粉煤灰磨前烘干選粉高細粉磨技術(shù)
2010-06-02 00:00
1 概述
粉煤灰是燃煤電廠中細磨煤粉在鍋爐中的燃燒后的副產(chǎn)物，是一種活性礦物質(zhì)細粉資源，也是我國最大宗的工業(yè)廢棄物。主要成分為SiO2、AC2O3和Te2O3，有些含較高的CaO，大于50%是粒徑小于10mm球狀鋁硅酸鹽玻璃球。對粉煤灰活性影響最大的還是粉煤灰的細度。粉煤灰的細度不同，對硅酸鹽水化產(chǎn)物的影響也不同，細度愈細，其活性亦愈高，制成粉煤灰摻合料摻入混凝土后，不僅可以取代部分水泥，減少生產(chǎn)水泥的煤、電、石灰石等消耗，降低混凝土的成本，保護環(huán)境，而且可以提高混凝土的后期強度、改善新拌混凝土的工作性、改善混凝土的耐久性，生產(chǎn)高性能水泥。同時，由于粉煤灰中玻璃微珠在細粒范圍內(nèi)相對富集，致使細灰的需水量亦比粗灰的要少。
我國有數(shù)十億噸已填埋的粉煤灰，每年排放的粉煤灰在4～5億噸。目前國內(nèi)粉煤灰的粉磨普遍存在效率低、消耗高，產(chǎn)品細度難以控制、需水量超標等問題。如何在粉煤灰細度上做文章，充分開發(fā)利用粉煤灰資源，不僅可解決目前資源緊張，而且對解決土地環(huán)境等問題都有很大益處。
2 粉煤灰高細粉磨難點分析
2.1 傳統(tǒng)選粉機難以滿足粉煤灰高細選粉需要
粉煤灰細度細、比重輕，和水泥生料的物理特性相差很大，而且對細度、比表的要求更高，普通水泥工業(yè)用選粉機難以滿足其高細選粉要求，必須設(shè)計粉煤灰專用選粉機，才能滿足粉煤灰高細選粉的需要。
2.2 粉煤灰磨機效率不高
由于粉煤灰粉磨在國內(nèi)還剛剛起步，人們對其特點與規(guī)律的認識還比較膚淺，加上粉煤灰管磨機大多是由水泥管磨機轉(zhuǎn)變而來，因此，目前國內(nèi)粉煤灰管磨機，無論是磨內(nèi)結(jié)構(gòu)還是各項技術(shù)參數(shù)，與水泥磨比較都沒有大的改變，缺乏針對性。粉煤灰管磨機完全套用水泥管磨技術(shù)，在理論上是不科學的，實踐上不可能達到應有的效率。
2.3存量粉煤灰的烘干問題
國內(nèi)粉煤灰烘干設(shè)備普遍烘干效果不好，主要有幾大技術(shù)難題。一是粉煤灰太濕，水分高，周向揚料板結(jié)構(gòu)不合理，熱交換效果差。二是粉煤灰太細、太輕，烘干機不能用風，水蒸氣不能及時排出，粉煤灰烘不干，導致烘干機前部溫度太高，容易燒壞，除塵器溫度太低，容易結(jié)露；烘干機風量過大，由于粉煤灰容重輕、顆粒細，很快就被抽走，根本沒有烘干就到了布袋除塵器里面，把布袋堵死，導致風速下降，如何把握好風速就成了粉煤灰烘干的關(guān)鍵。三是烘干作業(yè)廢氣凈化系統(tǒng)容易出現(xiàn)結(jié)露、濕底等現(xiàn)象，不僅影響生產(chǎn)，銹蝕嚴重，還縮短了設(shè)備的使用壽命，增加維修費用。
3 粉煤灰磨前烘干選粉高細粉磨工藝流程圖
濕粉煤灰通過XH高效回轉(zhuǎn)烘干機烘干，烘干后的粉煤灰通過MSC高效選粉機選粉，符合成品要求的，比表在550 m2/kg ～650m2/kg的粉煤灰微粉送至成品庫，不符合要求的進入WS粉煤灰專用球磨機粉磨。粉煤灰磨前烘干選粉高細粉磨工藝流程見圖示。
4、存量粉煤灰的磨前烘干
粉煤灰烘干機的關(guān)鍵在揚料板。目前，國內(nèi)大多數(shù)粉煤灰烘干機內(nèi)部揚料裝置均采取普通弧形揚料板，這種揚料板具有結(jié)構(gòu)簡單和對物料的適應性強等特點。但是，揚料的分散度低，均勻性差，不能形成理想的料幕。另外，也有采用部分格子式揚料板，它能使揚料部分較均勻，但揚料板受熱易變形，焊縫開裂，而且不容易清理維護，特別是不適用烘干有粘性的物料。新型粉煤灰專用組合式揚料板，揚料角度大，物料拋灑性好，可根據(jù)物料在烘干機內(nèi)不同的烘干區(qū)域，結(jié)合生產(chǎn)實際優(yōu)化組合的一種新型揚料板結(jié)構(gòu)，通過合理的調(diào)節(jié)物料在烘干機內(nèi)的停留時間，實現(xiàn)物料在烘干機內(nèi)的加速烘干、等速烘干和降速烘干，大幅度增加水份蒸發(fā)速度和強度，是烘干機提高產(chǎn)量的關(guān)鍵措施。
同時，新型粉煤灰專用烘干機在烘干機中間加裝中心X型揚料板，進入烘干機的物料首先由周向揚料板帶到一定高度，然后拋落揚料，拋落后的物料進入中部X型揚料板內(nèi)，物料從上層X型揚料板再次拋落到下層X型揚料板，從而形成層層拋落物料，物料在烘干截面內(nèi)呈雨狀料幕，避免了烘干機熱空洞的存在，起到了導向、均流和阻料作用。由于物料在X型揚料板內(nèi)不斷拋落，延長了物料在空中的停留時間，增大了物料與熱空氣交換的機會，從而提高了烘干機內(nèi)熱交換效率；同時，由于物料在X揚料板內(nèi)反復拋落，起到了一定的分散作用，烘干效果大大提高。特別是中心X型揚料板有類似于磨機隔倉板的作用，具有控制烘干機內(nèi)粉煤灰流速，平衡機內(nèi)風速的突出優(yōu)點，是新型高產(chǎn)節(jié)能粉煤灰烘干機技術(shù)的一大亮點。
5、粉煤灰的磨前選粉
5.1 O-X渦旋式煤灰選粉機結(jié)構(gòu)組成
O-X渦旋式粉煤灰選粉機分級裝置是O-Sepa式的直籠形轉(zhuǎn)子。在轉(zhuǎn)子下方設(shè)有螺旋槳撒料盤。在主機的四周均布四只高效成品收集旋風筒，旋風筒與高壓離心風機由非標管道聯(lián)接，構(gòu)成循環(huán)風的通道。結(jié)構(gòu)如下圖所示。
5.2工作原理
原灰由進料口喂入選粉機后，穿過轉(zhuǎn)子經(jīng)下料管落到撒料盤上，在旋轉(zhuǎn)的撒料盤及風機產(chǎn)生的高速旋轉(zhuǎn)氣流作用下，向上拋撒，物料中部分粗顆粒在離心力作用下在此區(qū)域被甩出分離，落入粗粉錐形成粗粉。其余物料被氣流帶入主分級區(qū)，在平面渦流選粉力場的作用下，粗粉被分離，進入粗粉管道。細粉則通過旋風筒收集進入成品。分離后的凈氣流通過風機循環(huán)進入選粉機。
5.3性能特點
1）采用大直徑的撒料盤增強選粉機的分散能力。
物料在選粉機內(nèi)充分均勻的分散開是各種選粉機工作的基礎(chǔ)，大直徑的撒料盤提高了選粉機分散能力使物料顆粒懸浮于氣流中，為精確高效選粉創(chuàng)造了良好的條件。
2）自帶成品收集旋風筒，簡化工藝布置，減少設(shè)備投資。
通常O-Sepa高效選粉機后部需配置一臺與選粉機處理風量相當?shù)拇笮筒即龎m器，用于成品收集，其系統(tǒng)設(shè)備投資太高。O-X渦旋式選粉機配套了多只高效低阻的旋風筒用于收集成品，用其可收集比表面積達600㎡/㎏～700㎡/㎏的粉煤灰成品顆粒。
6、粉煤灰的高細粉磨
6.1 當前粉煤灰磨機存在的主要問題
6.1.1 磨內(nèi)物料流速過快
粉煤灰的顆粒組成為：玻璃微珠；海綿狀玻璃體（包括顆粒較小、較密實、孔隙小的玻璃體和顆粒較大、疏松多孔的玻璃體）；炭粒。我國電廠排放的粉煤灰中微珠含量不高，大部分是海綿狀玻璃體，顆粒分布極不均勻，一般在1mm以下，比表面積130㎡/㎏以上，經(jīng)選粉后粉煤灰進入磨機細度更細，比表面積在300㎡/㎏以上，加上粉煤灰表面光滑，含有大量球形玻璃體，流動性能好。粉煤灰流動速度快，容易造成煤灰在磨內(nèi)停留時間過短，粉煤灰還沒來得及磨細就出磨了，產(chǎn)品細度容易跑粗。同時，磨內(nèi)存料量少，料球（段）比嚴重偏低，管磨機的粉磨能力難以發(fā)揮。
6.1.2 嚴重的過粉磨
在粉磨過程中，物料在磨內(nèi)沿著磨機從磨頭到磨尾的細度由粗到細，直至出磨細度為合格料。從同一點的橫截面上來看，物料顆粒粗細懸殊，細度極不均勻。在粉煤灰管磨機后倉內(nèi)的每一個橫截面上，45μm以下的合格料都占大多數(shù)，但同時也存在一定量的不合乎細度要求的粗物料。要達到出磨細度的要求，只有延長粉磨作業(yè)的時間來完成。這樣，普通粉煤灰管磨機內(nèi)必然嚴重過粉磨，導致產(chǎn)品產(chǎn)、質(zhì)量下降，電耗上升。同時，由于部分粉煤灰被過度粉磨，產(chǎn)品比表面積過高，需水量超標，粉煤灰產(chǎn)品的性能及經(jīng)濟價值下降。
6.1.3 系統(tǒng)參數(shù)不合理
開流粉煤灰管磨機的主要技術(shù)參數(shù)：倉長比、研磨體級配、填充率和磨內(nèi)風速等。普通粉煤灰管磨機常見的問題是倉長比不合理，粗磨倉過長，造成各倉能力不平衡，粗磨能力有余而細磨能力不足；一倉研磨體級配有誤，最常見的是使用的球徑偏大，粉磨能量過多地消耗在球砸球，球砸襯板上；磨內(nèi)風速過高。由于粉煤灰比重小、重量輕，很容易被風帶走，一旦磨內(nèi)風速過高，很多粉料沒有被足夠的研磨，就被風帶出磨外，細度跑粗，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。
6.2 WS粉煤灰磨機提高粉磨效率的技術(shù)措施
6.2.1 控制磨內(nèi)物料流速
新型控流型雙層隔倉板，能根據(jù)磨機的工況自動調(diào)節(jié)前倉流到后倉的粉煤灰流量，當前倉物料存量較少時，通過隔倉板的料量就少，當前倉物料存量較多時，通過隔倉板的物料流量就大，物料通過量的多少由前倉的料位決定的，自動調(diào)節(jié)前倉的存料量，保證前倉粉煤灰有足夠的粉磨時間和適宜的料球（段）比，大幅降低了生產(chǎn)噪音，改善了工作環(huán)境。
多倉磨中，配用具有流量調(diào)節(jié)功能的溢流型雙層隔倉板與其前后倉研磨體的裝載量相互配合，可有效地控制物料的流速。溢流型雙層隔倉板與其前后倉的研磨體裝載量配合，使后倉的研磨體的填充率高于前倉，即可有效地控制溢流型雙層隔倉板前倉的存料量和物料進入后倉的流量，保證溢流型雙層隔倉板前倉物料有足夠的粉磨時間和適宜的料球（段）比，從而提高研磨效率。
管磨機的溢流型出料篦板，能有效的保證管磨機尾倉存料量的高度，確保其有適宜的料球（段）比和較高的粉磨效率，在空磨時又能將物料順利的排出磨外。
6.2.2 提高粉磨效率，減少過粉磨。
通過控制磨內(nèi)物料流速已經(jīng)提高了粉磨效率，但這還不夠，必須進一步提高粉磨效率，減少過粉磨。
合理確定WS粉煤灰磨機各倉室的長度。根據(jù)出磨成品的要求和粉磨系統(tǒng)的具體情況，以保證管磨機各倉室粉磨能力的平衡為目標，來具體確定管磨機各倉室的長度，確保各倉能力平衡，可有效的發(fā)揮管磨機的能力減少過粉磨。
合理選擇管磨機各倉室襯板。由于粉煤灰的粉磨已經(jīng)對破碎沒有要求了，提升能力強的襯板已經(jīng)不能適應粉煤灰的粉磨要求了，專為粉煤灰管磨機研制的專用襯板，能適應粉煤灰粉磨過程的特點，提高粉磨效率。
通過設(shè)置活化圈（環(huán)）和研磨體級配等措施抑制過粉磨現(xiàn)象，達到提高磨機粉磨效率的目的。
管磨機的通風要合理，風速不能過高，只要能將合格細粉及時排出即可。
7 應用實例：
四川江油天燁建材有限公司，2009年初新上了一條超細粉煤灰生產(chǎn)線，采用了高產(chǎn)節(jié)能粉煤灰烘干機技術(shù)。粉煤灰原始水分20%～25%，在堆場放置后再進入烘干機烘干。烘干機規(guī)格φ2.2×16m，配置KF22高溫快速沸騰爐和除塵PPC96-7除塵器。目前，烘干機產(chǎn)量20t/h，初水分17%～18%，終水分1%～2%。配套粉煤灰磨機規(guī)格φ2.2×7.5m，收塵器PPC64-4，現(xiàn)磨機產(chǎn)量18t/h～20t/h，粉煤灰比表面積600m2/kg～650m2/kg。2009年底四川江油富貴建材有限公司在此基礎(chǔ)上，又再上了2條粉煤灰微粉生產(chǎn)線，均取得滿意的技術(shù)效果。
江蘇宜興電廠新上一條粉煤灰高細粉磨生產(chǎn)線，粉煤灰由于采用干排工藝，無需烘干直接粉磨，可取代礦粉在磨機后摻10%～15%。φ3.2×13m新型WS高產(chǎn)高細粉煤灰球磨機，裝載量120t，采用新型磨內(nèi)結(jié)構(gòu)，粉磨粉煤灰至比表面積600m2/kg～650m2/kg，產(chǎn)量80t/h～90t/h。目前，江蘇地區(qū)礦渣90元～100元，粉煤灰30元～40元，用粉煤灰部分取代礦渣，經(jīng)濟效益十分顯著。
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