新型干法水泥生产工艺流程及污染治理

1. 石灰石原料
石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰 石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥 生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要 1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。
2. 黏土质原料 黏土质原料主要提供水泥熟料中的SiO2、 Al2O3、及少量的Fe2o3。天然黏土质原料有黄 土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。其中黄 土和黏土用得最多。此外，还有粉煤灰、煤 矸石等工业废渣。黏土质为细分散的沉积岩， 由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云 母及其它水化铝硅酸盐。
氮氧化物的污染防治
防治Nox的首要措施就是优化窑和分解 炉的燃烧制度，保持适宜的火焰温度和 形状，控制过剩空气量，确保喂料量和 喂煤量均匀稳定，保障篦式冷却机运行 良好，采用低NOx的喷煤管等。同时考 虑窑操作不正常情况，还需设置专门的 脱氮措施。
篦式冷却机
5、水泥生产过程中CO2气体的产生
1、在水泥煅烧窑中排放的CO2,来源于 水泥原料中碳酸盐分解和燃料燃烧。当 前，生产水泥熟料的主要原料为石灰石。 2、普通硅酸盐水泥熟料含氧化钙65% 左右，根据化学反应方程式 (CaCO3=CaO+CO2)算出：每生产1吨水 泥熟料生成0.511吨CO2
6. 水泥熟料的烧成
在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生 一系列的固相反应，生成水泥熟料中的矿物。 随着物料温度升高近时，矿物会变成液相， 溶解于液相中的和进行反应生成大量（熟 料）。熟料烧成后，温度开始降低。最后由 水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷 却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的 温度，同时回收高温熟料的余热，提高系统 的热效率和熟料质量。
（2）气固分离
当气流携带料粉进入旋风筒后，被迫在旋风筒筒体 与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋转流动， 并且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直 可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升， 由排气管排出。
（3）预分解
它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑 尾上升烟道，设燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热 过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉内 以悬浮态或流化态下迅速进行，使入窑生料的分解 率提高到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸 盐分解任务，移到分解炉内进行；燃料大部分从分 解炉内加入，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧 带的热负荷，延长了衬料寿命，由于燃料与生料混 合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换 热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高 效、低耗等一系列优良性能及特点。
生料制备的工作原理：
电动机通过减速装置带动磨盘转动，物料通过锁风 喂料装置经下料溜子落到磨盘中央，在离心力的作 用下被甩向磨盘边缘交受到磨辊的辗压粉磨，粉碎 后的物料从磨盘的边缘溢出，被来自喷嘴高速向上 的热气流带起烘干，根据气流速度的不同，部分物 料被气流带到高效选粉机内，粗粉经分离后返回到 磨盘上，重新粉磨；细粉则随气流出磨，在系统收 尘装置中收集下来，即为产品。没有被热气流带起 的粗颗粒物料，溢出磨盘后被外循环的斗式提升机 喂入选粉机，粗颗粒落回磨盘，再次挤压粉磨。
干法水泥生产流程图
四、水泥生产的环境污染及治理
1、废水污染及治理 污染来源：水泥工业的水污染主要为生产设 备外排的冷却水、水收尘产生的废水、化验 室废水。 治理办法：近年水泥企业一般都建立了循环 水系统,水的循环利用率在95﹪左右,废水产生 量约为0.075m3/t熟料，排放量约为 0.003m3/t。熟料化验室废水经酸碱中和处理 后外排,水收尘逐渐淘汰,水泥工业对水环境的 污染已不再是污染的主体。
二氧化硫污染治理技术
水泥生产中减少SO2排放有下列几种措 施： 更换原料；在生料磨内吸收；加消石灰 —Ca（OH）2；设D-SOx旋风筒；设水 洗塔等。其中最简单有效的方法就是新 型干法生产线选择合适的硫、碱比，同 时采用窑磨一体机运行和袋式除尘器。
4、氮氧化物（NOX）
在水泥生产过程中排放的NOx，主要来 源于燃料高温燃烧时、燃烧空气中的N2 在高温状态下与氧化合生成。其生成量 取决于燃烧火焰温度，火焰温度越高、 则N2被氧化生成的NOx量越多。在新型 干法生产系统中，由于50%～60%的燃 料是在温度较低的分解炉中燃烧的。
5.预热分解
工作原理： 预热器的主要功能是充分利用回转窑 和分解炉排出的废气余热加热生料，使 生料预热及部分碳酸盐分解。为了最大 限度提高气固间的换热效率，实现整个 煅烧系统的优质、高产、低消耗，必需 具备气固分散均匀、换热迅速和高效分 离三个功能。
（1）物料分散
换热80%在入口管道内进行的。喂入预热器管道中 的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料折转向 上随气流运动，同时被分散。
二氧化碳的治理办法
1、烘干原燃料。用废气的余热烘干原 燃料可省去烘干用煤，生产每吨水泥熟 料可省去烘干用煤0.02吨，减少0.0476 吨CO2排放。 2、磨细水淬矿渣和分级优质粉煤灰、 硅灰等，从而使原料及能源消耗及CO2 排放量大大减少。
6、噪声污染
水泥厂的噪音主要来自磨机、空压机、罗 茨鼓风机、高压离心通风机、破碎机、各种 泵等设备 噪音治理技术：1、应优先采用低噪声的设 备，如：粉磨设备中立式辊磨和辊压机替代 球磨，离心风机采用低噪声型的和低转速的， 罗茨风机优先采用低噪音的三叶罗茨鼓风机， 空气压缩机优先采用螺杆式压缩机。
新型干法水泥生产工艺流程
以及污染物治理
梁维 杨秀娟
目录
• • • • • • • • • 一、水泥生产原燃料及配料 1、石灰石原料 2、粘土质原料 3、校正原料 二、硅酸盐水泥熟料的矿物组成 三、工艺流程 1、破碎及预均化 2、原料预均化 3、 生料制备
目录
•
• • • • • • • • • • •
皮带溜子 水泥磨辊
4. 生料均化
新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳 定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳 定入窖生料成分的最后一道把关作用。 均化原理： 采用空气搅拌，重力作用，产生“漏斗效应”，使 生料粉在向下卸落时，尽量切割多层料面，充分混 合。利用不同的流化空气，使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倾斜，进行径向混合均 化。
2、原料预均化
原料预均化的基本原理：就是在物料堆 放时，由堆料机把进来的原料连续地按 一定的方式堆成尽可能多的相互平行、 上下重叠和相同厚度的料层。取料时， 在垂直于料层的方向，尽可能同时切取 所有料层，依次切取，直到取完，即 “平铺直取”。
3. 生料制备
• 干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力 约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨 占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占 40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流 程，优化工艺参数，正确操作，控制作业 制度，对保证产品质量、降低能耗具有重 大意义。
2、对设备及厂区车间进行消声和隔离 高压离心风机和罗茨风机安装消声器，发出 噪声的设备均应放在厂房内或在外面加ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ声 罩或加隔音墙；破碎机和球磨机等重型设备 因体积较大和检修要求，一般放在厂房内， 采用具有良好隔音性能的墙、门窗等措施来 降低噪声。
谢谢观看
3、二氧化硫的污染及治理
水泥工业废气中的SO2、主要来源于水泥原 料或燃料中的含硫化合物，及在高温氧化条 件下生成的硫氧化物。对于新型干法生产来 说，硫和钾、钠、氯一样，是引起预热器、 分解炉结皮堵塞的重要因素之一，是一种对 生产有害、需要加以限制的一种组分。由于 在水泥回转窑内存在充足的钙和一定量的钾 钠，所形成的硫酸盐挥发性较差、有80%以 上残留在熟料中。
2、粉尘的污染来源：
立窑一般有5～10㎏粉尘/t熟料泄漏 水泥生产线一般有30～40个有组织粉尘 排放点，最大的废气扬尘点是水泥窑和 各类磨机。立窑的炉气泄漏排放的粉尘 量最大，立窑一般有5～10㎏粉尘/t熟料 的泄漏。
2、粉尘治理办法
利用除尘设备 复膜袋除尘率约99.5％，普通袋除尘率 约99％，电除尘（一级除尘）平均除尘 率约98％； 新型干法复膜袋除尘率约99.8；普通袋 除尘率约99。5％，电除尘平均除尘率 约99.5％。
3. 校正原料 当石灰质原料和黏土质原料配合所得生 料成分不能满足配料方案要求时，必须 根据所缺少的组分，掺加相应的校正原 料。 （1） 硅质校正原料 含SiO280%以上 （2） 铝质校正原料 含Al2O330%以上 （3） 铁质校正原料 含Fe2O350%以上
二、 硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料的矿物主要由硅酸三钙、 硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙组成。
三、 工艺流程 1、 破碎及预均化
（1）破碎：水泥生产过程中，大部分原料要 进行破碎。破碎过程经济而方便，合理选用 破碎设备非常重要。在物料进入粉磨设备之 前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的 粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高黂机的 产量。物料破碎后，可减少在运输和贮存过 程中不同粒度物料的分离现象，提高配料的 准确性。
7、 水泥粉磨
水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也 是耗电最多的工序。其主要功能在于将 水泥熟料（及胶凝剂、性能调节材料等） 粉磨至适宜的粒度（以细度、比表面积 等表示），形成一定的颗粒级配，增大 其水化面积，加速水化速度，满足水泥 浆体凝结、硬化要求。
8. 水泥包装 水泥出厂有袋装和散装两种发运方式。
4、生料制备 5、预热分解 6、水泥熟料的烧成 7、 水泥粉磨 8、 水泥包装 四、水泥生产中的环境污染及其治理措施 1、废水污染及治理 2、粉尘污染及其治理 3、二氧化硫的污染及治理 4、氮氧化物的污染及治理 5、二氧化碳的产生及治理 6、噪音污染及治理
一、 水泥生产原燃料及配料
生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料 和粘土质原料，有时还要根据燃料品质 和水泥品种，掺加校正原料以补充某些 成分的不足，还可以利用工业废渣作为 水泥的原料或混合材料进行生产。