水泥生产工艺课件

干法水泥生产工艺概述•水泥的生产工艺可以简述为两磨一烧，即原料要经过采掘、破碎、磨细和混匀制成生料，生料经1450℃的高温烧成熟料，熟料再经破碎，与石膏或其他混合材一起磨细成为水泥。由于生料制备有干湿之别，所以将生产方法分为湿法，半干法或半湿法，干法3种。•1.水泥生产工艺过程原料破碎烘干配料粉磨生料库均化煅烧冷却熟料库配料石灰石、矿渣、粘土煤粉煤磨煤石膏等粉磨包装包装水泥生产的原料及消耗•水泥生产主要是石灰石和粘土。•原料中钙质原料主要指石灰石、电石渣等；•硅铝质原料主要指砂岩、页岩、粘土、粉煤灰、煤矸等；•铁质原料主要指铁矿石、铁矿粉、硫酸渣等；•混合材主要指粉煤灰、粒化高炉矿渣、火山灰质材料等。生产1t熟料原料需用比例1.250.250.020.245石灰石粘土铁质料燃煤生产1t水泥所需比例72%28%熟料混合材料水泥生产工艺一、水泥生产的生料制备破碎工艺生料的预均化工艺生料的烘干工艺生料的粉磨工艺二、水泥生产的煅烧立窑煅烧中空干法旋窑煅烧湿法旋窑煅烧新型干法旋窑煅烧三、熟料磨（水泥磨）工艺一、水泥生产的生料制备1破碎工艺•是将石灰石通过破碎机进行一次和二次破碎，碎成20毫米石块，常用的破碎设备有锤式、颚式、反击式、冲击式、辊式、圆锥式破碎机等。破碎废气会产生粉尘污染，破碎废气量约为600m3/t料，粉尘浓度为10g/m3。圆锥破碎机反击式破碎机2生料的预均化工艺•石灰石的储存多采用长形或圆形预均化堆场，•粘土或砂岩的储存多采用长形堆场，•自动控制堆料机和取料机的作业，均化效果好，成份稳定，并控制了储存和均化过程产生的无组织粉尘的排放。3生料的烘干工艺•烘干工艺是将生料通过烘干机加热干燥。•烘干设备有回转式和悬浮式烘干机、烘干塔等，回转式烘干机内温度约700℃，排放废气量约1300m3/t料。回转式烘干机悬浮式烘干机4生料的粉磨工艺水泥磨包括生料磨和水泥磨，常用的设备有球磨机、立磨、辊压机等。•干法磨制一般采用闭路操作系统。•湿法磨制通常开路系统，但也有采用闭路系统的。立磨球磨机二、水泥生产的煅烧目前大中型水泥厂多使用回转窑，小型水泥厂多使用立窑，我国还有50﹪以上的水泥仍使用立窑生产。1立窑煅烧•立窑工艺的设备是静止的竖窑，分为普通立窑和机械化立窑，属于半干法生产。•立窑的日产量已达250～300t／d。立窑又分普通立窑和机立窑，普通立窑采用间歇式生产，能耗热耗较高，产生的废气量约3900立米/吨熟料，粉尘浓度15g/m3。2新型干法旋窑煅烧它是在旋窑煅烧增加预分解窑与悬浮预热工艺。生料在预热器以内悬浮状态或沸腾状态下与热气流进行热交换，又在分解炉中加入占总燃料用量50～60％的燃料，使生料在入窑前的碳酸钙分解率达80％以上，达到减轻窑的热负荷，提高产量。新型干法窑的分布情况和增长趋势三、熟料磨（水泥磨）工艺水泥熟料的细磨通常采用圈流粉磨工艺。采用压缩粉碎和冲击粉碎方式,可提高40％，粉磨电耗可降低10％。“二磨”电耗约占水泥生产过程总电耗的70％，其中，水泥粉磨电耗约占水泥生产总电耗的40％。水泥粉磨约为生料粉磨比电耗的1.5倍。水泥生产的环境污染一、水泥生产废气污染二、噪声污染三、废水污染水泥行业的污染•水泥工业是高耗能、高污染行业。我国水泥工业废气中的粉尘排放，是水泥行业成为我国粉尘污染大户。其他如：二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、氟化物的污染也占有相当的比重。•在水泥生产的生料制备、烧成和水泥粉磨三个主要工艺过程中，必须将原料加工成粉体并进行高温煅烧，有组织的含尘废气和无组织的含尘废气成为水泥工业最主要的污染物，也是水泥工业资源没能很好利用的因素。•另外水泥生产过程中的包装、贮存和运输产生的无组织粉尘排放已是水泥行业的粉尘污染的主要环节水泥生产的环境污染•我国水泥工业烟尘和粉尘排放总量约占我国全年烟粉尘排放总量的近40%。•据有关专家统计，每生产1t水泥就要向环境排放1t有害气体。我国水泥工业的CO2排放量约为7亿t左右，S02在80万t左右，NOx在100万t左右。一、水泥生产废气污染（一）废气量（二）有组织粉尘产生量及排放（三）无组织粉尘排放（四）SO2产生量及污染（五）NOx产生量及污染图例：物料流向烟气流向排气筒石灰石、页岩破碎原料库生料磨矿渣、铁粉生料库回转窑烘干机煤磨煤库冷却机熟料库水泥磨成品库包装出厂石灰石、矿渣、石膏收尘系统余热锅炉增湿塔电收尘器发电机组电收尘袋除尘器除尘系统火车、汽车散装袋除尘器煤尾气蒸汽收尘器物料烟气现有生产工艺污染流程图（一）废气量生产路线窑型废气量其中窑废气工艺废气生料→熟料立窑5700m3/t熟料40001700湿法6200m3/t熟料47001500中空干法7000m3/t熟料46002400新型干法5200m3/t熟料37001500熟料→水泥1200在m3/t水泥1200生料→熟料→水泥立窑5300m3/t水泥28802420湿法5660m3/t水泥33802280中空干法6230m3/t水泥33102920新型干法4940m3/t水泥26602280由于窑型不同，生产线不同所产生的废气量有所差异:（二）粉尘产生量及污染•注：立窑一般有5～10㎏粉尘/t熟料泄漏。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％。1.有组织粉尘产生量与排放量生产路线窑型粉尘产生量其中排放窑工艺复膜袋普通袋电除尘其他除尘生料→熟料立窑85kg/t熟料60250.430.852～8湿法155kg/t熟料118370.310.781.55中空干法245kg/t熟料161840.491.232.45新型干法182kg/t熟料130520.180.360.36熟料→水泥30kg/t水泥180.18生料→熟料→水泥立窑91kg/t水泥43480.40.581.14湿法162kg/t水泥85570.481.20中空干法207kg/t水泥116910.421.042.07新型干法161kg/t水泥94670.160.320.322.无组织排放粉尘的测算•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500～700m3废气/t熟料和5～10㎏粉尘/t熟料的泄漏。•生料粉尘主要指原料配料、粉磨、均化、输送过程中产生的无组织排放，该种粉尘无组织排放随着水泥工业的技术进步越来越小。燃料粉尘主要指煤进厂、储存、倒运、破碎、粉磨、输送等过程中产生的无组织排放，尤其装卸和倒运过程产生的煤粉尘排放居多。熟料粉尘无组织排放主要来自熟料输送、下料、二次倒运过程，尤其以二次倒运产生的扬尘居多•水泥粉尘无组织排放主要来自于水泥包装、散装和运输环节，尤其以装运环节居多。•据浙江省水泥散装办引用北京环科院测定使用散装水泥粉尘排放计算数据，散装水泥粉尘排放为0.28kg粉尘/t水泥，使用袋装水泥时，水泥粉尘排放为4.48kg粉尘/t水泥，两者粉尘排放量差：(4.48-0.28)=4.2kg粉尘/t水泥。•如果按水泥运输无组织粉尘排放水泥厂内外各占50％计算，在水泥厂内散装水泥粉尘排放为0.14粉尘/t水泥，使用袋装水泥时，水泥粉尘排放为2.24粉尘/t水泥，袋装比散装多排放粉尘2.1㎏粉尘/t水泥。水泥生产二氧化硫排放量生产路线窑型原煤消耗二氧化硫排放量原煤含硫S％原煤含硫1％生料→熟料立窑224kg/t熟料0.5Skg/t熟料0.5kg/t熟料湿法291kg/t熟料0.4Skg/t熟料0.4kg/t熟料中空干法340kg/t熟料0.5Skg/t熟料0.5kg/t熟料新型干法161kg/t熟料0.15Skg/t熟料0.15kg/t熟料熟料→水泥00生料→熟料→水泥立窑0.36Skg/t水泥0.36kg/t水泥湿法0.29Skg/t水泥0.29kg/t水泥中空干法0.36Skg/t水泥0.36kg/t水泥新型干法0.11Skg/t水泥0.11kg/t水泥SO2产生量及污染水泥焙烧生产废气中NOχ的含量窑型中空干法窑湿法窑立窑新型干法NOχ的含量mg/m3500500100450生产路线窑型窑气量氮氧化物排放量生料→熟料立窑4000m3/t熟料0.4kg/t熟料湿法4700m3/t熟料2.35kg/t熟料中空干法4600m3/t熟料2.30kg/t熟料新型干法3700m3/t熟料1.67kg/t熟料熟料→水泥1000m3/t水泥0生料→熟料→水泥立窑2880m3/t水泥0.29kg/t水泥湿法3380m3/t水泥1.69kg/t水泥中空干法3310m3/t水泥1.66kg/t水泥新型干法2660m3/t水泥1.20kg/t水泥NOx产生量及污染水泥生产氮氧化物排放量二、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、各种泵等设备水泥生产主要设备噪声情况设备名称破碎机原料磨煤磨空压机高压风机中、低压风机声级Laeq(dB)98～110100～11090～10590～10090～10590～100AQC炉冷却粉煤灰原料调配原料粉磨生料均化预热分解煅烧水泥粉磨熟料储存石灰石、石膏破碎水泥储存水泥包装尘尘尘余热生料制备水泥粉磨熟料煅烧SO2、NOx、尘石灰石铁粉砂岩、粘土燃煤破碎破碎均化均化均化储存储存储存破碎制备均化尘尘尘尘尘尘尘尘余热水泥散装尘储存SP炉尘实线为物流方向虚线为气流方向噪声水泥生产主要污染物排放点示意图三、废水污染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、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。增湿塔喷水系统增湿塔第五节水泥工业废气治理（一）防尘管理（二）除尘技术（三）无组织排放的控制（四）集中收尘技术（五）高效的电除尘技术（六）新型的袋式除尘设备（七）“无烟排放”的操作术板式电除尘器管式电除尘器袋式除尘器脉冲袋式除尘器水泥工业的产业政策一、国家对水泥工业清洁生产要求二、转变水泥工业的增长方式三、国家推荐的水泥工业清洁生产技术四、节能减排五、相关文件一、国家对水泥工业清洁生产要求1.淘汰落后生产工艺及装备2.禁止建设落后的工艺生产线3.发展先进的工艺及产品4.对现有落后工艺进行技术改造二、转变水泥工业的增长方式•1.大力宣传和贯彻落实《水泥工业发展专项规划》、《水泥工业产业发展政策》和其他相关行业政策；•2.严格市场准入条件，加强监督和管理；•3.各地根据本地区水泥工业发展情况，继续加大淘汰落后生产能力的力度，有条件的地区要全部淘汰湿法窑•4.严格实施土地、矿山资源管理，从严发放水泥用石灰石采矿权许可证；•5.支持优势企业做大做强，鼓励其通过兼并重组，提高竞争能力；•6.面对资源、能源供应环境，企业与能源供应商建立战略协作关系形成稳定的物流供应链。原煤预均化堆场原煤仓煤磨袋收尘煤粉仓煤粉仓回转窑蓖冷机窑头电收尘熟料库预热分解炉原料均化库增湿塔窑尾电收尘立磨旋风筒石灰石均化库镍渣堆棚硅质板岩堆场粘土堆棚粉煤灰皮带输送机熟料散装库水泥配料站1+2石膏堆场粉煤灰库2水泥磨1水泥磨2袋收尘水泥库水泥散装库包装系统袋装水泥堆棚排空排空排空排空调配库石膏破碎粉煤灰库1厂区废水庄浪河袋收尘排空排空二、国家推荐的水泥工业清洁生产技术新型干法水泥窑纯余热发电技术新型干法水泥采用低挥发份煤技术术挤压联合粉磨工艺技术开流高细、高产管磨技术快速沸腾式烘干系统高浓度、防爆型煤粉收集技术三、节能减排国家支持企业采取措施，减少大气污染物排放，降低环境污染，节能降耗，综合利用工业废渣，积极利用低品位原燃材料，提高资源利用率，鼓励水泥企业走资源节约道路，达到清洁生产技术规范要求。三、节能减排2010年目标:新型干法水泥比重达到70%以上建日产4000