专利名称：节能环保水泥熟料生产方法
技术领域：
本发明涉及的是一种节能环保水泥熟料生产方法，属于水泥建筑材料技术领域。
背景技术：
现有机械立窑因其高径比大，其通风阻力较大，对大直径立窑风阻不易平衡，窑内燃烧不完全，有害气体排放较高，产量较低，电耗较高，在其使用大布袋除尘设备收尘时，为避免布袋结露，要求立窑湿料层较薄，底火较浅，煤耗较大。熟料冷却制度较差，出窑熟料温度高，冷却效果较差，熟料强度相对较低，游离氧化钙相对较高，质量相对下降。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的缺陷，提出一种新型节能环保水泥熟料生产方法，具有环保，节能，提高质量，节省投资等特点。
本发明的技术解决方案其特征是工艺步骤分A、水泥熟料煅烧；B、大布袋除尘；C、水泥熟料冷却。所述的水泥熟料煅烧工艺A，水泥熟料煅烧用立窑，其立窑的直径D大于4.0m，立窑的高度H∶立窑的内径D＝1.6～0.8∶1；含煤生料球从窑顶喂入窑内，料球自上而下运动，空气自下而上运动，煅烧窑自上而下分为三带预热带，高温烧成带和冷却带；所述的预热带温度150℃左右，自由水的蒸发过程；温度150～750℃，发生粘土矿物脱水与碳酸镁开始分解；由于入大布袋烟气由出窑烟气和冷却机废气混合而成，故出窑烟气温度允许较低，因此可以加厚预热带，增加湿料层厚度，降低煤耗。所述的烧成带温度750～800℃，烧失量明显减少，碳酸盐分解与固相反应，由于吸热反应，故升温速率缓慢.当温度升到1100℃，分解速率迅速增加.游离氧化钙达到最大值.固相反应释放大量热量，物料上升了300℃，在1250～1300℃，氧化钙射出光辉，使得分解带物料黑暗，温度1250～1450～1250℃.在1250～1280℃开始出现液相，在1450℃，液相量增加，游离氧化钙吸收，水泥熟料化合物形成。所述的冷却带熟料继续向下运动，与温度较低的二次空气相遇，熟料温度下降，一般熟料温度可降至300-500℃。
所述的大布袋除尘工艺B，采用圆形砖混结构，烟气经大布袋除尘净化后，排空。
所述的水泥熟料冷却工艺C，采用高阻力篦板，篦板阻力是普通篦板阻力的两倍以上，空气穿过篦板缝隙产生速度达到40m/s，经过初步冷却的熟料通过下料管进入熟料冷却机，进一步冷却，此时通过高风速，大风量冷风快速冷却，使熟料温度迅速下降到100℃以下，篦冷机废气与立窑烟气共同进入大布袋除尘。
本发明的优点煅烧窑具有高径比小，其窑内煅烧通风阻力小，2窑内风阻易平衡，窑内燃烧完全，有害气体排放少，煤耗低，电耗低，单位截面积产量高，大布袋除尘不依赖窑炉煅烧，即窑炉煅烧不影响大布袋除尘使用等特点。水泥熟料冷却机是一种骤冷式冷却机，用鼓风机吹冷风，将铺在篦板上成层状的熟料加以骤冷，使熟料温度由500℃左右骤降至100℃以下，熟料的强度大大提高，游离氧化钙大大降低，冷却的大量废气入大布袋除尘，保证大布袋废气温度，避免结露，使大布袋除尘不受立窑操作影响。冷却机最大的优点就是强制通风，强制冷却，所以出料温度低，熟料质量好。性能要求是高冷却效率、高热回收率和高运转率。
具体实施例方式
水泥熟料煅烧立窑的出料管接入水泥熟料冷却机的入料管，水泥熟料冷却机的废气出口管与水泥熟料煅烧立窑烟气出口管共同接入大布袋除尘器。
实施例1，水泥熟料煅烧工艺A，水泥熟料煅烧用立窑，其立窑的直径D大于4.0m，立窑的高度H∶立窑的内径D＝1.6∶1；含煤生料球从窑顶喂入窑内，料球自上而下运动，空气自下而上运动，煅烧窑自上而下分为三带预热带，高温烧成带和冷却带；所述的预热带温度150℃左右，自由水的蒸发过程；温度150℃，发生粘土矿物脱水与碳酸镁开始分解；由于入大布袋烟气由出窑烟气和冷却机废气混合而成，故出窑烟气温度允许较低，因此可以加厚预热带，增加湿料层厚度，降低煤耗。
所述的烧成带温度750℃，烧蚀量明显减少，碳酸盐分解与固相反应，由于吸热反应，故升温速率缓慢.当温度升到1100℃，分解速率迅速增加.游离氧化钙达到最大值.固相反应释放大量热量，物料上升了300℃，在1250～1300℃，氧化钙射出光辉，使得分解带物料黑暗，温度1250～1450～1250℃.在1250～1280℃开始出现液相，在1450℃，液相量增加，游离氧化钙吸收，水泥熟料化合物形成。
所述的冷却带熟料继续向下运动，与温度较低的二次空气相遇，熟料温度下降，一般熟料温度可降至300℃。
大布袋除尘工艺B，用圆形砖混结构，烟气经大布袋除尘净化后，排空。水泥熟料冷却工艺C，采用高阻力篦板，篦板阻力是普通篦板阻力的两倍，空气穿过篦板缝隙产生速度达到40m/s，经过初步冷却的熟料通过下料管进入熟料冷却机，进一步冷却，此时通过高风速，大风量冷风快速冷却，使熟料温度迅速下降到100℃以下，冷却机废气与立窑烟气共同进入大布袋除尘。
实施例2水泥熟料煅烧立窑的直径D大于4.0m，立窑的高度H∶立窑的内径D＝0.8∶1。含煤生料球从窑顶喂入窑内，料球自上而下运动，空气自下而上运动，煅烧窑自上而下分为三带预热带，高温烧成带和冷却带；所述的预热带温度150℃左右，自由水的蒸发过程；温度750℃，发生粘土矿物脱水与碳酸镁开始分解；由于入大布袋烟气由出窑烟气和冷却机废气混合而成，故出窑烟气温度允许较低，因此可以加厚预热带，增加湿料层厚度，降低煤耗。
所述的烧成带温度800℃，烧蚀量明显减少，碳酸盐分解与固相反应，由于吸热反应，故升温速率缓慢.当温度升到1100℃，分解速率迅速增加.游离氧化钙达到最大值.固相反应释放大量热量，物料上升了300℃，在1250～1300℃，氧化钙射出光辉，使得分解带物料黑暗，温度1250～1450～1250℃.在1250～1280℃开始出现液相，在1450℃，液相量增加，游离氧化钙吸收，水泥熟料化合物形成。
所述的冷却带熟料继续向下运动，与温度较低的二次空气相遇，熟料温度下降，一般熟料温度可降至500℃。
大布袋除尘工艺B，用圆形砖混结构，烟气经大布袋除尘净化后，排空。水泥熟料冷却工艺C，采用高阻力篦板，篦板阻力是普通篦板阻力的两倍，空气穿过篦板缝隙产生速度达到40m/s，经过初步冷却的熟料通过下料管进入熟料冷却机，进一步冷却，此时通过高风速，大风量冷风快速冷却，使熟料温度迅速下降到100℃以下，冷却机废气与立窑烟气共同进入大布袋除尘。
实施例3，水泥熟料煅烧立窑的直径D大于4.0m，立窑的高度H∶立窑的5内径D＝1.2∶1。含煤生料球从窑顶喂入窑内，料球自上而下运动，空气自下而上运动，煅烧窑自上而下分为三带预热带，高温烧成带和冷却带；所述的预热带温度150℃左右，自由水的蒸发过程；温度150～750℃，发生粘土矿物脱水与碳酸镁开始分解；由于入大布袋烟气由出窑烟气和冷却机废气混合而成，故出窑烟气温度允许较低，因此可以加厚预热带，增加湿料层厚度，降低煤耗。
所述的烧成带温度770℃，烧蚀量明显减少，碳酸盐分解与固相反应，由于吸热反应，故升温速率缓慢.当温度升到1100℃，分解速率迅速增加.游离氧化钙达到最大值.固相反应释放大量热量，物料上升了300℃，在1250～1300℃，氧化钙射出光辉，使得分解带物料黑暗，温度1250～1450～1250℃.在1250～1280℃开始出现液相，在1450℃，液相量增加，游离氧化钙吸收，水泥熟料化合物形成。
所述的冷却带熟料继续向下运动，与温度较低的二次空气相遇，熟料温度下降，一般熟料温度可降至400℃。
大布袋除尘工艺B，用圆形砖混结构，烟气经大布袋除尘净化后，排空。
水泥熟料冷却工艺C，采用高阻力篦板，篦板阻力是普通篦板阻力的两倍，空气穿过篦板缝隙产生速度达到40m/s，经过初步冷却的熟料通过下料管进入熟料冷却机，进一步冷却，此时通过高风速，大风量冷风快速冷却，使熟料温度迅速下降到100℃以下，冷却机废气与立窑烟气共同进入大布袋除尘。
由于新型煅烧窑窑体高度低，降低了设备投资和窑房土建投资，降低了提升机等输送设备的高度从而降低了输送设备的投资。本实用新型与传统机械立窑比较，节电节能效果显著，由于高度降低风阻下降，风机可换用功率小的电机，故电耗较低，窑的单机电耗为5-8KWh/吨熟料，比普通机械立窑低3/4(普通机械立窑单机电耗为16-20KWh/吨熟料)，同时随着高度降低，窑的边壁效应减少，中部通风变好，窑内风阻更加平衡，有效降低了煤耗，提高了单位截面产量，一般熟料热耗650Kcal/kg-cl，熟料标准煤耗95kg，单位截面产量6-8t/m2，立窑内径达4.0m时，并立窑的单机日产量突破2000吨/日。由于单位截面产量提高，在同等生产能力的前提下投资可节约一半；由于通风阻力小，窑内通风改善，有利于快速烧成，故熟料质量好，熟料f-CaO下降，熟料二十八天抗压强度大于65MPa，比普通机械立窑高10-15Mpa；因为窑内煅烧完全，有害气体排放少，生产更清洁、更环保。由于窑的高度降低，出窑熟料的温度提高，我们采用冷却效率更高的篦冷机。
冷却机采用高阻力篦板，篦板阻力远远大于普通篦板，空气穿过篦板缝隙产生速度达到40m/s，通过实验可知，当速度达到一定时，篦床压力再增加，风速不发生变化，这就告诉我们穿过高阻力篦板的冷风，继续穿过料层时，风速变化很小，结果为通过篦床上的冷风速度均匀，冷却速度均匀。所以不需要太多的风量。更由于现代立窑出窑熟料经过现代立窑冷却系统的前道冷却，熟料温度大大降低，所以冷却需风量大大降小，风机功率减小，冷却机的电量大大降低；冷却机的综合热效率由60％左右提高到75％以上。由于是针对新型水泥煅烧生产工艺的要求，所以更加贴近及适合立窑熟料的冷却要求。采用最新冷却机理，使熟料能被快速冷却以达到熟料最佳的化学组成及好的易磨性。充分提高风温，为水泥生产节省燃料，熟料的热耗指标下降了3-5％。消除常规冷却机的故障点，使冷却机的运转率能与窑同步。采用新的冷却形式及篦板机构，使热端篦板寿命得到极大提高。结构简单，维护方便，适合中国国情。冷却机废气进入大布袋除尘，可以保证入大布袋烟气温度适当，防止结露和烧袋。
大布袋除尘由于采用圆形砖混结构，解决了圆形钢结构除尘器的腐蚀后难修复的缺点，而且具有投资少、造价低、箱体部分不需要作保温防腐处理，使用寿命长等优点；采用电脑控制、分室反吹清灰、温度检测显示并自动调控等措施，高效、稳定运行，出口排放浓度低于国家标准，可达50mg/Nm3以下。下进风结构设计，避免火星冲刷滤袋，安全系数高；采用电脑控制系统，多点测温自动温控系统，运行安全、稳定、可靠；采用脉动反冲清灰技术，清灰效果好、能耗低、运动部件少、维修量少；采用砖混承重结构设计，结构稳定、抗震放开裂等级高、主体使用寿命长、耐腐蚀、保温性能好、适应性强。
与国内部分先进立窑企业及干法旋窑经济技术指标比较如下表
由上表可见本发明实现了立窑企业向优质、节能、节耗方向的转变，实现了立窑企业的可持续发展，焕发出立窑企业更加蓬勃的生机，为广大立窑企业的生存和发展探索出一条更具前景的道路。
权利要求
1.节能环保水泥熟料生产方法，其特征是工艺步骤分A、水泥熟料煅烧，B、大布袋除尘，C、水泥熟料冷却；所述的水泥熟料煅烧工艺A，水泥熟料煅烧用立窑，其立窑的直径D大于4.0m，立窑的高度H∶立窑的内径D＝1.6～0.8∶1；含煤生料球从窑顶喂入窑内，料球自上而下运动，空气自下而上运动，煅烧窑自上而下分为预热带，高温烧成带和冷却带；所述的大布袋除尘工艺B，采用圆形砖混结构，烟气经大布袋除尘净化后，排空；所述的水泥熟料冷却工艺C，采用高阻力篦板，篦板阻力是普通篦板阻力两倍，空气穿过篦板缝隙产生速度达到40m/s，经过初步冷却的熟料通过下料管进入熟料篦冷机，进一步冷却，此时通过高风速，大风量冷风快速冷却，使熟料温度迅速下降到100℃以下，冷却机废气与立窑烟气共同进入大布袋除尘器。
2.根据权利要求1所述的节能环保水泥熟料生产方法，其特征是所述的预热带，温度150℃左右，自由水的蒸发过程；温度150～750℃，发生粘土矿物脱水与碳酸镁开始分解；由于入大布袋烟气由出窑烟气和冷却机废气混合而成，故出窑烟气温度允许较低，因此可以加厚预热带，增加湿料层厚度，降低煤耗。
3.根据权利要求1所述的节能环保水泥熟料生产方法，其特征是所述的烧成带，温度750～800℃，烧蚀量明显减少，碳酸盐分解与固相反应，由于吸热反应，故升温速率缓慢.当温度升到1100℃，分解速率迅速增加.游离氧化钙达到最大值.固相反应释放大量热量，物料上升了300℃，在1250～1300℃，氧化钙射出光辉，使得分解带物料黑暗，温度1250～1450～1250℃.在1250～1280℃开始出现液相，在1450℃，液相量增加，游离氧化钙吸收，水泥熟料化合物形成。
4.根据权利要求1所述的节能环保水泥熟料生产方法，其特征是所述的冷却带，熟料继续向下运动，与温度较低的二次空气相遇，熟料温度下降，一般熟料温度可降至300-500℃。
全文摘要
本发明是一种节能环保水泥熟料生产方法，工艺分水泥熟料煅烧；大布袋除尘器；水泥熟料冷却。其中水泥熟料煅烧工艺，水泥熟料煅烧立窑的直径D大于4.0m，立窑的高度H∶立窑的内径D＝1.6～0.8∶1；含煤生料球从窑顶喂入窑内，料球自上而下运动，空气自下而上运动，煅烧窑自上而下分为预热带，高温烧成带和冷却带；大布袋除尘工艺，采用圆形砖混结构，烟气经大布袋除尘净化后，排空；水泥熟料冷却工艺，采用高阻力篦板，空气穿过篦板缝隙产生速度达40m/s，经初步冷却的熟料通过下料管进入熟料冷却机，进一步冷却，熟料温度下降到100℃以下，其废气与立窑烟气进入大布袋除尘。优点具有环保，节能，提高质量，节省投资等特点。
文档编号C04B7/00GK1994950SQ20061016158
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月28日 优先权日2006年12月28日
发明者缪建通 申请人:缪建通