淺析水泥生產(chǎn)工藝的節(jié)能技術(shù)

鄭洪生

（新疆和靜天山水泥有限責任公司，新疆 和靜 841300）

建筑項目建設(shè)過程中水泥是重要的建筑材料，水泥與水、砂料石配置的混凝土，是保證建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定重要的載體。在水泥生產(chǎn)中對生產(chǎn)工藝進行技術(shù)改造，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、低投資的行業(yè)發(fā)展目標。

一、水泥行業(yè)節(jié)能潛力分析

電力和煤炭等是生產(chǎn)水泥主要的資源，水泥生產(chǎn)所消耗的成本，其中有三分之二來自電力和煤炭資源的消耗，我國現(xiàn)階段生產(chǎn)水泥，主要通過燃燒煤炭獲得水泥。使用回轉(zhuǎn)窯進行水泥生產(chǎn)時，一般會采用煙煤進行燃燒，而在立窯中使用無煙煤進行燃燒，不同生產(chǎn)方式對燃煤的質(zhì)量和性能等都會有對應(yīng)的要求。在現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展過程中，已經(jīng)將無煙煤或者低揮發(fā)分煤使用在回轉(zhuǎn)窯中進行燃燒，同時將節(jié)能環(huán)保技術(shù)應(yīng)用在水泥生產(chǎn)過程中，許多廢棄物都可以作為燃燒物進行水泥生產(chǎn)[1]。

我國水泥工業(yè)快速發(fā)展，盡管對水泥具有的綜合能耗指標的需求大幅度降低，但是與發(fā)達國家還是存在較大的差距。在4000t/d生產(chǎn)線上進行水泥生產(chǎn)，我國產(chǎn)生的水泥綜合能耗指標最高水平為91kgce/t，平均綜合能耗指標為97.5kgce/t，但是與國際綜合能耗指標87.5kgce/t相比還是明顯的差距。若可以提高我國水泥管理水平以及節(jié)能技術(shù)應(yīng)用能力，力求將綜合能耗指標與發(fā)達國家相同。在2009年我國水泥產(chǎn)量為16.46億噸，同時綜合能耗指標以4kgce/t的指標下降，可以使每年節(jié)約消耗的標煤為658.4萬噸。

二、傳統(tǒng)工藝與現(xiàn)代新型水泥生產(chǎn)工藝的技術(shù)創(chuàng)新對比

我國各行業(yè)發(fā)展過程對能源的消耗不斷增加，導(dǎo)致環(huán)境資源出現(xiàn)過度消耗、環(huán)境污染等嚴重的問題，這對各行業(yè)的發(fā)展有產(chǎn)生不同程度的限制。尤其是水泥行業(yè)對煤炭資源的需求較大，針對煤炭能源過度消耗以及產(chǎn)生的環(huán)境污染等問題，應(yīng)在水泥生產(chǎn)中加快創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，以綠色環(huán)保為理念實施環(huán)保節(jié)能措施，開拓出一條既能提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本以及綠色環(huán)保全新的發(fā)展道路。在傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備的落后，同時受到管理經(jīng)驗以及方式的束縛，會以高投入高風險的方式進行企業(yè)經(jīng)營，導(dǎo)致水泥生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的污染物質(zhì)，同時造成嚴重的環(huán)境污染問題。在現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展背景下創(chuàng)新水泥生產(chǎn)工藝，在保護環(huán)境的同時還能降低投入成本。與傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)相比，采用原料均化技術(shù)可以提升水泥材料生產(chǎn)效率，同時對原料的配料過程進行均化處理。但是在實際處理過程中受到設(shè)備的影響，微機設(shè)施無法準確控制材料的計量，無法完成均化處理。

以水泥生產(chǎn)中采用的傳統(tǒng)的立窯技術(shù)相比，該技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有對環(huán)境保護和降低生產(chǎn)成本的需求，同時工藝優(yōu)化措施實施較晚，影響到立窯技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。立窯工藝對于水泥生產(chǎn)是一項較高技術(shù)，但是在生產(chǎn)過程中要求非常精準的威份指標，每個威份的指標所需的限值很低，若無法保證限值在較低的水平，就無法生產(chǎn)出高質(zhì)量的水泥。對該生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)當?shù)貤l件和資源進行綜合考慮，以環(huán)保、降低生產(chǎn)成本和保證質(zhì)量為前提，配置完善的生產(chǎn)設(shè)備，增強環(huán)保塵收以及自動化處理等技術(shù)的管理[2]。

三、節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

（一）預(yù)粉磨技術(shù)

以球磨為基礎(chǔ)在前面配置一臺設(shè)備，該設(shè)備可以對材料在料床上進行粉磨處理，并增加原有的球磨系統(tǒng)節(jié)能效能。與單顆粒破碎設(shè)備相比，料床粉磨具備三種粉磨功能，分別為輥式磨、輥壓機以及筒輥磨。三種功能組建成對應(yīng)的粉磨設(shè)備，在水泥預(yù)粉磨技術(shù)中輥壓機使用較為廣泛。輥壓機與終粉磨的區(qū)別在于，輥壓機預(yù)粉磨包括的流程，分別為循環(huán)預(yù)粉磨、混合粉磨、部分終粉磨以及聯(lián)合粉磨。一般在預(yù)粉磨中，循環(huán)預(yù)粉磨與聯(lián)合粉磨較為常見。在預(yù)粉磨技術(shù)中，雖然循環(huán)預(yù)粉磨過程相對簡單，但是會產(chǎn)生良好的節(jié)能效果，一般以單耗能為例，可降低7-11%的耗能指標。而聯(lián)合粉磨流程相對繁瑣，在水泥粉磨過程中消耗電能會增加11-19%的電量。

在水泥生產(chǎn)過程中使用預(yù)粉磨技術(shù)，可以獲得良好的節(jié)能效果。在某公司二號線水泥生產(chǎn)過程中，采用輥壓機配置聯(lián)合粉磨系統(tǒng)進行水泥粉磨。其中輥壓機的電機功率為2×800KW，型號為TRP140/140,。帶V型選粉機和循環(huán)風機中，配置功率為3150KW的主電機，使用4.2m×13m規(guī)格的球磨機，選粉機為N-3500型號的設(shè)備，單位時間內(nèi)會消耗32.8KW·h/t能源。在對水泥粉磨過程中，若粉磨P.O42.5的水泥，使水泥在每克內(nèi)可以覆蓋3650cm2。在該公司一號生產(chǎn)線內(nèi)，配置規(guī)格為3.8m×13m的球磨機，球磨機圈流系統(tǒng)內(nèi)配置功率為2500KW的主電機，同時配置N-1500的選粉機，在粉磨P.042.5水泥時，粉磨至3810cm2/g時，系統(tǒng)消耗的電量為42.3KW·h/t，可有效節(jié)約電量為7KW·h/t。

（二）水泥助磨劑技術(shù)

采用水泥助磨劑技術(shù)，在水泥助磨過程中加入助磨劑，可以附著在水泥顆粒表面上，發(fā)揮降低顆粒表面自由能的作用，避免顆粒再次聚合，降低粉磨過程遇到的阻力，進而提高顆粒的易碎性。將助磨劑加入到磨機中，既能降低25%的耗電量，還能提升磨機10-25%的生產(chǎn)效率，同時使水泥強度在原有的基礎(chǔ)上增加3-5MPa。

（三）余熱利用技術(shù)

在國內(nèi)水泥生產(chǎn)中將窯頭和窯尾產(chǎn)生的廢氣，滿足烘干條件的同時利用余熱進行發(fā)電。在北方等地利用余熱技術(shù)和采暖相結(jié)合的方式，在冬季進行供暖。在某企業(yè)進行5500t/d級水泥生產(chǎn)過程中，實際生產(chǎn)能力可達到5800t/d，每年發(fā)電量會超過6661萬KW·h，為企業(yè)生產(chǎn)節(jié)約電量為6584萬KW·h。

（四）低投資技術(shù)

水泥生產(chǎn)中應(yīng)融入低投資技術(shù)，既能符合時代發(fā)展需要，還能推廣到各個水泥生產(chǎn)過程中。在節(jié)能環(huán)保新型工藝發(fā)展過程中，應(yīng)大力推廣無底庫、原料布料式均化庫以及雙均化生料庫等技術(shù)，可以減少相應(yīng)的水泥技術(shù)以及生產(chǎn)設(shè)備的投入[3]。

結(jié)束語：

綜上所述，我國應(yīng)加快預(yù)粉磨、助磨劑、余熱以及低投資等技術(shù)的推廣，既能符合當代對經(jīng)濟和環(huán)境發(fā)展的需求，還能為水泥創(chuàng)造巨大的發(fā)展空間，為我國水泥行業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。