一、技术名称:高固气比水泥悬浮预热分解技术

二、技术所属领域及适用范围:水泥行业(1)改造现有新型干法水泥烧成系统;(2)新建水泥熟料生产线

三、与该技术相关的能耗及碳排放现状

现有水泥企业能耗限额限定值:可比熟料综合煤耗≤112kgce/t。目前该技术可实现节能量18万tce/a,减排约48万tCO2/a。

四、技术内容

1.技术原理

通过提高系统内固体物料与气流的质量比,达到提高系统热效率、增强系统热稳定性的效果。

2.关键技术

(1)高固气比预热器单元的性能优化,各列、各级预热单元合理匹配;

(2)粗物料的外循环,实现分解炉体系内的高固气比化;

(3)粗粉分离器内部旋流强度的设计、物料循环倍数的控制以及炉体对各种条件变化的适应性。

(4)高固气比悬浮预热分解工艺集成方案。

3.工艺流程

水泥原料通过计量装置,定量喂入高固气比预热器系统的顶层预热单元,在各级各列预热单元内逐次与废烟气热交换,粉体物料预热至780℃以上;进入外循环式高固气比分解炉系统,在悬浮态下完成碳酸盐的分解。通过五级旋风分离器气固分离后,物料进入回转窑内煅烧成熟料,经冷却机冷却破碎后由输送机送至熟料库。气体流向为冷空气由风机送入冷却机,在冷却熟料的同时,二次空气预热至1100℃以上,进入回转窑,三次空气预热至900℃以上,进入外循环式高固气比分解炉,经煤粉燃烧后变成热烟气,进入预热器系统,分两列与物料逐级热交换,换热后的烟气温度降至260℃左右,由高温风机抽出,送至原料制备车间,用作原料烘干热源。工艺流程见图1。

图1高固气比水泥煅烧技术工艺流程图

五、主要技术指标

1.窑尾废气温度小于260℃;

2.水泥熟料烧成的可比热耗低于每公斤熟料2675kJ(640kcal);

3.吨熟料电耗小于56kWh;

4.窑系统运转率大于90%。

六、技术鉴定、获奖情况及应用现状

2011年5月,该技术已通过陕西省科学技术厅组织的技术鉴定。该技术2011年被评为“中国高等学校十大科技进展”,入选国家工信部《工业节能十二五规划》,荣获“第四届节能中国十大应用技术”。

七、典型应用案例

典型案例1

案例名称:陕西尧柏阳山庄水泥有限公司高固气比水泥熟料生产线(2500t/d级)

技术提供单位:西安建筑科技大学

建设规模:日产2500t熟料的水泥熟料煅烧生产线。主要建设内容:采用高固气比预热分解技术设计水泥熟料烧成系统。主要设备:高固气比预热器系统和外循环式高固气比分解炉系统(2500t/d级)。建设投资额3500万元,建设期1年。每年可节能19500tce,年碳减排能力48000tCO2,投资回收期约1 年。

典型案例2

案例名称:陕西生态水泥富平有限公司高固气比水泥熟料生产线(5000t/d级)技术提供单位:西安建筑科技大学

建设规模:日产5000t熟料的水泥熟料煅烧生产线。主要建设内容:采用高固气比预热分解技术设计水泥熟料烧成系统。主要设备:高固气比预热器系统和外循环式高固气比分解炉系统(5000t/d级)。改造建设资额4500万元,建设期1 年。每年可节能26000tce,年碳减排能力63960tCO2,投资回收期约1年。

八、推广前景及节能减排潜力

该技术在节能减排、系统稳定性等方面有突出优势,吨熟料可比现有技术节约16kgce,在行业内的推广前景和减排潜力很大。预计未来5年,该技术在行业内的推广比例可达5%,投资总额55万元,节能能力90万tce/a,减排能力238万tCO2/a。