曾計生

1 引言

隨著水泥工業(yè)的發(fā)展，原、燃料資源日趨緊張，越來越多的水泥廠需要采用含高揮發(fā)性組分（K2O、NaO、SO3、Cl-）低品位的原、燃料煅燒水泥熟料；同時，越來越多的水泥廠采用替代燃料以及利用窯系統(tǒng)處理廢棄物，而替代燃料、廢棄物中所含氯、硫都偏高。低品位原燃料替代燃料、廢棄物在窯系統(tǒng)中產(chǎn)生過量的鉀、鈉、氯成分，一則容易引起預熱器系統(tǒng)的結(jié)皮、堵塞，影響窯系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)；二則過量有害成分進入熟料，會腐蝕混凝土中的鋼筋，縮短混凝土的壽命。旁路放風系統(tǒng)是解決原、燃料中過量鉀、鈉、氯排出系統(tǒng)的有效措施，可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行和產(chǎn)品質(zhì)量。

圖1 旁路放風系統(tǒng)方案1工藝流程

圖2 旁路放風系統(tǒng)方案2工藝流程

表1 兩種旁路放風系統(tǒng)工藝參數(shù)比較*

旁路放風系統(tǒng)方案1（圖1）是在窯尾設(shè)置一套獨立的旁路放風系統(tǒng)；旁路放風系統(tǒng)方案2（圖2）是將旁路放風的煙氣引至窯頭，并與窯頭廢氣混合，與窯頭煙氣共用一套廢氣處理系統(tǒng)。本文將以5000t/d的熟料生產(chǎn)線和旁路放風量5%為基準著重對這兩種系統(tǒng)進行比較，闡述這兩種旁路放風工藝流程的優(yōu)缺點。

2 兩種旁路放風系統(tǒng)工藝流程

旁路放風系統(tǒng)方案1由急冷室、冷卻風機、袋式收塵器、引風機、窯灰儲存?zhèn)}、散裝機等組成，其工藝流程（見圖1）：從窯尾煙室抽取的高溫煙氣進入急冷室，冷卻風機將冷風鼓進急冷室，在急冷室內(nèi)冷風與高溫煙氣充分混合，足夠的冷風使混合氣體溫度降至200℃，冷卻后的廢氣經(jīng)管道進入袋式收塵器進行除塵，除塵后的氣體通過煙囪排入大氣，收塵器收集下來的窯灰進入窯灰倉，窯灰倉下設(shè)有散裝機。

旁路放風系統(tǒng)方案2由急冷室、冷卻鼓風機、接力引風機等組成。其工藝流程（見圖2）：從窯尾煙室抽取的高溫煙氣進入急冷室，冷卻風機將冷風鼓進急冷室，在急冷室內(nèi)冷風與高溫煙氣充分混合，足夠的冷風使混合氣體溫度降至350℃，冷卻后的廢氣經(jīng)過管道、接力風機送至窯頭，與窯頭廢氣混合后進入窯頭廢氣處理系統(tǒng)，收塵器收集下來的窯灰隨熟料一起進入熟料庫。

3 兩種旁路放風系統(tǒng)的技術(shù)比較

3.1 工藝參數(shù)比較

兩種方案的工藝參數(shù)和系統(tǒng)配置比較分別見表1、表2。

3.2 裝機功率和重量比較

兩種系統(tǒng)的裝機功率和重量比較見表3。

由表3可知，方案1的系統(tǒng)裝機功率和重量均大于方案2。方案1比方案2裝機功率大130kW，裝機重量大67t。

3.3 對熟料質(zhì)量的影響

國標硅酸鹽水泥熟料（GB/T 21372-2008）對有害成分的限定值：堿含量（Na2O+0.658K2O）≤0.6%，硫含量（SO3）≤1.5%，氯含量（Cl）≤0.06%。

方案1中，旁路放風的窯灰單獨處置，不會對熟料質(zhì)量產(chǎn)生影響，但方案2中，窯灰中的有害成分隨旁路放風的窯灰摻加到熟料中，對熟料質(zhì)量會有一定的負面影響。通常每1%的旁路放風產(chǎn)生的窯灰量約為1.5～2.5g/kg熟料，即方案2中每1%的旁路放風摻加到熟料中，旁路放風窯灰量與熟料的質(zhì)量比約為0.15%～0.25%。對熟料質(zhì)量的影響程度取決于旁路放風量、旁路放風窯灰中有害成分等因素，實際應用時需根據(jù)這些因素來計算分析判斷摻有旁路放風窯灰的熟料是否滿足熟料質(zhì)量要求。

表2 兩種旁路放風系統(tǒng)的設(shè)備配置比較*

表3 兩種旁路放風系統(tǒng)裝機功率和重量比較

3.4 兩種旁路放風系統(tǒng)的優(yōu)缺點

通過以上對兩種旁路放風系統(tǒng)的技術(shù)比較，可得出其優(yōu)缺點如下：

方案2較方案1的優(yōu)點：

（1）在系統(tǒng)配置方面，方案2省去了旁路放風袋式收塵器、窯灰儲存?zhèn)}及散裝機。

（2）在裝機功率方面，方案2較方案1裝機功率降低10%。

（3）在裝機重量方面，方案2較方案1裝機重量降低10%。

方案2較方案1的缺點：

（1）對窯頭廢氣處理系統(tǒng)的影響。

方案2會增加窯頭廢氣處理系統(tǒng)實際處理風量，加大設(shè)備規(guī)格。通過計算分析可知，每1%旁路放風量引起窯頭廢氣處理系統(tǒng)處理風量增加2%（增加風量0.02m3（標）/kg熟料），所以在設(shè)備選型時，當旁路放風量＜9%時，方案2不會導致窯頭熱交換器、收塵器及其引風機的選型規(guī)格增大；當旁路放風量＞9%時，則方案2中窯頭熱交換器、收塵器及其引風機的選型規(guī)格應相應加大。

（2）對熟料質(zhì)量的影響。

方案2對熟料質(zhì)量有一定的負面影響（參見3.3）。

4 結(jié)論

綜上所述，旁路放風系統(tǒng)工藝流程的選擇應綜合考慮原燃料的有害成分、旁路放風窯灰有害成分及對熟料質(zhì)量的影響等因素：

（1）如果著重于解決有害成分引起的預熱器系統(tǒng)結(jié)皮、堵塞問題，且旁路放風的窯灰摻入到熟料中后的熟料仍然滿足質(zhì)量標準，建議采用方案2。

（2）如果著重于解決有害成分引起的熟料質(zhì)量問題，旁路放風的窯灰摻入到熟料中后導致熟料質(zhì)量不達標，建議采用方案1。