如何使水泥助磨劑在節(jié)能減排中發(fā)揮更大的作用

  使用水泥助磨劑幾乎不需要增加固定投資,便能取得可觀的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。通常使用助磨劑所能取得的效果是:①
增加磨機產(chǎn)量5~30%,每噸水泥粉磨電耗相應(yīng)下降帶來效益1~2元;②增加3天、28天強度2~6MPa,如果保持原來的強度可以相應(yīng)增加4~8%混合材,節(jié)約4~8%的水泥熟料,降低成本5~10元左右;③磨機易磨件的更換和維修費用在使用助磨劑后會節(jié)省1~2元/噸。水泥使用助磨劑的成本為每噸4~8元,所以使用助磨劑后的直接經(jīng)濟效益每噸水泥約為3~6元。如果提產(chǎn)的話,勞動力成本相應(yīng)下降,幾乎沒有工廠計算這方面的效益。
                  
  當前,我國經(jīng)濟工作主要圍繞轉(zhuǎn)變發(fā)展方式和調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)來開展,而發(fā)展低碳經(jīng)濟是今年經(jīng)濟工作的重要內(nèi)容之一。所謂“低碳經(jīng)濟”,是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下,通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等多種手段,盡可能地減少煤炭、石油等高碳能源及碳酸鹽等高碳資源的消耗,減少溫室氣體排放,達到經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏的一種經(jīng)濟發(fā)展模式。
                  
  使用助磨劑更重要的意義在于節(jié)能減排,實行低碳經(jīng)濟。預(yù)計今年末,至少將有6億噸水泥摻用助磨劑,如果這6億噸水泥平均臺時提高10%,平均每噸水泥可節(jié)電3度左右的話,共節(jié)電18億度。這6億噸還可能提高混合材摻量5%,這樣可少用3千萬噸熟料,煅燒熟料每噸耗電60度,由此又可以節(jié)電18億度,煅燒每噸熟料需耗用110公斤標煤,由此可節(jié)省標煤330萬噸。在減少CO2排放方面,生產(chǎn)1噸水泥熟料需用1.2噸石灰石,排放528公斤CO2,少用3千萬噸熟料可減少排放1584萬噸CO2。前述兩項節(jié)電共36億度,如果是火電廠供電,以平均噸煤發(fā)電2000度計,節(jié)煤180萬噸,加上燒熟料節(jié)煤330萬噸,共節(jié)煤510萬噸,每噸煤排放CO2按2.38噸計算,相當于減排1214萬噸CO2,加上由少用石灰石減排的1554萬噸,共減排2798萬噸CO2。所以今年使用助磨劑預(yù)計可以少用石灰石3600萬噸,節(jié)煤510萬噸,少排CO22798萬噸。這樣可以保護環(huán)境,節(jié)省天然能源,為子孫后代所用,大幅減弱溫室效應(yīng)。
                  
  2009年我國熟料產(chǎn)量10.79億噸,CO2排放量約8.6億噸,若水泥工業(yè)總產(chǎn)值按5700億元(現(xiàn)值)計算,則萬元產(chǎn)值C
O2排放量約15.2噸,相當于全國平均水平的7.85倍,仍然很高。因此,如何加大節(jié)能減排的力度,將水泥單位產(chǎn)值的CO2排放量降下來,是水泥工業(yè)面臨的一大課題,也是一項不可回避而又十分艱巨的戰(zhàn)略任務(wù)。
                  
  最近兩年我國助磨劑使用普及率增速迅猛。截至2008年底,我國有200家左右的助磨劑廠,其中102家加入水泥助磨劑分會,使用助磨劑生產(chǎn)的水泥已占總產(chǎn)量的30%~40%。2008年我國顆粒粉狀助磨劑產(chǎn)量超過150萬噸,液體助磨劑超過25萬噸。2009年底,助磨劑廠家超過600多家,水泥協(xié)會助磨劑分會會員超過150多家,助磨劑普及率超過50%。今年底助磨劑使用普及率有望突破70%。
                  
  韓愈在《勸學(xué)解》中的名言:“業(yè)精于勤荒于嬉,行成于思毀于隨”。雖然使用助磨劑的廠家越來越多,但使用效果有待于提高。要使助磨劑在節(jié)能減排中發(fā)揮更大的作用,水泥廠應(yīng)從下列幾個方面著手。
                  
  1.怎樣檢測助磨劑的使用效果?
  相當多水泥廠不知道使用助磨劑后到底取得怎樣的效果,大磨小磨試驗結(jié)果,“真真假假,假假真真,像霧里看花,看不清真面目”。下面是工廠所做的小磨和大磨結(jié)果。
                     
  河北某水泥廠采用北京產(chǎn)液體助磨劑,摻量0.035%。助磨劑由罐車送往該廠,半月左右一次。該廠對每批進廠助磨劑均做小磨試驗。表1列出了連續(xù)10次小磨試驗摻助磨劑水泥與無劑水泥物理性能測試值之差以及統(tǒng)計的結(jié)果。由差值變化范圍可知,單次測量的波動較大,摻助磨劑的水泥經(jīng)粉磨后3天抗壓強度從降低3.5MPa到增加5.3MPa。假如做一次小磨試驗,3天強度下降了,你就會判斷所測助磨劑不好而放棄,這可能是錯誤的結(jié)論。另一次試驗得出3天強度提高5.3MPa,你會認為助磨劑很好,實際可能并不那么好。  

        表1 河北省某水泥廠助磨劑小磨試驗誤差統(tǒng)計

 

比面積m2/kg

0.08mm篩篩余%

稠度
%

初凝min

終凝min

3天強度,MPa

28天強度,MPa

1

9.5

-0.7

1.1

-4

-16

-0.1

-0.1

-0.2

3.9

2

1.0

-0.3

1.0

-5

+2

0.2

0

0.4

8.5

3

2.0

-0.4

1.3

-6

-1

-0.5

-3.5

-1.0

1.3

4

-9.5

-0.4

0.8

+5

+8

0.2

-2.1

-0.5

0.6

5

-15.1

-0.2

0.9

-2

-5

-0.3

-0.1

-1.0

3.6

6

-6.7

-0.1

0.4

-5

-5

0.2

5.3

-0.2

-1.3

7

2.7

-0.8

0

-40

-50

0

0.3

0

4.0

8

5.6

-0.3

0.8

+1

-3

0

-0.8

0.1

0.7

9

11.2

-0.1

-0.1

-9

-14

0.3

0.3

-0.5

4.1

10

8.5

-0.1

0.3

-6

-27

-0.2

-0.1

-0.2

2.6

差值變化范圍

-15.1—11.2

-0.8—-0.1

-0.1—1.3

-40—+5

-50—
+8

-0.5—0.3

-3.5—5.3

-1.0—0.4

-1.3—
8.5

  注:P.O. 42.5水泥,80%熟料+粉煤灰、爐渣和石灰石,5公斤料磨28分鐘,比表面積390m2/kg左右。
                  
  表2為廣東某水泥廠18天大磨試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計,該表也說明了類似的規(guī)律性。一天的單項試驗數(shù)據(jù)波動大,拿28天抗壓強度來說,你運氣好,隨機碰上了34.8MPa,你的助磨劑被水泥廠接收;碰上29.6MPa,倒霉!18天結(jié)果的平均值可認為是近似真值,標準偏差和變異系數(shù)表示篩余、凝結(jié)時間和強度測定值對近似真值的偏差和相對誤差。

廣東某水泥廠大磨試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

檢測項目

0.08mm篩篩余
%

初凝
min

終凝
min

3天強度,MPa

28天強度,MPa

極值

3.4~4.6

151~221

243~249

3.4 ~4.5

15.6~20.

25.9~7.0

29.6 ~34.8

平均值

3.9

191

264

4.0

18.8

6.5

32.6

標準偏差

0.4

19

15

0.3

0.3

1.1

1.4

變異系數(shù)

10

10

5.7

7.5

5.1

5.9

4.3

  注:φ3.2×13m開流磨,生產(chǎn)P.O.32.5水泥。試驗液體助磨劑,摻量0.1%,混合材為爐渣、煤矸石和石灰石。試驗連續(xù)18天,取日平均樣做物理試驗。為節(jié)省篇幅,每日數(shù)據(jù)未列入。
                  
  試驗、觀察和調(diào)查所得數(shù)據(jù)有一定的離散性,隨著試驗次數(shù)的增加或調(diào)查數(shù)據(jù)的增多,平均值逼近真值,標準偏差縮小。這是普遍的規(guī)律。我們的任務(wù)是搞清楚造成球磨機試驗數(shù)據(jù)波動的原因,采取有效措施提高數(shù)據(jù)的復(fù)演性。此外要研究用少數(shù)次的試驗或較短時間的試驗得出可靠準確結(jié)果的方法。
                  
  影響球磨機試驗的因素很多,主要與水泥成品原料、水泥磨機系統(tǒng)和物理檢測誤差三個方面有關(guān)。入磨熟料、石膏和混合材的質(zhì)量一直在變化,其溫度和含水量和天氣息息相關(guān)。磨機系統(tǒng)一直處于變動狀態(tài),磨溫和磨內(nèi)風速一直隨入磨料溫度、濕度和環(huán)境溫度而變,磨內(nèi)研磨體、隔倉板、襯板天天磨損,效率逐漸下降。水泥物理檢驗尤其是強度數(shù)據(jù)波動較大,一個合格的試驗室的重復(fù)性以變異系數(shù)表示,好的在1%一3%之間。在合格試驗室之間的再現(xiàn)性,用變異系數(shù)表示,可達6%。
                  
  小磨試驗是檢驗助磨劑好壞的一種經(jīng)濟簡便的試驗方法。然而,小磨試驗誤差大,影響試驗結(jié)果的因素較多,如果不用心去做,可能會產(chǎn)生不真實的結(jié)果,以致產(chǎn)生誤導(dǎo)。要取得可比性好的小磨試驗數(shù)據(jù),必須嚴格控制各種試驗條件,選取具有代表性的原料,認真細致地去做。如要結(jié)果真實可靠,還要多次重復(fù)試驗。小磨試驗結(jié)果在一定程度上能預(yù)見被試助磨劑在大磨上的使用效果。但是,由于小磨與大磨差別大,小磨試驗并不能代替大磨試驗。
                  
  大磨試驗一定要在水泥廠的設(shè)備和原料處于比較穩(wěn)定的時期。要取得比較可靠又接近真實的結(jié)果,只有認真對待,多做試驗。應(yīng)該嚴格控制和穩(wěn)定各種影響試驗結(jié)果的因素。不加助磨劑的對比樣和助磨樣選取一定要有代表性,而且不能取一個。
                  
  2. 重視水泥原料的均化
  不少水泥廠對原料均化的重要性認識不足,未采取任何均化措施,造成水泥質(zhì)量波動很大,這也是這類水泥廠使用助磨劑效果不佳的主要原因。
                  
  3. 配料計量系統(tǒng)要經(jīng)常維修校正
  有些廠計量稱誤差太大,不能準確控制水泥各組分的比例。有些廠的計量系統(tǒng)太老,應(yīng)升級改造。
                  
  4. 控制入磨料的粒度
  細料通過隔倉板蓖孔較快,大塊料在一倉經(jīng)多次破碎才能進入二倉,造成物料配比變化。如物料經(jīng)細破入磨,則產(chǎn)量和電耗均下降,水泥質(zhì)量穩(wěn)定。
                  
  5. 控制入磨料水分
  入磨料綜合水分過多或太少都不利于粉磨,水分太多粉體容易粘聚,造成包球糊磨,水分太少則粉體剩余電荷不易消除。一般入磨料綜合水分控制在2.5%左右。大家知道,入磨料水分超過2.5%時,磨機喂料和出料緩慢,開始出現(xiàn)包球糊磨、過粉磨和產(chǎn)量下降現(xiàn)象。當水分達3.5%時,一般磨機產(chǎn)量下降8~10%。水分超過5%時,干法磨機無法運行。在高濕季節(jié)或雨天,進系統(tǒng)的濕空氣對粉磨、選粉、收塵造成不小的困難,使水泥產(chǎn)量質(zhì)量進一步下滑。
                  
  6. 控制入磨料溫度
  根據(jù)報道, 進入磨機總熱量中物料帶入的熱量約占15%~20%,
  磨機粉磨輸入功耗產(chǎn)生的熱占75%~80%,空氣帶入的占3%。磨內(nèi)溫度過高時,物料的易磨性變差,細粉顆粒破碎斷裂時產(chǎn)生的電荷不易被平衡,而容易聚結(jié)在一起或吸附在研磨體和襯板上,降低粉磨效率。當入磨物料溫度高于50℃時,磨機產(chǎn)量即受影響,超過80℃時,水泥磨產(chǎn)量下降10~15%,電耗上升14~25%。磨內(nèi)高溫持續(xù)時間較久時,與正常情況時相比,磨機產(chǎn)量下降29~40%,電耗上升39~61%。大氣高溫高濕對磨機也有明顯的不利影響。如夏天38℃以上的高溫有如下作用:①磨內(nèi)積聚的熱量不易散發(fā);②出窯的高溫熟料不易冷卻;③場地混合材和石膏被加溫;④磨內(nèi)通風受阻;⑤進入磨機的空氣帶入更多的熱量。其綜合影響可能是出磨水泥溫度提高4~5℃,產(chǎn)量下降2~3%。
                  
  助磨劑的使用是一面鏡子,可以反映出水泥廠粉磨工藝和設(shè)備存在的問題,同時向水泥企業(yè)提出在混合材選擇、工藝流程完善、研磨體級配調(diào)整等方面的合理化建議。
                    
  水泥助磨劑的用量一般在0.01~0.5%,可謂小劑量大效益,四兩拔千斤。一些水泥廠認為,只要將助磨劑往水泥磨中一加就會取得效果,這是一種誤解。要使用助磨劑,水泥粉磨工藝和設(shè)備必須具備一定的條件。只有水泥廠與助磨劑廠密切合作,互相適應(yīng),才能取得助磨劑使用的最佳效果。

編輯:

監(jiān)督:0571-85871667

投稿:news@ccement.com

本文內(nèi)容為作者個人觀點,不代表水泥網(wǎng)立場。聯(lián)系電話:0571-85871513,郵箱:news@ccement.com。

最新評論

網(wǎng)友留言僅供其表達個人看法,并不表明水泥網(wǎng)立場

暫無評論

發(fā)表評論

閱讀榜

2024-12-23 20:50:18