专利名称：一种无限制兼容电石渣和石灰石作原料生产水泥熟料方法
技术领域：
本发明涉及一种无限制兼容电石渣和石灰石作原料生产水泥熟料方法，属于资源与环境技术领域，具体是一种无限制兼容电石渣和石灰石作钙质原料，采用新型干法技术生产水泥熟料的方法。
背景技术：
电石法乙炔装置在我国大量应用，在此过程中产生了大量的废渣(电石渣)，电石渣中的主要成分是Ca(OH)2，其对环境会产生严重污染，而且难以处理。但利用电石渣作为钙质原料替代石灰质矿物生产水泥熟料则是一个良好的途径，不但可以消除污染，还可以节约石灰石矿物，降低水泥生产成本，达到废弃物资源化利用、实践循环经济的目标。目前新型干法生产技术已成为电石渣制水泥的技术选择，但是在具体的实践中出现了一些问题，主要表现在三个方面其一，电石渣和石灰石的分解温度差异很人，造成分解炉出口的烟气温度控制不一样；其二，电石渣和石灰石的热容差别较大，造成在生料的预热过程中，所需要的梯级换热次数不一样，即利用电石渣与利用石灰石生产时的预热器配置不一样；其三，由于化工生产企业与水泥生产企业的规模配套与不同步因素存在，电石渣的来源存在不稳定性，所以要使水泥生产系统保持稳定就要求水泥生产装置能兼容电石渣和石灰石作为钙质原料。而目前的水泥生产装置兼容性较差，且技术经济指标不先进，技术方案还存在缺陷，需要进一步的深入改进。
发明内容
本发明解决了新型干法电石渣制水泥技术及目前的新型干法工艺无法兼容钙质原料使用电石渣和石灰石的难题，提供了一种新的电石渣制水泥生产方法，钙质原料可以兼容100%使用电石渣和100%使用石灰石以及两者以任意比例搭配使用。本发明提供了一种采用五级旋风预热器配强化悬浮喷腾式分解炉的预热预分解系统，同时设置了多点喂料装置，使预热器系统可以在五级和三级之间切换。这种方法充分考虑了电石渣和石灰石的物理和化学性质的差别，并结合了目前先进的预热预分解技术。实现了新型干法电石渣制水泥生产线也可以兼容石灰石作为钙质原料的突破，保证了系统的兼容性和运转率。本发明的工作原理，预分解装置充分考虑了电石渣和石灰石的理化特性差异， 电石渣和石灰石的主要差异在于，(1)电石渣的分解温度为560°c，石灰石的分解温度为 8900C ； (2)电石渣的热容较高只需要三级预热器就可以满足预热的要求，而石灰石的预热则需要五级预热器才可以满足要求。分解炉的主要功能是燃料的完全燃烧和生料的充分分解，即需要兼顾燃料的燃烧特性和生料的分解特性。强化悬浮喷腾式分解炉即可以满足上述要求，燃料在漩涡分解室内燃烧，物料分布于漩涡分解室的边壁，不会给燃料燃烧带来负面影响，在混合室内，生料分解，燃料继续燃烧，完成燃料燃烧和生料分解的任务。利用石灰石作为钙质原料时，预分解装置切换为五级旋风预热器配强化悬浮喷腾式分解炉，分解炉的出口温度控制在850 890°C ；利用电石渣作钙质原料时，预分解装置切换为三级旋风预热器配强化悬浮喷腾式分解炉，分解炉分为两个功能区间，第一个区间为燃料的充分燃烧区，其主要功能为完成燃料的完全燃烧，第二个区间为高温烟气降温区，通过在该区间喂入生料吸收高温烟气的热量来降低分解炉出口烟气的温度，降低进入预热器系统的烟气温度。分解炉的出口温度控制在700 800°C。本发明采用的技术方案新型干法电石渣制水泥技术，同时钙质原料兼容电石渣和石灰石。其特点是钙质原料完全利用电石渣，同时在电石渣短缺的条件也可以采用石灰石，工艺过程包括(1)窑尾喂料窑尾喂料分为两路，一路喂入一级筒和二级筒之间的风管，一路喂入三级筒和四级筒之间的风管，通过改变喂料点的位置，实现预热器系统在三级预热器和五级预热器之间的切换。(2)生料预热预分解采用电石渣为钙质原料时，预分解系统切换为三级旋风预热器配强化悬浮喷腾式分解炉，生料分为两部分进入分解炉，一部分进入分解炉漩涡分解室，一部分进入分解炉混合室的中部，分解炉出口温度控制在700 800°C。采用石灰石为钙质原料时，预分解系统切换为五级旋风预热器配强化悬浮喷腾式分解炉，生料全部进入分解炉漩涡分解室，分解炉出口温度控制在850 890°C。采用石灰石和电石渣共同作为钙质原料时，生料分为两路喂入预热器，即一路喂入一级筒和二级筒之间的风管，一路喂入三级筒和四级筒之间的风管，两喂料点的分配比例根据生料中电石渣的含量进行调节。系统内各点温度的控制主要通过分料调节和燃料量的控制，满足不同状况的要求。(3)煤粉燃烧与生料分解燃料通过燃料喷管喂入分解炉预燃室内，同时从上级预热器下来的生料喂入分解炉漩涡分解室内，在漩涡分解室内生料贴壁分布保护炉壁，中心形成高温燃烧区，燃料进行强化燃烧。采用电石渣作为钙质原料配制生料时，生料分成两部分进入分解炉，一部分进入分解炉的漩涡燃烧室，一部分喂入分解炉混合室的中部，吸收高温烟气的热量，生料完成分解，同时控制分解炉出口温度在700 800°C。采用石灰石作为钙质原料配制生料时，生料全部进入分解炉的漩涡燃烧室，同时控制分解炉出口温度在850 890°C。(4)回转窑煅烧经过预热预分解后的生料进入回转窑煅烧成水泥熟料。本发明技术可达到的效果①充分利用了电石法乙炔工艺排放的废渣，解决了电石法聚氯乙烯生产企业废渣堆放污染环境的难题，同时实现了电石渣的资源化利用，节省了生产水泥熟料常用的石灰石矿物，节省了大量的自然资源，实现了综合利用、发展循环经济的目的。②电石渣可以全部替代石灰石作为钙质原料，与用石灰石作原料的水泥生产比较，可减少(X)2排放0. 51kg/kg. Cl，其中不包括燃料消耗减少造成的(X)2排放减少量；而且由于烧成热耗的降低，可以减少燃料的消耗量，降低了生产成本，同时实现了节能减排的目标。③预分解系统兼容性强，能适应原料条件的变化，当电石渣的供应短缺时，可以使用石灰石补充来保证生产线的正常运行。④本系统钙质原料利用电石渣时，系统的运转率及生产能力与目前的新型干法水泥生产线指标相一致。
图1是本发明的系统流程图。图中1旋风预热器、2回转下料器、3三通阀、4旋风预热器、5旋风预热器、6分料阀、7旋风预热器、8旋风预热器、9分解炉、10回转窑。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的内容及特点，兹配合附图详细说明如下实施例1参照附图1新型干法电石渣制水泥技术，同时兼容石灰石为钙质原料，其工作过程包括(1)窑尾喂料窑尾生料首先通过回转下料器2然后进入三通阀3，三通阀接两路喂料管一路喂入旋风预热器1和旋风预热器4之间的风管；一路喂入旋风预热器5和旋风预热器7之间的风管。旋风预热器5下的喂料管中设置了分料阀6，将物料分为两部分，一部分进入旋风预热器7和旋风预热器8之间的风管，一部分进入分解炉9混合室的中部。利用石灰石为钙质原料时，生料通过三通阀3后喂入旋风预热器1和旋风预热器4之间的风管，利用电石渣为钙质原料时，生料通过三通阀3后喂入旋风预热器5和旋风预热器7之间的风管。(2)生料预热预分解利用电石渣为钙质原料时，生料喂入旋风预热器5和旋风预热器7之间的风管，同时打开分料阀6进入分解炉的旁路。预分解系统形成3级旋风预热器配强化悬浮喷腾式分解炉，生料在预分解系统内完成预热预分解，分解炉的出口温度控制在700 800°C。利用石灰石为钙质原料时，生料喂入旋风预热器1和旋风预热器4之间的风管，关闭分料阀6进入分解炉的旁路。预分解系统形成5级旋风预热器配强化悬浮喷腾式分解炉， 生料在预分解系统内完成预热预分解，分解炉9的出口温度控制在850 890°C。采用石灰石和电石渣共同作为钙质原料时，生料分为两路喂入预热器，即一路喂入旋风预热器1和旋风预热器4之间的风管，一路喂入旋风预热器5和旋风预热器7之间的风管，两喂料点的喂料分配比例根据生料中电石渣的含量进行调节。(3)煤粉燃烧与生料分解煤粉通过煤粉燃烧器喂入分解炉9预燃室，在三次风的作用下迅速燃烧，生料自四级筒7下料管喂入分解炉漩涡燃烧室，贴着分解炉9漩涡燃烧室壁面运动，保护壁面不受高温的烧蚀，同时生料部分分解，进入分解炉混合室后，燃料和生料充分混合，进一步的完成燃料的燃烧和生料的分解。
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利用电石渣作为钙质原料配制生料时，生料分成两部分进入分解炉，一部分随四级筒7下料管进入分解炉9的漩涡燃烧室，一部分通过分料阀6后喂入分解炉9混合室的中部，吸收高温烟气的热量，生料完成分解，分解炉出口温度控制在700 800°C ；利用石灰石作为钙质原料配制生料时，生料全部进入分解炉9的漩涡燃烧室，同时控制分解炉出口温度在850 890°C。(4)回转窑煅烧熟料经过预热预分解后的生料进入回转窑10系统煅烧水泥熟料。
权利要求
1.一种无限制兼容电石渣和石灰石作原料生产水泥熟料方法，利用电石渣和石灰石作钙质原料，采用新型干法技术生产水泥熟料，其特征是钙质原料可完全采用电石渣，也可完全采用石灰石，在电石渣量不足的情况下也可以将任意比例的石灰石与电石渣搭配作钙质原料使用，工艺过程包括(1)窑尾喂料窑尾喂料通过三通分料阀的控制分为两路，一路喂入第一级预热器和第二级预热器之间的风管，一路喂入第三级预热器和第四级预热器之间的风管，通过改变喂料点的位置，实现在三级预热器和五级预热器之间进行切换。(2)生料预热预分解完全采用电石渣为钙质原料时，预分解系统切换为三级旋风预热器配强化悬浮喷腾式分解炉，生料分为两部分进入分解炉，一部分进入分解炉漩涡分解室，一部分进入分解炉混合室的中部，分解炉出口温度控制在700 800°C。完全采用石灰石为钙质原料时，预分解系统切换为五级旋风预热器配强化悬浮喷腾式分解炉，生料全部进入分解炉漩涡分解室， 分解炉出口温度控制在850 890°C。系统内各点温度的控制主要是通过分料调节和燃料量的控制，满足不同状况的要求。(3)燃料燃烧与生料分解燃料通过燃料喷管喂入分解炉预燃室内，同时从上级预热器下来的生料喂入分解炉漩涡分解室内，在漩涡分解室内生料贴壁分布，中心形成高温燃烧区，燃料进行强化燃烧。采用电石渣作为钙质原料时，生料分成两部分进入分解炉，一部分进入分解炉的漩涡燃烧室，一部分喂入分解炉混合室的中部，吸收高温烟气的热量，生料完成分解，同时控制分解炉出口温度在700 800°C ；采用石灰石作为钙质原料时，生料全部进入分解炉的漩涡燃烧室，同时控制分解炉出口温度在850 890°C。(4)回转窑煅烧经过预热预分解后的生料进入回转窑煅烧成水泥熟料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，钙质原料可以完全利用电石渣或石灰石， 也可以将电石渣和石灰石以任意比搭配作钙质原料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分解炉分为两个功能区，包括燃料强化燃烧区和高温烟气降温区，通过该设计分解炉出口的温度可以根据需要控制在700 890°C
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预热预分解系统可以在五级预热器系统和三级预热器系统之间进行切换。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，钙质原料完全利用电石渣时预分解系统采用三级旋风预热器配强化悬浮喷腾式分解炉。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，三级旋风预热器出口设置了分料阀，一股物料直接喂入分解炉混合室的中部。
全文摘要
本发明涉及一种无限制兼容电石渣和石灰石作原料生产水泥熟料方法，属于资源与环境技术领域。本发明以电石渣为钙质原料，采用新型干法技术煅烧水泥熟料，其特点是钙质原料可100％利用电石渣，并兼容100％利用石灰石为钙质原料，或两者以任意比例混合使用。主要工艺包括(1)窑尾喂料，通过改变喂料点的位置，实现预热器在三级和五级之间切换；(2)生料预分解，采用可切换为三级预热器的五级预热器配强化悬浮喷腾式分解炉，燃料完成燃烧，生料完成分解，分解炉的出口温度控制在700～890℃；(3)回转窑煅烧，经过分解后的生料进入窑内煅烧成水泥熟料。本发明具有电石渣资源化程度高、节能减排效果明显、系统兼容性强等特点。
文档编号C04B7/14GK102260052SQ20101019705
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月30日 优先权日2010年5月30日
发明者文柏鸣, 蔡顺华, 陈军磊, 高敏 申请人:成都建筑材料工业设计研究院有限公司