3000t/d灰水泥线改2000t/d白水泥线设计

时间：2024-12-29

袁俊，曾计生，张庆民，姚秀丽，马占领（中材建设有限公司，北京 100176）

0 前言

阿尔吉尼亚属阿拉伯伊斯兰国家，国家对白水泥需求较大，当地某业主最近新上了2条6000t/d灰水泥，因此决定将原来老的3000t/d灰水泥线改造成2000t/d白水泥线，本文将此灰改白项目从工艺设计方面做详细介绍。

1 白水泥配料

白水泥和普通水泥最大的区别在于白水泥熟料中铁相矿物C4AF极少，这是因为Fe2O3对白度的影响很大，只有严格限制原、燃料中的Fe2O3含量，一般要求生料中的w(Fe2O3)≤0.3%，才能满足白水泥的生产要求。本项目采用石灰石，高岭土，石英砂配料，各物料化学成分及配比见表1。

表1 生料化学成分及配比 %

本项目原料采用三高设计：LSF=95.7;SM=6;IM=10.5；w(Fe2O3)≤ 0.3%。

2 改造方案

老线是2014年设计的3000t/d普通硅酸盐水泥线，主机配置见表2。

表2 3000t/d普通硅酸盐水泥线主机配置

2.1 破碎系统改造

本项目石灰石来自老线石灰石破碎系统，高岭土和石英砂都是外购成品不需要破碎，因此只是对石灰石破碎系统进行改造。为了降低石灰石里混合的黏土等杂质，我们在石灰石破碎后增加了一道筛子，筛上料进白水泥线，筛下料去其它灰水泥线。改造流程见图1虚线内部分。

图1 石灰石破碎改造流程

2.2 原料粉磨改造

经过核算，原2台Ф4.2m×9.5m球磨每台产量能达到110 t/h，满足2 000 t/d白水泥生产线要求，不需要替换，只是为了减少铁的进入，磨机衬板材质需要改为中合金钢，其硬度要求≥HRC46～50,冲击韧性≥35 J/cm2；研磨体的材质需要采用纳米复合稀土铬合金铸造磨球（高铬球），其表面硬度要求≥60，铬含量≥12%。同时利用现有生料库系统。

考虑到石英砂硬度高，不好粉磨，我们将石英砂用两台Ф2.9m×16m湿法球磨单独粉磨，每台产量8 t/h，然后再送入生料磨一同粉磨，湿法磨研磨体采用鹅卵石或者刚玉，见图2。同时配料系统进行相应改造。

图2 湿法磨流程

2.3 烧成系统改造

经过核算，老的烧成系统，窑系统，预热器系统，ID风机和收尘器系统，预热器燃烧器等都满足2 000t/d白水泥生产线要求，不需要更换。考虑到节能要求，我们在下行管道上增加一台空-空换热系统，将回收的290℃热风作为二次风送入窑头和三次风送入分解炉，并利用老的三次风管作为新的二次风和三次风输送风管，具体流程见图3。

图3 下行管道改造

由于二次风并不来自漂白机废气，因此不需要二次风进窑头罩而是直接进入带二次套筒的燃烧器里，这样可以将窑头罩做小，节省设备和耐火材料费用。带二次套筒燃烧器设外形图见图4。

图4 带二次套筒燃烧器

白水泥线和灰水泥线在烧成最大的区别就是白水泥线有一套漂白系统，传统方案都会在回转漂白机后串联一台篦冷机，流程图见图5。但是，本项目引进ITECA公司最先进回转漂白机，出口物料温度能控制在最低200℃，保证小于250℃，因此后面不需要再串联篦冷机。拆除现有篦冷机和冷却风机，利用现有篦冷机空间和高度安装新回转漂白机，出料盘运机和廊道都不用调整，大大节约设备和土建费用，流程图见图6。

图5 漂白机串联篦冷机方案图

图6 单独漂白机方案

按照漂白机出口250℃计算，收尘风量只有150 000 m3/h而且是饱和水蒸气，并且风量远远小于原来的430 000 m3/h，为了利用老的电收尘器，最重要是要防止结露，在多次讨论后，决定采用以下措施：

（1）电收尘入口增加一个Ф1.2 m的冷风阀，当收尘器内部风量不够是可以打开冷风阀，但必须保证电收尘器如口温度高于露点至少30℃。

（2）做好收尘器保温和密封工作，将人孔门等有漏风的地方密封好。

（3）灰斗增加加热器。

（4）收尘器内部电场有腐蚀的部分重新涂上高温防腐漆。

由于白水泥采用三高设计，比较难烧，液相量少，烧成温度高，一般在1500～1600℃左右，同时要求耐火材料含铁量低，因此烧成系统的耐火材料需要更换。

2.4 粉磨系统改造

经过核算，老的2台Ф3.8m×13m的球磨在产品比表面积要求4 000 cm2/g时，每台产量能达到60 t/h。满足2 000 t/d白水泥生产线要求，不需要更换，只是为了减少铁的进入，磨机衬板材质需要改为中合金钢，其硬度要求≥HRC46～50，冲击韧性≥35 J/cm2；研磨体的材质需要采用纳米复合稀土铬合金铸造磨球（高铬球），其表面硬度要求≥60，铬含量≥12%。同时利用现有水泥料库和包装发运系统。