湿式电石渣全代钙质原料预分解技术煅烧水泥熟料方法

摘要

本发明是一种湿式电石渣全代钙质原料煅烧水泥熟料的方法，属于资源与环境技术领域。本发明以湿式电石渣为钙质原料，采用预分解技术煅烧水泥熟料，其特点是湿式电石渣全代钙质原料煅烧水泥熟料，包括：(1)湿式电石渣烘干破碎，采用烘干破碎机和选粉机组合对湿式电石渣进行烘干破碎；(2)生料制备，占生料配比约80％的电石渣不再进入粉磨系统，而与其它按比例粉磨过的非钙质原料采用混料机进行混合；(3)预热预分解，生料和煤粉均采用分料装置进入预分解系统，控制生料和煤粉的加入点及加入量，使煤粉均衡燃烧，生料顺利分解。分解后的生料进入回转窑煅烧制成水泥熟料。本发明具有综合能耗低、CO

说明书

技术领域

本发明湿式电石渣全代钙质原料预分解技术煅烧水泥熟料方法属于资源与环境技术领域，具体是一种利用电石法湿式制乙炔工艺过程中产生的废渣浆全部替代钙质原料采用新型干法预分解技术生产水泥熟料方法。

背景技术

电石法湿式制乙炔装置在我国大量应用，在此过程中产生的废渣浆(简称湿式电石渣)是湿式乙炔生产中的副产物，其反应过程为：

CaCO₃→CaO+CO₂

CaO+3C→CaC₂(电石)+CO

CaC₂+2H₂O→C₂H₂(乙炔)+Ca(OH)₂(电石渣)

湿式电石渣含水量可达到85％～95％，经沉清池沉清后含水量可到60％～70％，如果再堆放一定时间，让水分自然蒸发后的含水量可到50％～55％，此时，如果要靠其自然降低水分已经很困难了。如任其自然堆积，必将对环境造成严重污染。利用湿式电石渣替代钙质原料生产水泥熟料是综合利用湿式电石渣的理想途径，不仅可以解决污染问题，还可以节省钙质资源，节能减排，实现循环经济的发展模式，获得良好的经济效益和社会效益。

近年来，以湿式电石渣作为钙质原料的新型干法生产工艺已有了初步的发展，但仍存在不少的缺陷。其主要不足有两个方面：

1电石法生产有湿式乙炔发生工艺和干式乙炔发生工艺之分，这两种工艺产生的副产物的物理状态完全不同，其脱水烘干需要的热量也相距甚远，其水泥生产系统会采用完全不同的配置才能做到最优、最省，而不是一种通用型的配置。

2现有方法强调电石渣100％替代天然石灰质原料，但对关键技术研究不够深入，实施的实际情况都未能达到用石灰石作原料的技术指标和效果，进而影响到整个系统的效果。

3现有烘干系统的流程及装备配置不完善，生产调控措施不当，给后续工艺系统带来一系列影响，导致整个系统效能下降。

4现生料制备系统流程是让占生料比例约80％的电石渣进入生料粉磨系统，与电石渣不进生料磨系统相比，生料磨设备选型加大，粉磨系统能耗增加，而对烧成过程的获益并不明显。

5当电石渣水分波动变化时，窑尾预分解系统单点喂料的方法难以控制和调节1级旋风筒出口的烟气温度，导致工艺参数的不稳定，影响系统效能。

6分解炉的炉型仍然采用传统形式的分解炉，对电石渣不同特性的适应性不够理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种湿式电石渣全代钙质原料预分解技术煅烧水泥熟料方法。采用本方法可以实现湿式电石渣全代钙质原料预分解技术煅烧水泥熟料，实现湿式电石渣烘干系统、生料制备系统、预分解系统的有机整合，并达到与传统石灰石原料生产时相当的生产能力和系统运转率，同时也能实现大型化配置。

本发明的工作原理，在湿电石渣烘干及生料制备中采用全新的“烘干破碎机+选粉机+混料机”模式，该方法充分考虑了湿式电石渣的物理及化学特性，“烘干破碎机+选粉机”的组合完成了湿电石渣的烘干和粉碎，直接达到生料的细度要求；在后续的生料配料中，约占生料总配比80％的电石渣不再进入生料磨系统，生料磨仅粉磨其它非钙质原料，粉磨后与电石渣一起进入混料机混合，然后进入生料均化库。在预分解系统中，采用“二级预热器+旋风喷腾式分解炉”，并将生料与煤粉均采用多点喂料的方式加入，通过对生料分料的调节来调节预热器出口烟气的温度以满足湿电石渣烘干对烟气温度的要求；通过对煤粉的分料调节来控制分解炉出口的烟气温度以满足生料的分解要求。

本发明采用的技术方案：

湿式电石渣全代钙质原料预分解技术煅烧水泥熟料方法，其特点是湿式电石渣滤饼以预热器排出的烟气作烘干热源，在特制烘干破碎机与大型选粉机系统中进行破碎、烘干、分选、循环作业，然后将分选后的细粉电石渣与其它经粉磨后的非钙质原料用混料机进行混合后制成生料，生料经分料装置分别加入预热器及分解炉中，燃料煤也分别从分解炉的不同位置加入，从而完成电石渣生料的分解，然后在回转窑中煅烧成水泥熟料。本发明是将电石渣烘干系统、生料制备系统、预热预分解系统进行有机整合，达到提高整体工效的目的，其工艺过程包括：

(1)湿式电石渣烘干系统

采用特制烘干破碎机对湿式电石渣进行烘干破碎，经过烘干破碎后的电石渣干粉中部分颗粒粒度较大，不能满足生料细度的要求，因此在烘干破碎机出口设置了选粉机，分选出的粗颗粒重新进入烘干破碎机循环，满足生料细度要求的电石渣干粉进入电石渣粉体集料系统。

(2)生料制备系统

在电石渣烘干工艺中得到的电石渣干粉细度已经满足生料细度的要求，因此在生料制备系统中约占生料总配比80％的电石渣干粉不再进入粉磨系统，而与其它粉磨过的非钙质原料采用混料机进行混合，混合后进入生料均化库。

(3)预热预分解系统

生料通过分料装置一部分喂入1级旋风预热器换热管，经过换热由1级旋风预热器分离后进入分解炉旋涡分解室，另一部分生料直接喂入分解炉混合室下部；通过控制喂入1级旋风预热器换热管中物料的比例，则可以实现对1级筒出口烟气温度的灵活控制，保证了湿电石渣烘干系统对烘干用烟气的温度要求，实现了预分解系统与湿电石渣烘干系统的合理衔接。

分解炉采用旋风喷腾式炉型，并将其功能细化，对电石渣性能的适应性更强，煤粉分为两部分喂入分解炉，一部分直接喂入旋涡燃烧室，利用三次风氧含量高的特点，促使煤粉顺利燃烧；另一部分煤粉喂入混合室下部。通过控制煤粉的喂入量比例，可以灵活地对分解炉出口温度进行调节以适应电石渣分解的温度变化，这样既实现了煤粉的顺利燃烧、促进了生料的顺利分解，又有效的控制了分解炉的出口温度，保证了系统的工况稳定，并遏制减弱了结皮堵塞情况的发生。

本发明技术可达到的效果：

(1)充分利用了电石法湿式制乙炔工艺排放的废渣浆，解决了电石法聚氯乙烯生产企业废渣浆堆放污染环境的问题，同时全部省去了制水泥常用的石灰石原料，节省了大量的自然资源，真正实现了综合利用、发展循环经济的目的。

(2)湿式电石渣全代钙质原料预分解技术煅烧水泥熟料与常规用石灰石作原料的水泥生产比较，可减少CO₂排放0.5kg/kg.cl，符合节能减排的目标。

(3)预分解系统与电石渣烘干系统的结合，可以满足湿电石渣水分在25～40％之间变化，提高了电石渣烘干系统的适应性。

(4)电石渣烘干系统与生料制备系统的结合，约占生料配比80％的电石渣不进入生料磨，大幅度降低了生料磨的选型规格，减少了设备投资和相应的土建施工成本。

(5)生料喂料的分料措施，可以灵活地调节预热器1级筒出口的烟气温度，满足后续的烘干工艺要求，提高了可操作性和系统的稳定性。

(6)煤粉喂料的分料措施，既保证了煤粉充分燃烧，又可以灵活地调节分解炉出口的温度，以满足生料分解的温度要求和减少了生料结皮堵塞的可能性。

(7)本发明充分考虑了电石法聚氯乙烯(PVC)生产的特点，根据不同电石渣性能进行有针对性的组合，并可按PVC生产规模进行配套和大型化，具有很强的实用性。

附图说明

图1是本发明湿式电石渣全代钙质原料煅烧水泥熟料方法的系统流程图；

图2是本发明湿式电石渣全代钙质原料煅烧水泥熟料方法的大型化预分解系统流程图。

图中：1回转窑、2窑尾烟室、3喂煤管道、4三次风管、5煤粉分料装置、6喂煤管道、7分解炉、8第二级旋风预热器、9第一级旋风预热器、10生料分料装置、11选粉机、12喷水系统、13混料机、14烘干破碎机、15生料喂料管、16生料喂料管。

具体实施方式

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和图2

湿式电石渣全代钙质原料预分解技术煅烧水泥熟料的方法是以湿式电石渣为钙质原料，采用新型干法技术煅烧水泥熟料，工作过程包括：

(1)湿式电石渣烘干系统

采用特制烘干破碎机(14)和选粉机(11)及喷水系统(12)组成烘干系统，对湿式电石渣滤饼进行烘干破碎，电石渣滤饼和从C1旋风筒排出的高温烟气进入烘干破碎机(14)，经过烘干后进入选粉机(11)进行分选，粗颗粒返回烘干破碎机(14)循环，细粉进入电石渣粉体集料系统，当系统断料或出现特殊情况时，喷水系统(12)可以起到降温保护作用。

(2)生料制备系统

由于电石渣的粒度在烘干系统中已经达到生料要求，因此在生料制备系统中电石渣干粉不再进入生料磨，而是经过计量后直接进入混料机(13)，其它经配料粉磨过的非钙质物料也进入混料机(13)与电石渣干粉进行混合，混匀后的生料进入生料均化库。

(3)预热预分解系统

在窑尾生料喂料系统中，生料通过分料器(10)一部分(16)喂入第一级旋风预热器(9)的换热管，经过换热和第一级旋风预热器(9)分离后进入分解炉(7)的旋涡分解室，另一部分(15)物料直接喂入分解炉(7)的混合室下部；煤粉也分为两部分喂入分解炉(7)，一部分(6)直接喂入旋涡燃烧室，另一部分(3)喂入混合室下部。通过控制各生料和煤粉的喂入量比例，使煤粉正常燃烧，给生料分解提供热量。

(4)水泥熟料煅烧系统

经过预热预分解的生料进入回转窑(1)煅烧水泥熟料。

当生产规模较大时(比如达到5000t/d)，可根据基础条件设计为图2的流程，将预热器和烘干系统分为A、B系列，并保证热量分配的均衡。