一、技術名稱:高固氣比水泥懸浮預熱分解技術
二、技術所屬領域及適用范圍:水泥行業(1)改造現有新型干法水泥燒成系統;(2)新建水泥熟料生產線
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
現有水泥企業能耗限額限定值:可比熟料綜合煤耗≤112kgce/t。目前該技術可實現節能量18萬tce/a,CO2減排約48萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
通過提高系統內固體物料與氣流的質量比,達到提高系統熱效率、增強系統熱穩定性的效果。
2.關鍵技術
(1)高固氣比預熱器單元的性能優化,各列、各級預熱單元合理匹配;
(2)粗物料的外循環,實現分解爐體系內的高固氣比化;
(3)粗粉分離器內部旋流強度的設計、物料循環倍數的控制以及爐體對各種條件變化的適應性。
(4)高固氣比懸浮預熱分解工藝集成方案。
3.工藝流程
水泥原料通過計量裝置,定量喂入高固氣比預熱器系統的頂層預熱單元,在各級各列預熱單元內逐次與廢煙氣熱交換,粉體物料預熱至780℃以上;進入外循環式高固氣比分解爐系統,在懸浮態下完成碳酸鹽的分解。通過五級旋風分離器氣固分離后,物料進入回轉窯內煅燒成熟料,經冷卻機冷卻破碎后由輸送機送至熟料庫。氣體流向為冷空氣由風機送入冷卻機,在冷卻熟料的同時,二次空氣預熱至1100℃以上,進入回轉窯,三次空氣預熱至900℃以上,進入外循環式高固氣比分解爐,經煤粉燃燒后變成熱煙氣,進入預熱器系統,分兩列與物料逐級熱交換,換熱后的煙氣溫度降至260℃左右,由高溫風機抽出,送至原料制備車間,用作原料烘干熱源。
工藝流程見圖1。
圖1 高固氣比水泥煅燒技術工藝流程圖
五、主要技術指標
1.窯尾廢氣溫度小于260℃;
2.水泥熟料燒成的可比熱耗低于每公斤熟料2675kJ
(640kCal);
3.噸熟料電耗小于56kWh;
4.窯系統運轉率大于90%。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
2011年5月,該技術已通過陜西省科學技術廳組織的技術鑒定。該技術2011年被評為“中國高等學校十大科技進展”,入選國家工信部《工業節能十二五規劃》,榮獲“第四屆節能中國十大應用技術”。
七、典型應用案例
典型案例1
案例名稱:陜西堯柏陽山莊水泥有限公司高固氣比水泥熟料生產線(2500t/d級)
技術提供單位:西安建筑科技大學
建設規模:日產2500t 熟料的水泥熟料煅燒生產線。主要建設內容:采用高固氣比預熱分解技術設計水泥熟料燒成系統。主要設備:高固氣比預熱器系統和外循環式高固氣比分解爐系統(2500t/d級)。建設投資額3500萬元,建設期1年。每年可節能19500tce,年碳減排能力48000tCO2,投資回收期約1年。
典型案例2
案例名稱:陜西生態水泥富平有限公司高固氣比水泥熟料生產線(5000t/d級)
技術提供單位:西安建筑科技大學
建設規模:日產5000t 熟料的水泥熟料煅燒生產線。主要建設內容:采用高固氣比預熱分解技術設計水泥熟料燒成系統。主要設備:高固氣比預熱器系統和外循環式高固氣比分解爐系統(5000t/d級)。改造建設資額4500萬元,建設期1年。每年可節能26000tce,年碳減排能力63960tCO2,投資回收期約1年。
八、推廣前景及節能減排潛力
該技術在節能減排、系統穩定性等方面有突出優勢,噸熟料可比現有技術節約16kg標準煤,在行業內的推廣前景和減排潛力很大。預計未來五年,該技術在行業內的推廣比例可達到5%,投資總額55萬元,節能能力90萬tce/a,減排能力238萬tCO2/a。
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