新型干法水泥技术原理与应用讲座_连载三_第三讲生料均化技术

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量 ! 生料经斜槽进入库底中心的搅拌仓中 $ 图! ’" # 生料 在 库 内 既 有 重 力 混 合 又 有 径 向 混 合 ! 中心室亦有少量空气搅拌 ! 故均化效果较好 ! 一般 单库可达 6 ! 双库并联可达 !, ) 电力消耗亦较小 ! 一 般为 ,("1!,(6& 2345 ! 同时 ! 库内物料卸空率较高 $
特 约 讲 座
新型干法水泥技术原理与应用讲座 !连载三"
陈全德 崔素萍 北京工业大学 !%)))&&"
第三讲
!
生料均化作用
生料均化技术
拌库虽然均化效果 !2 " 高 % 但耗电量大和多库间 歇作业是其缺点 # 均化链 $ 中 % 生 料均化是最重要的链环 & 高长明先生曾对此作了归 纳 % 如表 % 所示 & 在生料制备四个主要链环中 % 生 料均化年平均均化周期较短 % 均化效果良好 % 又是 生料入窑前的最后一个均化环节 % 其重要地位十分 显著 & 半个多世纪以来国内外学者一直重视均化率 的不断改进和优化 & 特别是悬浮预热和预分解技术 诞生以来 % 在同湿法生产模式竞争中 ’ 均化链 ( 的 不断完善 % 支撑着新型干法水泥生产的发展和大型 化 % 保证生产 ) 均衡稳定 ( 进行 % 其功不可没 & 因 此% 在新型干法水泥生产的生料 制 备 过 程 #均 化 链 ( 中 % 生料均化占有最重要的地位 & 表! 生料制备系统各环节功能和工作量
图 ! 充气装置示意图 图# 间歇式均化库底部四等分扇形 对角轮流充气时生料运动情况示意图
图 " 空气搅拌均化库库底各种分区方式 图 " 所示为采用陶瓷多孔板作为透气材料的 充气装置单元! 各种充气区可装设成扇状’ 条状 或 同 心 圆 环 体 " 一 般 设 有 1 !2 个 充 气 区 " 可 分 别 独立供气" 如图 ! 所示! 充气方式可分为定时’ 轮流 ’ 巡回供气多种 ! 一般 "31 区供搅拌空气 " 同 时向其他各区域供空气总量 !$4 的治化空气 ! & 1$ 采 用 四 等 分 扇 形 充 气 装 置 在 对 角 线 充 气 时 " 库内生料运动状态见图 * ! 要力求搅拌空气在 较低的风压’ 风量状态下运行" 做到既满足搅拌 要求又防止 ( 吹空 )" 以免 浪 费 空 气 和 降 低 搅 拌 效 果% & %$ 对 充 气 装 置 设 备 及 透 气 材 料 质 量 ’ 安 装 质量都要有高标准要求" 要防止漏气 (短路 ) 和 防止透气材料堵塞 % 图$ 伯力休斯公司双层库示意图
穴效应 (! 使下流的生料能 够 切 割 库 内 已 平 铺 的 所 有料层! 依靠重力进行均化) 而当生料进入混合 室或均化室后则由空气进行搅拌均化$ 一般重力 均 化 效 果 ’ %!# 可 达 &’$ !"() ! 气 力 均 化 效 果 *%&+ 可 达 "(, !"() $ 这 样 - 整 个 均 化 效 果 %.%! "%& 可 达
"#$%&’%( )*#*+( 公司的混合室
均化库示意图
图 - ./01 中心室库 图,
"#$%&’%( )*#*+( 公司的
均化室均化库
!0 料层 ) &0 漏斗形卸料 ) "0 充气区 ) /0 阀门 ) )0 流星控制阀
门 ) 10 回转窑空气压缩机 ) 60 集料斗 ) $0 吸尘器
!"
建材发展导向
!,,7" 左 右 #! 使 经 过 库 内 重 力 切 割 层 均 化 后 的 物
料 ! 在进入小仓后再经搅拌后卸料 ! 以增加均化效 果 ! 一般 1,89: 压力的空气即可满足搅拌要求 ! 故 动力消耗不大 $ 目前 ! 多料流式均化库已得到广泛 推 广 应 用 $ 例 如 + ;<=> 中 心 室 库 * 伯 力 休 斯 2? 库 * 史 密 斯 @? 库 以 及 中 国 A30A9 库 * B@ 型 多 料 流库均属此类型 $
生料制备系 平均均化 统内各环节 周期 !!# 矿山 预均化堆场 生料磨 均化库
出料 $!" 果 $%!$&
’!%(’ &! ’ %!%) )/-!. "%) "%!"& "%!"&
"&!"%) "%!"& "%!"& +!%) %!&
*%) ,-!.) )!%1.)
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! 为各环节的生料累计平均值达到允许的目标值时所需的运转时间
!"# 双层式均化库
双层式均化库 实 质 上 也 是 间 歇 式 空 气 搅 拌 库 " 建材发展导向
!""!年第 " 期
!"
特 约 讲 座
呈 圆 锥 形 斜 面 ! 向 库 中 心 倾 斜 " 斜 度 一 般 为 !"# 左右 #$ 环形区内分为 $ 个 小 区 布 置 充 气 装 置 ! 并 由空气分配阀轮流充气! 使生料膨松活化! 向中 央的混合室或均化室流动$ 这样! 当每个活化生 料 区 向 下 卸 料 时 ! 都 产 生 %漏 斗 效 应 & ’或称鼠
!!! 连续式均化库
连 续 式 均 化 库 系 克 拉 得 斯 & 78(9:;9< ’=0=>< $ 公司开发" 为混合室库后改进为均化室库" 见图
%’ 图 5 " 其特点是 *
&" $ 兼备储存与均化功能 % 均化原料系采用库 内 + 平铺直取 )" 与混 合 室 或 均 化 室 内 空 气 搅 拌 相 结合 % & !$ 库 顶 中 心 设 有 生 料 配 器 " 来 料 被 分 成 2 份 " 通过 2 个放射状空气斜槽输送入库 " 使入库生 料在库内仅铺成很薄料层, 而往往库内入料的同 时 " 库下同时卸料 % &* $ 库底部设置的混合室或均化室 " 其环形区
,()/!!(,$ 2345 $
!"#!$ %&’( 型中心室均化库 ;<=> 中心室库如图 6 所示 ! 其特点如下 $
’! # 库底中心设置一个大型圆锥 ! 通过它可将 库内荷载传递到库壁 ! 结构比较合理 $ ’& # 库壁与圆锥之间形成环形区 ! 并将其分为
1 !$ 个 充 气 区 ! 由 1 !$ 个 流 量 控 制 阀 门 控 制 卸 料
$!!) 之间 $
’ /# 混 合 室 及 均 化 室 库 的 区 别 主 要 在 于 库 下 部设置的空气搅拌室的形状与容积大小 ! 如图 "0) 及 图 "01 所 示 $ 混 合 室 为 尖 顶 ! 容 积 较 小 ) 均 化 室为圆柱形* 容积大$ 因此! 均化室库均化效果 好 于 混 合 室 库 ! 前 者 % 为 !, !!) ! 后 者 为 $ !!, $ 均 化 电 耗 ! 均 化 室 库 约 !($ !&(& 2345 ! 混 合 室 库 为
"
生料均化原理
主要是采用空气搅拌 % 重力作用下产生的 # 漏
斗效应 (
! 或称鼠穴效应 "% 使 生 料 粉 向 下 落 降 时
切割尽量多层料面予以混合 & 在不同流化空气的作 用下 % 使沿库内平行料面发生大小不同的流化膨胀 作用 % 有的区域卸料 % 有的区域流化 % 从而使库内 料面产生径向倾斜 % 进行径向混合均化 & 水泥工业所用的生料均化库 % 都是利用三种均 化作用原理进行匹配设计的& 例如* 间歇式均化 库 % 就是采用空气搅拌原理 % 使生料粉按规定要求 进行沸腾 + 翻滚达到搅拌混合均匀的目的 & 这种搅
#
生料均化库的类型
#$! 间歇式均化库
间歇式均化 库 是 水 泥 工 业 最 早 利 用 的 均 化 库 % 这种均化库由于动力消耗 大 等 原 因 已 逐 步 被 淘 汰 % 但其基本原理及利用高压空气充分搅拌生料的作用 已被许多新型连续式均化库移植 + 改进和吸纳 & 间 歇式均化库的特点是 * !% " 库容一般较小 % 个数较多 % 库内生料依靠
6$)) 左右 " 土建造价高 " 上下操作不方便 " 在 2$
年代随着连续式均化库的出现而逐步被取代 %
!$$ !!%$ &’( " 每 吨 生 料 需 压 缩 空 气 "$ !!$ )*" 电
耗 !+,!*+! -. /0 " 均化效果可达 "$!"% ! &*$ 库 底 设 有 各 种 形 式 的 充 气 装 置 " 透 气 部 件可选陶瓷多孔板或涤纶 ’ 尼龙等纤维物 !
碳酸钙标准偏差 进料 $%!" 均化效 均化完成工作 量比例 !"
发 % 主 要 在 于 保 证 满 意 的 均 化 效 果 !2" 的 同 时 % 力求节约电能消耗 & 因此 % 无论哪种型式的多料流 均化库都是尽量发挥重力均化的作用 % 利用多料流 使库内生料产生众多漏斗流同时产生径向倾斜料面 运动 % 提高均化效果 & 此外 % 在力求弱化空气搅拌 以节约电力消耗的同时 % 许多多料流库设置容积大 小不等的卸料小仓 % 使生料库内已经过漏斗流及径 向混合流均化的生料再卸 入 库 内 或 库 下 的 小 仓 内 % 进入小仓内的物料再进行空气搅拌% 而后卸出运 走& 不同类型的均化库均化效果高低 + 电力消耗大 小等 % 关键在于三种均化作用匹配和利用技术水平 的高低 & 不同的匹配方式 % 就要求均化库有不同的 结构 + 设备 + 控制装置和软件 % 这也就是各种不同 类型的区别所在 & 同时% 还要强调的就是操作+ 管理和维修问 题 & 高新技术的应用对用户也提出了相应的现代化 管理概念 % 再好的装备不按其规定的要求办事 % 也 就不能发挥其应有的作用和效果 & 过去 % 一些生产 线均化库使用效果不够理想 % 不能长期保持较高的 均化效果 % 固然同某种均化库设计 + 设备水平不高 有关 % 但是管理 + 操作不当 % 长期失修等也是一个 普遍存在的问题 % 对此亦应引起高度重视 &
!""! 年第 " 期
特 约 讲 座
!"#"$ %& 型控制流式均化库 !"#"$%&’()* 公 司 控 制 流 库 + ,-’).-//0( !/-1 $&/- 简称 ,! 库2 如图 3 所示 ! 其特点如下 "
#4 $ 的的联接处四周开有许多入料孔 % &5 $ 中心室与均化库壁之间的库底分为 4;!4: 个 充 气 区 % 每 区 装 设 5 !7 条 装 有 充 气 箱 的 卸 料 通 道 % 通 道 上 沿 径 向 铺 有 若 干 块 盖 板 ! 形 成 8 !9 个 卸料孔% 卸产时! 充气装置向两个相对区轮流充 气 ! 以使上方出现多个漏斗凹陷 ! 漏斗沿直径排成 一列 ! 这样随着充气变换而使漏斗物料旋转 ! 从而 使物料在库内不但产生重力混合 ! 同时产生径向混 合 ! 增加均化效果 % &7 $ 库 下 中 心 室 连 续 充 气 ! 再 进 行 搅 拌 均 化 ! 因此均化效果较高 % 生料卸空率较高 % & 8 $ <! 库 单 库 使 用 时 ! 均 化 效 果 & F $ 可 达
*)+ 混合室库及均化室 内 结 构 较 复 杂 ! 充 气 装
置及空气搅拌室维修困难 ! 生料卸空率低 ! 电耗较 大是其缺点 $ 目前 ! 已逐渐被多料流式均化库所代 替$
!"# 多料流式均化库
多料流式 均 化 库 是 目 前 使 用 比 较 广 泛 的 库 型 $ 其原理是侧重于内的重力混合作用 ! 而基本不用或 减小气力均化作用 ! 以简化设备和节省电力 $ 在混 合室或均化室库内 ! 仅设有一个轮流充分区 ! 向搅 拌仓内混合进料 ! 而多料流式均化库则有多处平行 的料流 ! 漏斗料柱以不同流量卸料 ! 在产生纵向重 力混合作用的同时 ! 还进行了径向的混合 ! 因此一 般单库也能使均化效果 % 达到 6 $ 同时 ! 也有许多 类型多料流库在库底增加了一个小型搅拌仓 ’ 一般
!"
建材发展导向
!""! 年第 " 期
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高压气流均化和翻滚搅拌! 由于搅拌是一库一库 间歇进行 " 故亦称间歇式空气搅拌均化库 ! # !$ 由 于 间 歇 搅 拌 " 一 般 设 有 两 个 以 上 的 搅 拌库和一个大容积的储存库% 一个在入料到一定 数量后开始搅拌" 完成搅拌作业后即输送到储存 库去! 这时" 生料改入另一个搅拌库" 如此循环 作业 " 一般每库搅拌 时 间 约 需 "# 左 右 " 搅 拌 气 压 它是为了缩短搅拌后的生料出料时间 " 简化流程而 研发% 一般上层是多个空气搅拌库" 下层为储存 库 " 见图 1 % 双 层 库 在 5$ 年 代 研 发 后 " 6$ 年 代 在 国 外 应 用 较 多 % 但 是 由 于 双 层 库 高 度 一 般 在 5$ !
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