水泥厂原料烘干工艺系统的优化

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1、水泥厂原料烘干工艺系统的优化水泥厂的原料和混合材品种多，进厂水分变化大，对烘干的需求也日益增加。但总体来看，在近年的改、扩建热潮中，许多厂主要集中于粉磨和烧成工艺设备的优化，对于烘干系统则显得相形见绌，以至于烘干工艺落后，设备选型不合理，成为制约系统生产的瓶颈。笔者结合多年开发烘干技术的体会，针对一些厂存在的上述提出烘干系统的优化措施，可资参考。1采用顺流工艺、改造和淘汰逆流工艺逆流烘干工艺仍是目前一些厂采用的烘干工艺形式，见图1，图1回转式烘干机逆流工艺逆流烘干工艺操作简单、出机含尘浓度低，便于收尘，但由于以下

2、方面的不足，制约生产的现象十分突出。1.1不易密封，粘堵现象严重烘干工程中，烟气流动的动力是通过引风机产生的负压梯度形成的。由于逆流烘干系统进料口和尾气出风口、出料口和热风进口为分别为同一处，造成漏风严重，系统不能形成稳定的负压环境，引风机不能形成足够的负压动力，导致热风炉的热烟气很难最大限度地进入烘干机参与烘干作业；另一方面，逆流烘干物料在低温段时的含水量最高，物料在蠕动过程中表面被烘拷至结壳的时间长，相互粘结强烈，运动不流畅，连续性喂料时容易造成堵料。1.2物料与热烟气的接触方式，有可能改变物料物化性能烘干物

3、料的入机水分最大，出机水分最低；而逆流烘干工艺的温度走向是在物料含水率最高时温度最低，在含水率最低时温度最高，即物料处于高温段时，内部水份低，蒸发强度低，接近焙烧状态。因此，物料的某些物化性能（活性、晶体结构等）容易改变。同时也徒然增大了物料的热耗，烘干能耗较大。而顺流工艺正好避免了上述情况，温度走向顺应了物料水分由高到低的烘干要求，且工艺简单、通畅，烘干效率相对较高。2使用回转式烘干系统立式烘干机是基于五六十年代的干燥塔发展起来的，虽比回转式烘干机占地面积小、构造简单、投资省，但使用中也存在以下不足之处。•工艺

4、结构限制立式烘干机的是利用重力原理，将物料从高处落下让热烟气在引风机的带领下，在由下而上过程中与物料进行接触烘干，其结构决定了烘干工艺必然是逆流形式。因此物料必须由上部进入，从下部排出，见图2。图2立式烘干机工艺在物料水分较高的情况下，设备粘堵极为严重，输送、喂料均非常不方便。尤其在烘干矿渣时易使料温急剧升高，导致其活性下降。2.2设备结构的限制立式烘干机的物料下落类似于自由落体运动，遵循重力加速度原则。例如从500m高度垂直落下的时间只需10s。立式烘干高度一般在16～25m左右，烘干机内虽然设有撒料盘、锥形斗

5、等阻料装置，以使物料在下落过程中受到阻力作用，而延长在机内的停留时间，但毕竟有限。在绝大部分时间里，物料都不是与热介质直接接触，而是在这些阻料装置表面通过传导方式接触，因而烘干效果较差，如图3所示。图3立式烘干机内部结构2.3阻风严重，热交换较差阻料装置虽起缓料的作用，但通风阻力也随之增大，为缓解这种矛盾，多数是在其上面开设一些小孔。但实际生产中，物料流动之后很快就会被堵塞起来，不能起到实质性作用，致使热源只在进入烘干机的很短一段高度内才存在着物料与热烟气的较大温差，而在此高度以外的热交换所产生的烘干作用甚微。笔

6、者曾对多台立式烘干机进行标定，其烘干物料出机水分一般都在5%以上，特别是烘干大块粘土或高湿矿渣等物料的产量都远低于回转式烘干机。3选用热效率高的热风炉作热源热风炉是烘干系统的热量来源。热风炉热效率高低取决于热烟气的输入量和介质温度，实际应用中热风炉有多种形式。层燃式手烧炉：由人工手动喂煤，可直接燃烧50mm以下的粒状煤，需不断的进煤、清渣，工人劳动强度大，大量冷风带入炉内，燃烧过程不稳定、炉内烟气温度低、不完全燃烧损失大，造成煤耗高、热效率低、供热量小。喷燃式煤粉炉：对火烟深度控制要求严格，火焰过深，则容易烧坏烘

7、干机内部筒体及扬料板，甚至改变物料的物性；过短，则烟气进入烘干机的温度不足，烘干能力变差。此外，对煤质及细度要求严格，燃烧不稳定，操作难度大。沸腾炉：它介于层燃和悬浮状燃烧之间，燃烧时呈沸腾状态，具有强化燃烧、传热效果好、结构简单、可燃烧劣质燃料等优点。但传统沸腾炉由于局部结构设计不合理，直角部分多，使用寿命短，炉内易结渣，涡流现象严重，煤耗较高，燃烧温度偏低。节煤型高温沸腾炉：是合肥水泥研究设计院在传统沸腾炉的基础上进行整体改型和优化设计的一种新炉型。其采用小炉床整体框架结构，炉床容积较常规缩小1/3/，炉体结

8、构更加稳固，大大提高了炉体的使用寿命和单位容积热强度；减少了尖锐直角，降低了结渣频率，能够在原有沸腾炉的基础上节煤40～60%，炉温大幅度提升并可自由控制，进一步放宽了对劣质煤的适应程度。几种炉型的技术经济指标对比见表1，单位容积热强度对比见表2。表1不同燃烧方式的技术经济指标比较炉型煤低位热值/caγ/kg燃烧温度℃灰渣含碳量%煤耗kg/t投资/万元层燃式手烧炉5000