年产200万吨水泥成品工段工艺设计Word文档下载推荐.docx

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1980年至2002年人均累积消费水泥6924公斤。

据预测，到2011年乃至更长的时期内，水泥仍然是主要的建筑材料。

1、设计任务书

1.1项目

项目名称：

年产200万吨电石渣制水泥

主办单位：

飞翔建材有限公司

企业性质：

有限责任公司

1.2设计内容

设计课题名称：

《新型干法水泥6140t/d水泥工艺设计》重点水泥磨工段设计。

1.3设计规模

1.31设计规模确定的原则

（1）符合国家的产业政策

（2）工艺技术先进

（3）装置规模经济合理

1.32装置规模

年操作时间：

8000小时

产量：

P·

S·

A32.540万吨型水泥

P·

O42.540万吨型水泥

P.O52.520万吨型水泥

1.4设计依据

（1）飞翔有限公司提供可行性基础资料

（2）水泥工业产业发展政策

（3）投资项目可行性研究报告指南

（4）国家现行的环保法规及国家有关规程、规范、政策及条例等

（5）根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计。

（6）主要设备的能力应与工厂规模相适应

（7）选择技术先进经济、合理的工艺流程和设备

（8）合理考虑机械化、自动化装备水平

（9）重视消音除尘，满足环保要求

（10）方便施工、安装、方便生产、维修

（11）为促进循环经济发展，鼓励电石渣综合利用，近日，国家发展改革委办公厅印发了《关于鼓励利用电石渣生产水泥有关问题的通知》（发改办环资[2008]981号，以下简称《通知》），对全部利用电石渣替代天然石灰石生产水泥项目的规模和工艺放宽限制。

电石渣是电石制取乙炔过程中产生的废弃物，目前我国生产聚氯乙烯（PVC）以电石法工艺为主，每消耗1吨电石，要产生1.1吨电石渣，露天堆存，不仅占用大量土地，浪费资源，同时污染环境。

利用电石渣生产水泥是电石渣资源化最成熟、最经济的方法，既可节约水泥生产所用的天然石灰石资源，降低水泥成本，又可减少二氧化碳排放和废物堆存造成的污染，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益，符合发展循环经济的要求。

但是，由于目前我国在利用电石渣生产水泥方面，存在着与现行水泥产业政策相矛盾的问题，使利用电石渣生产水泥在项目核准、用地审批、信贷融资等方面受到很大影响，许多项目无法建设，电石渣综合利用率难以提高，造成资源浪费和环境污染。

针对上述情况，《通知》规定：

一、现有电石法聚氯乙烯生产装置配套建设的电石渣制水泥生产装置规模，不受产业政策所定规模的限制，但须达到1000吨/日及以上。

同时鼓励规模较小的电石法聚氯乙烯企业通过与周边水泥企业或其他可消纳电石渣的企业合作，使电石渣得到充分利用。

二、新建、改扩建电石法聚氯乙烯项目，必须同时配套建设电石渣生产水泥等电石渣综合利用装置，其电石渣生产水泥装置单套生产规模必须达到2000吨/日及以上。

三、现有电石渣水泥生产线可以采用湿磨干烧生产工艺进行改造，新建电石渣水泥生产线装置必须采用新型干法水泥生产工艺。

四、利用电石渣生产水泥的企业，经国家循环经济主管部门认定后，可享受国家资源综合利用税收优惠政策。

1.5产品方案

产品方案：

40%P·

A32.5型水泥40%P·

O42.5型水泥20%P.O52.5型水泥产品规格：

表一：

A32.5型水泥

序号

指标名称

控制值

注：

如果水泥中氧化镁的含量大于6.0%时，需进行水泥压蒸安定性实验并合格，应用《通用硅酸盐水泥》（GB175——2007）

表二：

O42.5型水泥

表三：

O52.5型水泥

普通硅酸盐水泥P.O

80≤熟料a≤95

5≤混合材≤20

1.6水泥的用途

（1）P·

A32.5型水泥

（2）P·

（3）P.O52.5型水泥

（4）水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大、素有“建筑工业的粮食”之称。

我国是世界上最大的水泥生产国，2009年水泥产量16.3亿吨，水泥产量占全球50%以上。

水泥是建筑工业三大基本材料之一，可广泛用于民用、工业、农业、水利、交通和军事等工程，虽然制造水泥能耗较多，但它与砂、石等材料制成的混凝土却是一种低能耗的建筑材料。

例如，在相同的荷载的条件下，混凝土柱的能耗仅为钢柱的七分之一、砖柱的四分之一。

水泥有很多优点：

水泥浆有很好的可塑性，可制成各种开头和尺寸的混凝土构件；

适应性强，可用于海上、地下或干热、严寒地区以及耐侵蚀、防辐射等特殊要求的工程；

耐久性好，水泥混凝土既没有钢材的生锈问题，也没有木材的腐朽等特点，更没有塑料制品的老化、污染等问题。

因此，水泥不但大量应用于工业与民用建筑，还广泛应用于交通、水利、农林以及海港等工程，宇航工业、核工业以及其他新型工业的建设也需要各种无机非金属材料，其中最为基本的都是以水泥基为主的新型复合材料。

因此，水泥工业具有广阔的前景。

1.7水泥生产方法

生产原理和方法：

硅酸盐水泥的生产方法，按煅烧熟料窑的结构不同，可分为立窑和

回旋窑，回旋窑又有湿法、干法。

工艺流程大致分为：

生料制备、熟料

煅烧和粉磨。

（1）生料制备

生料制备包括配料计算和原料加工制备。

水泥原材料主要是石灰

石、粘土和少量铁矿粉等或其他校正材料，按水泥品种和原材料的化学成分、计算出配合比例。

经过破碎、干燥、粉碎、均化等工序，制备

质量均匀的粉状生料。

（2）煅烧

生料经煅烧，产生一系列的物理和化学变化，生成熟料。

煅烧是

响水泥质量的重要环节。

对煅烧过程简述如下：

①生料的烘干和脱水：

生料以石灰石和粘土为主，粘土中的主要

物是各种水化硅酸铝—高岭石（Al2O3·

2SiO2·

2H2O）和蒙脱

（Al2O3·

4SiO2·

9H2O）。

高岭石受热，在300℃以下失去机械结合

在450－600℃失去结晶水，变为偏高岭石（Al2O3·

2SiO2），进一

再分解为无定形的新生态SiO2和Al2O3。

②碳酸盐分解：

温度升高到600℃以上，碳酸盐开始分解，Mg

在750℃左右迅速分解，CaCO3在900℃以上迅速分解，到1000℃左

分解结束。

该分解是重要的耗热过程。

③固相反应：

由于粘土和碳酸盐的分解，产生了单独存在活性强的

SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等氧化物。

随温度升高它们在固体微粒表面、

靠离子振动，相互交换进行固相反应。

其多级反应式如下：

④熟料烧成：

温度进一步升高到1300℃左右时，C3A与C4AF熔融，

物料中出现液相。

CaO、2CaO•SiO2（C2S）溶于液相，进一步生成

在实际生产中，温度控制在1350～1450℃范围内，促使反应尽可能

完全。

熟料各阶段烧成温度见于表：

熟料烧成各阶段温度表

温度℃

反应阶段

热性质

100

自由水蒸发

吸热

400~550

粘土脱水与分解

600

碳酸镁分解

900

碳酸钙分解

900~1200

固相反应

1250~1300

生产部分液相

1300~1450

熟料烧成

微吸热

温度/℃反应阶段热性质

100自由水蒸发吸热

400～550粘土脱水与分解吸热

600碳酸镁分解吸热

900碳酸钙分解吸热

900～1200固相反应放热

1250～1300生产部分液相吸热

1450～1300熟料烧成微吸热

⑤熟料冷却：

熟料急速冷却，可防止水硬性好的β-C2S转变成几乎

没有水硬性的γ-C2S；

使熔融的MgO、游离CaO以玻璃态存在于水泥中，

改善水泥的安定性，还可以防止熟料矿物结晶过大，使水泥易水化。

（3）水泥粉磨

水泥熟料、加上混合材料（水渣、粉煤灰）、少量缓凝剂石膏，经

烘干、破碎、粉碎，成为水泥。

1.8设计方案

1、原料、燃料储存

（1）石灰石：

石灰石由矿山有选择进行搭配开采，自卸汽车运入厂内24m×

36m堆场，经PC-2519单段锤式破碎机进行破碎，碎石经皮带机送入10m×

40m×

19m碎石简易预均化库进行均化及储存，再经胶带输送机、提升机送入1-Φ8m×

18m碎石配料库。

化学成分

Loss

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O

SO3

Cl-

∑

石灰石（%）

42.83

1.16

0.37

0.18

54.13

0.48

0.12

0.05

0.075

0.001

99.40

（2）砂岩：

由汽车运输进厂的砂岩，先卸入20m×

25m堆棚进行风干、破碎。

再经皮带机运入26m×

66m×

10m矩形预均化堆场。

堆料机为侧式悬臂堆料机堆料，堆料能力100t/h，取料机为侧式刮板取料机，取料能力为70t/h。

预均化堆场的砂岩由取料机取料后经胶带输送机送入1-Φ8m×

16m砂岩配料库储存。

砂岩（%）

0.98

88.59

4.99

2.76

0.52

0.46

0.51

0.22

0.02

-

99.05

（3）铁矿石：

铁矿石由汽车运入厂内15m×

15m堆棚储存，破碎后经胶带输送机送入1-Φ6m×

16m铁矿石配料库储存。

（4）粉煤灰：

干排粉煤灰由汽车运入厂内，直接经气力输送送入2-Φ8m×

18m粉煤灰配料库储存。

分析结果（%）

16.39

45.621

27.15

4.14

3.44

0.83

0.99

0.56

0.27

99.39

（5）原煤：

由汽车运输进厂的原煤，可直接卸至煤卸车坑，也可卸入24m×

36m堆棚进行储存。

原煤通过卸车坑下的胶带输送机送进26m×

10m矩形原煤预均化堆场。

堆料机为侧式悬臂堆料机，堆料能力100t/h，取料机为侧式刮板取料机，取料能力为70t/h。

预均化堆场的原煤由取料机取料后经胶带输送机送至煤粉制备系统。

46.46

27.06

15.81

3.74

1.85

1.78

1.32

2.55

100.57

（6）石膏：

成品石膏由汽车运入厂后储存于工厂现有库房，再由提升机送入1-Φ8m×

16m石膏圆库储存。

供水泥配料使用。

（7）混合材：

炉渣由汽车运入厂内25m×

40m堆场进行储存，然后经提升机喂入Φ3.2m×

25m烘干机烘干后由提升机送至2-Φ8m×

18m炉渣圆库储存。

水泥配料使用。

LOSS

MnO

TiO2

0.81

31.33

13.67

0.69

37.79

0.79

8.10

1.14

98.34

2、原料粉磨

原料由石灰石、砂岩、粉煤灰、铁矿石四组分组成。

石灰石、砂岩、粉煤灰、铁矿石经配料库库底调速皮带秤配料后送入集烘干和粉磨、选粉于一体的TRM36立式磨系统进行粉磨。

磨机烘干热源来自窑尾高温风机出来的废气，气体温度300-320℃。

随气流出磨的合格生料由旋风收尘器收集下来后由提升机输送入1-Φ15m×

47m伊保库进行均化储存。

从磨内排出的粗料经带式输送机、斗式提升机送回料仓，由电子皮带秤计量后回磨内重新粉磨。

为保证立磨安全运转，在入磨带式输送机上设有金属探测器和除铁器。

系统采用外循环，降低立磨的循环风速，降低循环风量，降低原料制备的电耗，消除人工清渣工作。

当回转窑停止运转或原料综合水份较高时，原料磨所用的烘干热源也可由热风炉补充高温热风。

3、生料均化库及生料入窑喂料系统

设置一座Φ15m×

47m连续式生料均化库，储存量为6400t。

来自原料磨的生料及废气处理系统收集的粉尘，经斗式提升机空气输送斜槽入库。

当原料磨系统停运时，窑灰也可直接入窑。

均化后的生料经库底卸料装置卸至带荷重传感器的喂料仓，生料经仓下流量控制阀卸出，由固体流量计计量，经空气输送斜槽、提升机送入窑尾预热器系统。

4、煤粉制备

原煤仓中的原煤，再经圆盘喂料机喂入磨内，煤磨采用Φ3.2m×

8.5m风扫式钢球磨。

出磨煤粉经动态选粉机选粉后，粗粉重新入磨，细粉入高浓度袋收尘器进行收尘，收下的合格煤粉进入煤粉仓储存，仓下均设有煤粉计量转子秤，经计量后的煤粉由螺旋泵分别送至窑尾与窑头，废气出袋收尘器后由风机排入大气。

煤磨热源由篦冷机抽取，同时并设有热风炉作为后备热源，在停窑开磨时作为烘干热源。

为保证安全生产，系统管道及仓顶、收尘器等处均设有防爆阀，收尘器和煤粉仓均设置了CO2灭火装置。

5、熟料烧成及废气处理

熟料煅烧选用一台Φ4.0m×

60m回转窑，窑尾带有双系列五级低阻型旋风预热器和TSD分解炉。

系统的设计能力为2500t/d，熟料烧成热耗3220kJ/kg（770kcal/kg）。

回转窑与分解炉用煤比例为45%:

55%，入窑生料的表观分解率≥90%。

生料经提升机送入第一、二级旋风筒间的料风管喂入，依次经第一、二、三、四级旋风预热器预热后，出四级旋风预热器物料由溜管喂入预燃室三次风入口；

未燃尽的煤粉及物料从预燃室经斜烟道进入主炉中继续边燃烧边分解，最后出炉进行末级旋风筒进行气固分离后将已预热并接近全分解的物料喂入回转窑；

回转窑尾废气经主炉缩口直接喷入双喷腾主炉并与预燃室的热气混合产生“旋流+喷腾”复合作用，使分解炉的效率进一步提高。

储存于煤粉仓的煤粉，一部分经粉体喂料机、转子秤计量后由螺旋输送泵、多通道喷煤管将煤粉喷入窑内，多通道喷煤管采用高压离心式鼓风机吹送净风，煤风由罗茨风机吹送。

另一部分经粉体喂料机、转子秤计量后由螺旋泵送至窑尾流态化分解炉。

窑尾废气依次由下而上出一级旋风筒后，经高温风机，一部分作为原料磨烘干热源，另一部分经Φ9m×

30m增湿塔增湿、降温、调质处理后与原料粉磨排出的废气汇合，送入196m2卧式电收尘器除尘净化，最后由排尘风机抽入烟囱排向大气。

窑灰经链运机送入进生料均化库的提升机。

原料磨停运时，窑尾预热器排出的废气全部通过增湿塔增湿、降温、调质处理后进入电收尘器。

6、熟料冷却及储存

熟料冷却采用带有熟料破碎机的TC1268空气梁篦式冷却机。

篦床面积71.2m2，出冷却机的熟料温度65℃+环境温度。

熟料冷却机排出的气体一部分作为二次风入窑，另一部分作为热源送入煤磨，其余废气进入128m2电收尘器净化后由排风机经烟囱排入大气。

出冷却机的合格熟料经板链式链斗输送机、熟料输送机送入1-Φ20m×

40m熟料库进行储存；

黄料经链板链斗输送机、熟料输送机送入1-Φ8m×

18m储存，可作为生产水泥时作为混合材搭配使用。

7、水泥配料及输送

水泥调配设熟料库、石膏库、炉渣库，库下分别设有定量给料机，按设定的比例出库的物料经胶带输送机送至水泥粉磨系统。

配料库顶设有袋收尘器，收尘净化后的气体排入大气。

8、水泥粉磨

熟料、石膏、炉渣从库底卸出，按配比要求经调速皮带秤计量后经皮带机、提升机分别送入2-Φ4.0m×

13m水泥磨进行粉磨，出磨水泥由提升机提入O-Sepa选粉机进行选粉，粗粉经螺运机回磨头重新粉磨，水泥磨排出的气体进入O-sepa高效选粉机，出选粉机的成品与气体一起进入气箱式脉冲袋收尘器，收集下的水泥经空气输送斜槽、斗式提升机送至水泥库圆库及散装库储存。

9、水泥储存

水泥库设置6-Φ15m×

40m水泥圆库储存。

水泥总储量43200t。

水泥库底设有减压锥及充气装置，由罗茨风机供气。

出库水泥经库底斜料装置、空气输送斜槽、提升机送往水泥包装。

水泥库顶及库下均设有袋收尘器，净化后的气体排入大气。

10、水泥包装及成品库

来自水泥库的水泥经斗式提升机送入振动筛，筛分后的水泥入包装仓，然后由回转式两台八嘴包装机进行包装，袋装水泥成品由皮带机送入24m×

60m成品库后人工码堆存放待发出厂。

散灰由螺运机、提升机返回包装系统。

11、水泥散装

设2-Φ7m×

18m散装库，总储量2×

650t，每个库下均设一汽车散装机，能力为200t/h。

12、空压机站

采用五台空气压缩机作为充气阀门、气控阀门、脉冲袋收尘器、窑尾预热器及篦冷机吹堵等设备的气源，其中一台备用。

2水泥生产简介

2.1水泥生产工艺流程图

散装水泥出厂

2.2水泥生产工艺流程简述

2.21原料路线确定的原则：

水泥行业是消耗资源和能源的产业，它所用的石灰石、硅质原料即

粘土或砂石岩是不可再生资源，而且往往会占用大量农田和山林，它所

消耗的煤炭也属国家最重要的一次性能源，每吨水泥需要消耗1t石灰

石，200kg粘土，消耗煤炭230kg，电100kWh。

由于水泥的主要成分是硅酸盐矿物质，水泥业可消化利用许多其他

工业产生的废旧废料如粉煤灰等，把它们作为生产原料或改造成调节性

材料，也可利用煤矸石、矿渣、粉煤灰、磷石膏、赤泥、铬渣、铜渣、

电石渣以及某些低品位矿石、尾矿等工业废渣，研究开发城市建筑垃圾、

生活垃圾等利用途径，拓宽水泥生产的原料来源，节约传统的资源和能

源消耗，以达到在保护环境的同时，实现资源的综合利用。

本项目为

聚氯乙烯项目配套工程，以生产废料电石渣为原料，解决环境污染，同时取得较好的经济效益。

2.22原料工段

（1）石灰石开采与输送

石灰石在矿山车间破碎后，经皮带机输送到厂内的碎石库，再经皮带机转运，送入石灰石与均化堆场

（2）石灰石预均化堆场

石灰石由皮带机送至预均化堆场中心，由悬臂堆料皮带机进行连续人字型堆料，由刮板取料机横切取料。

预均化后的石灰石从堆场中心漏斗卸出，有皮带机输送到石灰石库顶。

（3）物料联合储库与输送

黏土和铁粉分别由装载机从物料联合库送到卸料坑，经皮带和两路阀，分别送到黏土和铁粉调配库

（4）原料调配库及输送

原料调配库由石灰石、黏土、铁粉和粉煤灰库组成。

粉煤灰由汽车运输进厂，气力输送入库，库下由调速螺运机按设定配比卸出，经冲击式流量计计量控制，卸出量按设定值由电子皮带秤计量，最后由皮带输送到生料磨。

（5）生料粉磨

配合原料经磨头锁风阀进入立磨进行烘干和粉磨，烘干热源来自窑尾高温风机的废气。

出磨物料和粉煤灰一起入选粉机选粉，选下的细粉入生料库，粗粉继续回磨粉碎

（6）原煤破碎及输送

原料由公路路运输进厂，由装载机运至皮带机上，进入煤破碎车间破碎。

破碎前设有倾斜格筛，将教小粒度的煤筛下，破碎后入煤库。

（7）煤粉制备

原煤从磨头仓经原盘喂料机喂入风扫式烘干磨进行烘干兼粉磨，烘干用热风来自窑尾预热器废气。

出磨煤粉随气流进入旋风收尘器，收尘净化后的气体排如大气；

收下的煤粉有链运机送到衡压仓，仓下有调速螺运机卸出，经煤粉计量控制，分别泵送至窑头和窑尾分解炉。

2.23烧成工段

（1）窑磨废气处理系统

出生料磨排出的废气与经过增湿塔降温调质处理的另一部分窑尾废气入汇风箱汇合，一同进入袋收尘器收尘，最后经烟囱排入大气，收下的粉尘经链运机入提升机送入生料均化库。

（