优化水泥颗粒分布是水泥粉磨工艺控制的关键

发布时间:2017-02-27发布人:管理员浏览:197次

    在水泥生产行业,提起节能降耗,都非常重视新型干法窑的推广应用、重视节能磨机及其系统的选用与优化、重视低温余热发电的建设。而对水泥(熟料)的粒度控制在节约能源、降低原料消耗以及增加混合材掺量等方面的重要作用,只有少数企业才开始有较深的认识。其实,无论是新型干法的大型水泥企业还是中小水泥企业,通过改善水泥的粒度,充分发挥熟料的强度性能,对整个水泥行业的节能降耗的潜力是非常巨大的。


  为了定量地说明粒度检测与控制技术对水泥节能的贡献,欧美克公司张福根先生等曾对10多个省的多家水泥厂的水泥产品进行了检测。并选用其中一个省的数据进行分析,通过比较各种样品,从中发现节能降耗潜力巨大。 通过测验证明,如果某地的水泥粉磨技术都能达到优质企业的水平,那么熟料的未化率就可降低近8%,粉磨能耗降低10%。熟料的未化率降低,相当于节约了熟料,意味着节约了原燃材料。如果全国水泥的平均未化率都以此比例下降,仅此一项,节能降耗潜力就非常大。 以2006年为例,全国年产水泥12.4亿吨,混合材和石膏的平均掺加量假定为35%,熟料掺加量为65%,熟料未化率降低值取8%,由此可计算出年节约熟料量为6448万吨。以1吨熟料消耗1.3吨石灰石,平均消耗145公斤标煤进行计算,年节约石灰石8382万吨,节约标煤1215万吨,减排二氧化碳6400万吨,可见控制水泥粒度分布带来了巨大的经济效益及节约资源、保护环境的效益。


  需要说明的是,上述分析是假设被分析省份水泥生产的平均粉磨技术达到该省最好样品的粉磨水平的前提下作的。实际上这里的最好样品的粒度分布还没有达到最理想的水平,还有较大的优化余地。此外,欧美克公司作为分析对象的省份水泥的平均粉磨水平在全国属于中上,一半以上的省份改进的余地更大。目前混合材的添加量也远未达到理想的水平。进一步增加添加量的途径是混合材的粒度分布要更加合理(比如让混合材颗粒与熟料颗粒形成最佳堆积)。可见在粉磨过程中,利用颗粒检测与控制技术,优化颗粒级配在节能降耗中还有巨大的潜力可以挖掘。 与水泥的物理性能(特别是强度)密切相关的当属水泥中熟料及混合材的粒度分布。熟料的粒度分布会影响熟料的水化速度、一定时间内的水化程度、标准稠度需水量、混凝土的水灰比。熟料与混合材的粒度分布共同决定了水泥颗粒的最紧密堆积密度。事实上,我国多数水泥厂的现实情况是,使用80μm筛余或比表面积作为粉磨过程例行控制的依据,对水泥的粒度分布较少关注,80μm筛余或比表面积与颗粒分布均没有很好的相关关系。


  经验表明,在粉磨设备及其运转参数没有明显改变时,32μm筛余或45μm筛余能够很好地反映颗粒分布。使用32μm筛余或45μm筛余为粉磨过程例行控制的依据,在粉磨设备及其运转参数稍有改变时,可以通过简单的调节,比如选粉机的转数(风量),使32μm筛余或45μm筛余还保持在控制目标之内,因此,使用32μm筛余或45μm筛余可作为粉磨过程例行控制的依据,但若粉磨设备及其运转参数发生明显改变时则不能很好反映粒度分布。 使用RRB公式可对水泥颗粒分布进行拟合,控制RRB公式中的两个参数:特征粒径 和均匀性系数(n)即可达到控制粒度分布的目的。如测定15、20、32、45、63μm筛余,可通过回归分析求得特征粒径和粒度分布。 有一种比较简便的方法可以大致判断粒度分布是否正常,如果使用32μm筛余或45μm筛余作为粉磨过程例行控制的依据,并且32μm筛余或45μm筛余处于正常控制范围,可以增加测定另一个63μm的筛余,将测得的筛余与以往粒度分布正常的数据进行比较,如果增加测定的筛余数据与以往粒度分布正常的数据具有明显区别,则提示粒度分布可能具有明显变化。


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