)加大。

（2）對(duì)熟料質(zhì)量的影響。

方案2對(duì)熟料質(zhì)量有一定的負(fù)面影響（參見(jiàn)3.3）。

4 結(jié)論

綜上所述，旁路放風(fēng)系統(tǒng)工藝流程的選擇應(yīng)綜合考慮原燃料的有害成分、旁路放風(fēng)窯灰有害成分及對(duì)熟料質(zhì)量的影響等因素：

（1）如果著重于解決有害成分引起的預(yù)熱器系統(tǒng)結(jié)皮、堵塞問(wèn)題，且旁路放風(fēng)的窯灰摻入到熟料中后的熟料仍然滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，建議采用方案2。

（2）如果著重于解決有害成分引起的熟料質(zhì)量問(wèn)題，旁路放風(fēng)的窯灰摻入到熟料中后導(dǎo)致熟料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，建議采用方案1。