TRM TRM 3636..33濕排燃煤爐渣//礦渣立式輥磨系統

柳勇，宋留慶，李虎臣，王建輝，彭凌云

TRM TRM 3636..33濕排燃煤爐渣//礦渣立式輥磨系統

柳勇，宋留慶，李虎臣，王建輝，彭凌云

為了使輥磨更好地適應易磨性差異大、水分含量高、成品技術指標不同的物料，公司設計開發了新型輥磨裝置——TRM 36.3濕排燃煤爐渣/礦渣立式輥磨。該磨機不僅能夠將含水率25%以上的濕排燃煤爐渣烘干并粉磨制備成超細微粉，還能粉磨制備礦粉，實現了爐渣微粉比表面積600m2/kg以上，輥磨主電機電耗17～18kWh/t；礦粉比表面積≥420m2/kg，輥磨主電機電耗26～28kWh/t。該磨機的多功能化和節能特點，將大大加快固體廢棄物資源化利用的步伐，創造更多的經濟效益，對能源節約、環境保護具有極其重要的意義。

輥磨；燃煤爐渣；礦渣；粉磨；超細微粉

1　引言

近年來，全國煤炭消費總量均在35億噸以上，其中電力用煤量近20億噸［1］。燃煤中除了碳、硫及水分之外，通常含有10%～40%的雜質。煤炭在鍋爐中燃燒后有兩種固態殘留物——粉煤灰和燃煤爐渣。據不完全統計，我國燃煤爐渣的年排放量超過2億噸［2］，實際利用率較低，處理方式以濕排堆填為主，既占用大量土地，又污染環境。企業每年都需要投入巨額資金用于解決或緩解這些問題。

礦渣（又稱粒化高爐礦渣）是在高爐冶煉生鐵時所得，以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，經淬冷成粒狀活性材料，經粉磨處理可制備成高性能混凝土礦物摻合料。

輥磨裝置集細碎、粉磨、烘干、選粉功能于一體，但傳統輥磨的粉磨能力多局限于一種物料或易磨性與產品要求相近的多種物料，烘干能力局限于含水率在15%以下的物料。濕排燃煤爐渣具有很大的吸水性，含水率在20%以上，常規輥磨直接粉磨濕排爐渣時存在產量低、烘干能力不足、系統電耗高、穩定性差等缺點。目前建材領域內粉煤灰的過量應用，使得粉煤灰出現供不應求的現象。爐渣化學成分和粉煤灰相似，爐渣的回收再利用必能很好地解決粉煤灰短缺的問題，這對能源節約、環境保護都具有極其重要的意義。

2　燃煤爐渣/礦渣立式輥磨系統

燃煤爐渣/礦渣立式輥磨系統的工藝流程簡單，主要由喂料系統、輥磨、收塵系統、成品輸送、成品庫和熱風爐組成。該工藝重點對防止濕粘物料堵塞、提高超細粉磨料層的穩定性、烘干效率等方面進行了特殊設計。其核心設備是天津院和中材裝備集團自主研發的TRM36.3爐渣/礦渣輥磨。該設備采用水平磨盤和錐形磨輥來保證物料能夠形成穩定的料床，對風環結構、中殼體直徑、風室尺寸及磨機其他配套元件進行了優化，可確保烘干效率。LV高效選粉機，可提高選粉效率，降低磨機風阻，保證爐渣微粉的R45μm在5%～12%之間、比表面積在400～750m2/kg范圍內靈活調節，礦粉的比表面積在420m2/ kg以上。

2.1喂料系統

喂料系統由輸送系統和濕粘物料防堵系統組成。物料先經過篦縫為5cm的一級篦篩篩除大塊和異物，再經計量秤定量給料、皮帶機輸送和除鐵器除鐵，進入孔徑為1.5cm× 1.5cm的二級振動篩，振動篩篩除粗顆粒及雜物之后由皮帶輸送到螺旋輸送機喂入輥磨。經過喂料系統預處理后的物料具有粒度均勻、金屬雜質含量低等特點，有助于穩定磨機運行狀態、降低設備磨損。

2.2粉磨、烘干、選粉系統

2.2.1粉磨過程

原料由喂料系統喂入輥磨內的下料錐并落到磨盤中央，物料在磨盤轉動產生的離心力作用下向邊緣流動，同時受到磨輥擠壓而被粉碎。粉碎后的物料繼續向邊緣流動并越過擋料圈，被風環處的高速熱風帶起，粗料回落到磨盤上再度粉磨，細料被熱風提升到選粉機進行選粉，剩余的粗料返回磨盤再度粉磨；未被風環處的熱風帶起的粗料落入風環下面的風室，由刮料板刮走并從排渣口排出，再通過外循環系統重新與新喂料一起入磨并進行上述粉磨烘干過程。

2.2.2烘干過程

熱風爐提供的熱風和循環風混合后從磨機的兩個進風口入磨，經風室、風環、磨機中殼體、選粉機、磨機出口、袋收塵器，袋收塵器實現了微粉產品和空氣的分離。空氣由主排風機排出，一部分排到大氣中，一部風作為循環風與熱風混合再度入磨。熱風在輥磨中對物料水分逐級烘干，粉磨爐渣時磨機進風口溫度在350℃以上，出口溫度在85～95℃。

2.2.3選粉過程

被磨輥碾磨后的物料越過擋料圈，被風環處的高速熱風帶起，粗料回落到磨盤上再度粉磨，細料被熱風提升到LV高效選粉機進行選粉。選粉機獲得的產品經袋收塵器收集入庫儲存。

粉磨系統工藝流程見圖1。

圖1　粉磨系統工藝流程圖

表1　原料容重、含水率和金屬鐵含量

圖2　原料的形態

3　原料性能

本文案例中使用的燃煤爐渣來自彭城某電廠，爐渣為煤粉爐產生的爐底渣，并經過碎渣機粉碎處理。礦渣來源于徐州某鋼鐵集團。

原料基本物理性能見表1、圖2，化學成分見表2。

表2　原料的化學成分分析，%

4　系統運行情況

該輥磨系統于2014年9月順利投產，運行一段時間后，2015年2月對系統運行情況進行了考核。

4.1粉磨爐渣時的運行情況

粉磨濕排燃煤爐渣時，成品細度指標參考一級粉煤灰的標準，在原料平均含水率高達29%的情況下，系統的喂料量可穩定在65t/h以上，比表面積在600m2/kg以上。同時，我們對系統各主機設備的運行電耗進行了統計，輥磨主電機、主排風機和選粉機的電耗分別為17.6、9.6、1.4kWh/t。

從系統運行狀態來看，喂料系統輸送濕粘物料比較流暢、穩定，不堵料；磨機烘干能力強，蒸發水分的能力可達20t/h以上，制備高比表面積產品粉磨電耗低，產品質量穩定，磨機振動值小（垂直振動0.7m/s），系統運行穩定。

4.2粉磨礦渣時的運行情況

粉磨礦渣時，干基成品產量可穩定在65t/h以上，礦粉比表面積在420m2/kg以上。同時對系統各主機設備的運行電耗進行統計，輥磨主電機、主排風機和選粉機的電耗分別為27.4、7.9、0.9kWh/t。

從系統運行狀態來看，產品質量穩定，磨機振動值小（垂直振動1.0m/ s），電耗低，系統運行穩定。

4.3系統控制經驗

輥磨的多功能化能夠大大擴展市場空間和實現產品多樣性，提高設備運轉率，為業主創造更為豐厚的利潤。但由于燃煤爐渣和礦渣的易磨性、含水率和產品的技術指標等有很大的差異，因此，控制參數也是截然不同的，在生產中需做好如下調整：

（1）溫度控制。燃煤爐渣含水率遠高于礦渣，熱風爐的爐膛溫度和輥磨的入磨溫度也相差很大，實際生產時，需控制好溫度。

（2）選粉機轉速和風量控制。由于爐渣微粉和礦粉產品的技術指標差異大，爐渣微粉比表面積在600m2/ kg以上，礦粉比表面積在420m2/kg以上，因此，選粉機的選粉濃度和線速度也不同。

（3）碾磨壓力和料層厚度控制。由于爐渣微粉的比表面積要求高，所需壓力較大，料層較薄時，磨機穩定性更好，粉磨效率高；而礦渣的易磨性較燃煤爐渣差，粉磨壓力也較大，但在料層較薄時磨機振動大，穩定性差，實際生產時，需要平衡兩種物料對壓力和料層的要求。

5　結語

通過生產實踐證明，采用TRM36.3輥磨粉磨礦粉和超細爐渣粉是可行的，且系統穩定性好、烘干能力強，能夠適應較大的原料水分波動，具有廣闊的應用前景。通過調整工藝參數即可實現兩種物料的粉磨，有效提高設備運轉率，增加經濟效益。

［1］http：//www.cpnn.com.cn/zdyw/201401/t2014 0117-649275.html.

［2］王昊.爐渣作為水泥混合材的試驗研究［D］，廈門大學，2014.

TRM 36.3W et Coal-fired Fu rnace Slag/Slag Vertical Roller System

LIUYong，SONG Liuqing，LIHuchen，WANG Jianhui，PENG Lingyun
（Tianjin Cement Industry Design&Research Institute Co.，Ltd.，Tianjin，300400）

In order to adapt tomaterialswith differentgrindability，highmoisture contentand different product specifications，a new roller mill device-TRM36.3 wet coal-fired furnace slag/slag vertical roller mill was designed and developed.The mill would be able to grind not only more than 25%moisture content of wet coal-fired furnace slag to prepare ultra-fine powders，butalso slag powder，which achievea specific surfacearea of 600m2/kg ormore with the rollmillmain motor consumption of 17～18kWh/t forwet coal-fired furnace slag，and the specific surface area of above 420m2/kg with the main motor electrical energy consumption of 26～28kWh/t for slag.Themillwasmulti-functionaland energy-saving，which willgreatly accelerate the solid waste utilization，and create more economic benefits.That was extremely important to energy conservation and environmental protection.

rollermill；coal-fired furnace slag；slag；grinding；ultrafine powder

TQ172.632.5

A

1001-6171（2016）03-0044-03

通訊地址：天津水泥工業設計研究院有限公司，天津300400；2015-08-28；編輯：孫娟