一种白水泥熟料漂白工艺装置及工艺方法

摘要

本发明公开了一种白水泥熟料漂白工艺装置及工艺方法，白水泥熟料从回转窑送出后，需经过高温导料机输送至漂白机进行漂白，并依次经过破碎机破碎后，最后通过篦冷机进行冷却；所述白水泥熟料从回转窑出口送出时的温度为1450±50℃，从高温导料机送出时的温度为1350±50℃，进入篦冷机时的温度为550±50℃。本发明工艺方法结合白水泥熟料矿物的稳定、转型温度要求设定了多个温度控制点，在满足白熟料漂白质量的前提下，最大限度的分级回收余热，用于改善回转窑内和分解炉内的煅烧环境，提高煅烧效率并降低了系统热耗，可实现降耗12%以上，达到每公斤熟料热耗4395kJ/kgcl左右，白水泥熟料白度87%的性能指标。

说明书

技术领域

    本发明属于特种水泥生产技术领域，尤其涉及白水泥熟料生产及漂白的技术装备和工艺方法。

背景技术

白水泥生产过程中，熟料的白度是一个重要的技术经济指标，为了保证白水泥熟料的白度，在熟料出窑时必须进行漂白，而目前的漂白工艺有两种，一种是浸水漂白。即出窑熟料直接被溜到漂白机，而漂白机是浸在水池里，熟料在漂白机里浸水数分钟后，由漂白机输出，完成漂白工序，此时熟料水分含量很大，需要后续干燥处理，改工艺技术落后正逐步被淘汰。另一种是淋水漂白。即出窑熟料通过下料通道溜到漂白机内，漂白机内设有喷水管，水喷淋在熟料上实现冷却。该工艺存在2个问题：1）喷水量若控制不好，导致喷水过量，出料水分偏大；2）喷淋产生的热蒸汽易串到回转窑中，影响烧成，需要漂白机后面的排气风机控制负压，但因其结构缺陷控制困难。更重要的是这两种漂白工艺都没能回收熟料在漂白冷却过程中的余热，使得白水泥熟料烧成热耗较高，最终导致白水泥生产成本高。本项发明的目的是改进漂白工艺和装备，在保证漂白需求过程中回收部分余热，在确保白水泥熟料漂白质量前提下，提高煅烧效率，降低白水泥熟料的烧成热耗，实现优质、低耗、节能减排、降本增效的多赢功效。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷和技术问题，本发明提供了一种白水泥熟料漂白工艺装置及工艺方法，改进了现有白水泥熟料漂白工艺，实现余热的有效利用，通过余热提高系统煅烧效率，达到增产、降耗、增效的作用。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：一种白水泥熟料漂白工艺装置，包括回转窑、高温导料机、漂白机、辊式破碎机、篦冷机和换热器，所述回转窑的出口通过高温导料机与漂白机的入口连接，所述漂白机的尾端出口依次连接辊式破碎机和篦冷机，所述漂白机的尾端设有引风机，并通过管道与换热器壳程连接；所述用于流通空气的换热器管程出口与篦冷机的冷却风入口连通，同时换热器的管程出口还通过高压风机与高温导料机连通；所述篦冷机的冷却风经与熟料热交换后的热风通过管道分别与回转窑和分解炉的送风口连接。

对上述技术方案改进，还包括收尘器和拉链机，所述收尘器与换热器壳程的出口连接；所述拉链机分别设在换热器和收尘器的底部。

进一步的，所述篦冷机的尾部的冷却余风出口与收尘器的入口连接。

进一步的，所述回转窑的窑口设有窑头罩，并与高温导料机连接。

本发明另一目的是提供了一种基于上述装置的白水泥熟料漂白工艺方法，具体步骤如下：白水泥熟料从回转窑送出后，需经过高温导料机输送至漂白机进行漂白，并依次经过破碎机破碎后，最后通过篦冷机进行冷却；所述白水泥熟料从回转窑出口送出时的温度为1450±50℃，从高温导料机送出时的温度为1350±50℃，进入篦冷机时的温度为550±50℃。

作为优选，所述漂白机尾端设有引风机，并通过引风机将热蒸汽送入换热器的壳程进行换热。

作为优选，所述换热器管程通入空气，经过换热后的温度为130±50℃。

有益效果：相对于现有技术，本发明优点：（1）在回转窑和漂白机之间设置高温导料机，并控制进入漂白机前的温度在1350℃左右，从而在确保白水泥熟料中矿物的稳定和保留部分低价态铁（例如：二价铁氧化物等）的基础上，能有效回收白水泥熟料的余热；（2）控制漂白温度，建立多次余热回收路线，有效回收余热，降低能耗。

附图说明

图1为本发明所述白水泥漂白工艺装置的结构示意图。

图中：回转窑1、窑头罩2、高温导料机3、漂白机4、辊式破碎机5、篦冷机6、换热器7、高压风机8、收尘器9、拉链机10。

具体实施方式

下面结合附图并以具体实施例，进一步阐明本发明。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

通常回转窑的出料温度在1450℃左右，白水泥熟料的主要矿物为C₃S、C₂S、C₃A，其稳定温度是在1250℃以上。而白水泥矿物大多以多氧化合物，在一定温度下会现成多配位体结构，不同的金属氧化物可以共同组成结晶体的核心。矿物中固溶的有色金属氧化物部分在1500摄氏度以上已形成高价态氧化物，这部分客观存在，但还有部分是在1200℃以下才发生高价态的转化，漂白急冷的作用就是要阻止这部分氧化物的转化；在高于白水泥熟料矿物稳定的温度实施漂白还可以使固溶在矿物中的金属氧化物以玻璃体形式存在，避免其氧化。本发明的目的就在于在不影响熟料矿物漂白效果的同时，尽可能多回收余热。

本发明主要创新点在于：（1）在回转窑和漂白机之间设置高温导料机，并控制进入漂白机的温度在1350℃左右，在保证白水泥熟料矿物稳定及矿物中部分有色金属（例如二价铁金属氧化物等）不被氧化变色的基础上，能有效回收白水泥熟料的余热，而且装置的特殊结构还避免了漂白机内的水蒸气串入窑内，影响熟料的烧成；（2）通过对漂白温度的控制，建立多次余热回收路线，有效回收余热，降低能耗。

如图1所示，一种白水泥熟料漂白装置及工艺方法，白水泥熟料从回转窑出口送出时的温度通常在1450℃左右，主要矿物为C₃S、C₂S、C₃A, 其中不可避免的会固溶有色金属氧化物（例如铁的氧化物），采用还原气氛煅烧可以保持金属氧化物以低价态离子配位（例如：铁以+2价态配位），而以上矿物在1250℃以上可以稳定存在，但随着温度的降低，矿物会发生晶型转变，固溶的金属氧化物也会被氧化成高价态而使熟料增色，影响其白度。因此控制在1350℃对熟料实施漂白急冷，可保留部分低价态的金属氧化物（例如：FeO、Fe₃O₄）；部分固溶矿物以玻璃体形式存在削弱着色能力，反射光的能力增强，增加白度；此温度下漂白产生的高温水蒸气部分会发生分解产生H⁺和OH^-，H⁺会与Fe³⁺反应，使Fe³⁺变为Fe²⁺,而另一部分OH^-与Fe³⁺反应生成Fe(OH)₃呈绿色，与可见光谱中的白光波长所示的颜色相近，从而保证了白水泥熟料的白度。对比目前的漂白工艺，窑头首先对100℃左右的温差实施了回收，控制熟料1350℃入漂白机漂白，试验及实践证明并没有影响到漂白质量，重要的是回收了热能。

从高温导料机导出的白水泥温度在1350℃后，进入漂白机进行淋水降温，同时在漂白机尾端的引风机作用下将热蒸汽引出送入换热器的壳程，避免了蒸汽串到窑头而影响熟料烧成；漂白后的水泥熟料温度控制在500～600℃，这时熟料中的矿物已迅速越过分解温度或晶型转变温度以介稳态和玻璃体形式保持下来，此时有色金属氧化物也基本稳定。而现有技术中，漂白机出来的白水泥熟料温度为100多度，大量的热量被浪费。漂白机卸出的熟料再经过破碎后，进入篦冷机进行后程冷却和余热回收。具体是换热器管程通入空气经过换热后温度可达130℃左右，一部分作为冷却风（现有技术直接利用空气作为冷却风）进入篦冷机对500℃左右熟料进行冷却的同时吸收余热，此时空气温度可达400℃左右（现有技术只有200℃左右），并作为二次风送入回转窑进行补充，同时还作为三次风送入分解炉中；换热器换热后达到130℃左右的另一部分热空气则送入高温导料机中进行吸热，通过高压风机控制风量确保高温导料机出来的熟料温度在1350℃左右，确保进入漂白机的熟料温度，以免影响漂白质量，确保熟料矿物中的有色金属氧化物以低价态的配位留存，减少氧化变色发生，保证了白水泥熟料的白度。

从图1中还可以看出，通过换热器换热降温后的热蒸汽与篦冷机尾端出来的冷却余风一同送入收尘器中进行粉尘收集，将得到的白水泥熟料粉尘通过拉链机送入熟料库，该过程中热蒸汽和篦冷机尾端的余风含有较高熟料粉尘，具有回收价值，从而避免了污染空气，同时有效回收余热。

本发明工艺方法结合白水泥熟料矿物的稳定、转型温度要求设定了多个温度控制点，在满足白熟料漂白质量的前提下，最大限度的分级回收余热，用于改善回转窖内和分解炉内的煅烧环境，提高煅烧效率并降低了系统热耗。可实现降耗12%以上。(每公斤熟料热耗4395kJ/kgcl左右，白水泥熟料白度87%)。