水泥生產(chǎn)工藝節(jié)能技術探究

劉金滿

唐山盾石建筑工程有限責任公司 河北唐山 064000

目前我國水泥生產(chǎn)過程相對落后。部分地區(qū)仍然采用傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)工藝，是傳統(tǒng)的立窯生產(chǎn)工藝。由于大量的投資和嚴重的污染，這一生產(chǎn)過程越來越不能滿足社會生產(chǎn)的需要。

1 傳統(tǒng)的水泥立窯生產(chǎn)工藝危害

中國是水泥消耗大國也是水泥生產(chǎn)大國，傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)對人類和社會的發(fā)展起到了重要作用，同時也給人類和生態(tài)環(huán)境帶來了危害，粉塵和有害氣體的排放嚴重破壞了大氣環(huán)境以及人類健康，尤其是排放到大氣中的SO2對環(huán)境污染更嚴重。

SO2在空氣中氧化后會形成硫酸鹽氣溶膠，使其毒性增加10倍以上，人接觸和吸入這些有毒氣體后，會引起咳嗽、胸悶、眼睛刺激、呼吸困難等癥狀，甚至會引起呼吸功能衰竭[1]。因此，開發(fā)水泥生產(chǎn)工藝節(jié)能技術是當前水泥生產(chǎn)商必須經(jīng)歷的歷程，也是社會大環(huán)境所需。

2 節(jié)能技術的應用

2.1 變頻控制技術

回轉窯主傳動產(chǎn)生的動力主要用來驅動頻率控制技術電機。工作的特性要求電機系統(tǒng)只有具有高的起動扭矩和穩(wěn)定的調速性能的電機系統(tǒng)才能適配回轉窯。因為回轉窯散熱高，直流電機會快速損壞碳刷和換向器頭，導致不穩(wěn)定低速運行，產(chǎn)生大量功耗。轉窯電機驅動系統(tǒng)應用變頻調速技術，形成交流調速驅動系統(tǒng)，減排效果非常顯著。變頻器和交流電機組成交流調速系統(tǒng)。逆變器是無源逆變器，其將商用頻率相互轉換。通過控制變頻器、變頻交流電機驅動來完成回轉窯的拖動任務，實現(xiàn)回轉窯牽引變頻控制和同步控制。可以將回轉窯高扭矩要求充分滿足。在調速過程中十分穩(wěn)定，節(jié)能效果也是非常明顯。回轉窯的所有主傳動系統(tǒng)都可以運用技術[2]。

2.2 燃燒技術的改進

新型雙管燃燒器除了傳統(tǒng)的多通道燃燒器的優(yōu)點外，燃燒器可以將燃燒區(qū)局部高溫現(xiàn)象消除，更加合理的分布火焰溫度，可以使窯爐長時間的運行。新型雙管燃燒器的主要優(yōu)點是可以消除了內管道，調整旋流器和外管道旋流強度。當環(huán)形射流的厚度增加到三倍于管道燃燒器厚度時，燃燒器的燃燒效率會大大降低。可以將空氣和煤粉的點火速度延緩，降低火焰的最高溫度，將燒結區(qū)耐火磚的使用壽命不斷延長。省去了傳統(tǒng)多風燃燒器的內外空氣調節(jié)閥，簡化了系統(tǒng)，一次風機大概節(jié)約百分之三十。由變速箱的手輪調節(jié)火焰的形狀，通過變速箱上的顯示器提示。可以簡單、準確的控制火焰。風機通過螺桿泵將煤粉送入雙管式燃燒器，高壓離心風機提供外部空氣。

煤粉燃燒技術同時，由于煤粉在足夠的氧區(qū)內完全燃燒，與之前傳統(tǒng)工藝相比較，能耗顯著降低。

減少窯熱損失在回轉窯運行當中，汽缸空氣中損失的熱量占總熱量大于百分之二十。周圍的空氣通過襯套和汽缸接收回轉窯中的熱氣流的熱量。內襯的導熱性能越好，熱阻越小，熱損失越大。因此，提高窯襯絕熱效果，降低窯缸的熱損失是提高窯襯熱阻的重要措施。

3 節(jié)能措施

3.1 分解和節(jié)能措施

采用CB20單層防潮磚。CB20單層加濕保溫磚是由工作層和保溫層組成的輕質高強耐磨耐高溫磷化磚。由于保溫磚強度高，導熱系數(shù)低，抗熱震性好，可將圓筒表面冷卻至70-90℃。磚體密度比普通粘土磚輕，減少了窯系統(tǒng)的重量負荷和窯的能耗。采用CB20磚后，在一定程度上提高了分解區(qū)的材料溫度、氣流和襯里材料，且材料的分解反應較為完整。

砌筑技術為了減緩物料在分解區(qū)的移動速度，延長物料的加熱時間，可采用防剝落高、低磚三通固定環(huán)強化分解區(qū)的功能。在鋪設高和低的磚之后，攪拌材料層，這增加了向表面供給的材料的機會。材料內層的傳熱也不斷增加，材料的移動速度也同時減緩了，加快了材料的分解速度，氣流、耐火磚和材料之間的溫差不斷增大，為提高傳熱能力準備了條件。

3.2 使用熱管技術的排氣系統(tǒng)

煙氣具有較高的溫度和大的體積，并且?guī)ё叽蠹s33%的熱量，這將是非常大的熱量損耗。使用余熱來提高爐膛熱效率、將能耗的關鍵降低。最近幾年，對煙氣的余熱進行回收是一個較為廣泛的節(jié)能措施，那就是使用熱管技術，這項技術取得的效果也是明顯的。熱管技術可用于降低廢氣溫度、減少煙氣的熱損。有許多類型的熱管。熱管為填充有一定量工作介質的密封、干凈、抽真空的真空管。介質可以是純水、丙酮、乙醇或鈉、堿等金屬等。當?shù)蜏睾透邷責嵩聪蚬軆葌鳠釙r，當管下端的液體工質被加熱時，它快速蒸發(fā)并且上升到熱管的頂部。因為在上殼體外部低溫冷源的吸熱作用，蒸汽遇冷凝結成水滴，散發(fā)汽化潛熱。根據(jù)其自身的重力，液滴沿著管壁流回并加熱并再次蒸發(fā)。該過程是連續(xù)的，并且非常快速地完成了熱回收的任務[3]。

3.3 除灰、除水能耗

3.3.1 降低除灰、除渣能耗

窯粉塵帶走的熱量占熱耗的約1%-4%。雖然窯灰的重量較小，但也是不能忽略的原料。避免了電除塵器的開啟和關閉，提高了除塵器的效率，選擇了合適的窯風速，原料顆粒重量和換熱設備可以減少窯粉塵的數(shù)量，減少窯塵帶走的熱量。

3.3.2 降低除濕能耗

漿液的含水量越高，蒸發(fā)所消耗的熱量就越大。為了減少泥水蒸發(fā)的熱量，有必要減少泥水，減少或消除外部的抽水。采用稀漿提高漿料的流動性是降低漿料蒸發(fā)熱量的關鍵，是實現(xiàn)節(jié)能、提高濕窯產(chǎn)量的一種經(jīng)濟、方便的途徑。理論上，對于漿料水分的每1%的還原，熟料的熱消耗可以降低1%-2%，熟料的產(chǎn)率可以提高1.5%-2.5%。

4 結語

伴隨著中國經(jīng)濟的騰飛，企業(yè)之間日益激烈的競爭，加上環(huán)境和資源問題，是現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展面臨的一個緊迫問題。企業(yè)的發(fā)展傳統(tǒng)必須改變，概念是加強管理，同時最大限度地提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，同時引進先進的技術和設備。