CN102992662A - 利用石粉碎秸秆生产水泥工艺 - Google Patents

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武为照
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Abstract

本发明涉及水泥生产技术领域，具体是涉及一种利用粉碎秸秆生产水泥工艺。水泥是由如下重量百分比原料生产而成的：石灰石78.1～82%、秸秆9.2～9.8%、黏土6.1～6.6%、氧化铁粉1.8～2.0%、煤灰0.9～3.5%。本发明利用粉碎秸秆生产水泥熟料，既降低了水泥的生产成本，生产的水泥的性能较优，又实现了粉碎秸秆的资源化利用，减少了水泥生产消耗粘土和石灰石的量，间接保护了土地资源及环境，是实现资源可持续发展、人与环境和谐相处的良好途径。吨水泥熟料平均使用秸秆60kg，吨水泥熟料煤炭消耗减少20kg。减少水泥生产对石灰石、粘土消耗总量1.5%以上。在2500吨/d产能生产线上成功使用，生产出28d强度62～64MPa的水泥熟料。

Description

利用石粉碎秸秆生产水泥工艺
技术领域
本发明涉及水泥生产技术领域，具体是涉及一种利用粉碎秸秆生产水泥工艺。
背景技术
2011年上半年我国水泥产量为9.51亿吨，同比增长率为19.57％，产量巨大且增长迅速。以替代水泥生产原料的废物利用研究和生产试验工作已得到国家的支持和行业内的重视。
国家《“十一五”重大技术装备研制和重大产业技术开发专项规划》指出：“重点开发：高耗能产业节能技术和新工艺；工业炉窑高效燃烧节能新技术；工业废水处理；二氧化硫排放控制技术；城市垃圾，危险废物安全处置技术；矿山生态修复等固体废弃物处置技术；清洁生产技术；工业废弃物综合利用技术。”
秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源。
目前，秸秆的处理，多为直接燃烧，既污染环境，又使农作物资源得到较大程度的浪费。而节能减排是水泥生产企业为了迎接技术转型、增加产品附加值，谋求生存与发展的必由之路。而规模化应用粉碎秸秆来生产水泥，既利用了秸秆中蕴藏的热能，其灰分又作为水泥熟料生产原料被充分利用，目前未见相关报道。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种合理利用农作物秸秆，并符合循环经济要求，显著减少了水泥生产粘土和石灰石的消耗量，间接保护环境的技术，即利用粉碎秸秆生产水泥工艺。
本发明采用的技术方案如下：
利用粉碎秸秆生产水泥工艺，其特征在于，所述水泥是由如下重量百分比原料生产而成的：
石灰石78.1～82％、秸秆9.2～9.8％、黏土6.1～6.6％、氧化铁粉1.8～2.0％、煤灰0.9～3.5％。
进一步，利用粉碎秸秆生产水泥工艺，步骤如下：
①、秸秆粉碎以及生料配料
②、粉磨、筛分
控制粉磨的细度为80μm，筛余量为10～14％；
③、生料均化
均化后氧化钙偏差不超过0.3％，二氧化硅偏差不超过0.15％；
④、窑外分解
碳酸钙入窑分解率达到90～96％，窑尾温度控制为1000～1100℃；
⑤、回转窑煅烧
煅烧温度为1400℃～1500℃，窑尾过度带温度为1050℃～1300℃，烧成带温度为1400℃～1500℃，窑头冷却带温度为1200℃，物料在窑内停留时间为10～20min；
⑥、冷却
控制稳定的料层厚度为300～500mm，控制恒定的风量，对熟料进行冷却，控制二次风温度为1150℃～1250℃，三次风温度为1000℃～1100℃；
⑦、熟料的分析检测。
本发明利用粉碎秸秆生产水泥工艺，利用粉碎秸秆生产水泥熟料，既降低了水泥的生产成本，生产的水泥的性能较优，又实现了粉碎秸秆的资源化利用，减少了水泥生产消耗粘土和石灰石的量，间接保护了土地资源及环境，是实现资源可持续发展、人与环境和谐相处的良好途径。
本发明利用粉碎秸秆生产水泥工艺，其直接效益为：
1、利用秸杆配料生产水泥节能降耗技术指标达到：吨水泥熟料平均使用秸秆60kg，吨水泥熟料煤炭消耗减少20kg。
2、减少水泥生产对石灰石、粘土消耗总量1.5％以上。
3、通过生产试验，在2500吨/d产能生产线上成功使用，生产出28d强度62～64MPa的水泥熟料。
4、平均降低水泥生产成本10元。
从对于环境效益与节能减排效果来看，本发明综合利用秸秆的新方法对开辟农村新产业，增加农民收入意义不凡，符合中央三农政策。据测算，每年每亩耕地夏秋两季约产秸秆500kg，每公斤收购价0.2～0.3元，每亩可增收100～150元。
在环保效益上更为明显，表现在：
1、不仅节约煤炭，还减少碳排放和二氧化硫排放。
2、秸秆得到合理利用后，避免了焚烧秸秆带来的大气污染。
3、节约土地和矿产资源，间接保护耕地，保护自然环境。
4、在生产过程中不会造成二次污染，符合低碳经济的要求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明，其中秸秆采用玉米秸秆。
实施例1
利用粉碎秸秆生产水泥工艺，步骤如下：
①、秸秆粉碎以及生料配料
石灰石78.1％、秸秆9.8％、黏土6.6％、氧化铁粉2.0％、煤灰3.5％。
其中，秸秆灰分化学成分，如表1所示。
表1秸秆灰分化学成分，％
  loss   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   K2O   Na2O   SO3   ∑
  5.65   61.83   5.88   3.05   6.80   2.32   10.55   1.80   0.60   98.48
②、粉磨、筛分
控制粉磨的细度为80μm，筛余量为10％。
出磨生料的化学成分及率值，如表2所示。
表2出磨生料的化学成分及率值
Figure BDA00002576611900041
③、生料均化
均化后氧化钙偏差不超过0.3％，二氧化硅偏差不超过0.15％。
④、窑外分解
碳酸钙入窑分解率达到90％，窑尾温度控制为1100℃。
⑤、回转窑煅烧
煅烧温度为1450℃，窑尾过度带温度为1300℃，烧成带温度为1500℃，窑头冷却带温度为1200℃，物料在窑内停留时间为15min。
入窑生料的化学成分及率值，如表3所示。
表3入窑生料的化学成分及率值
⑥、冷却
控制稳定的料层厚度为350mm，控制恒定的风量，对熟料进行冷却，控制二次风温度为1250℃，三次风温度为1100℃。
⑦、熟料的分析检测。
熟料的化学成分，如表4所示。
表4熟料的化学成分分析表
  loss   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   ∑   fCaO
  0.09   20.78   6.04   3.56   63.82   4.09   98.38   1.24
熟料的率值及矿物含量，如表5所示。
表5熟料的率值及矿物含量
Figure BDA00002576611900052
熟料的物理检验结果，如表6所示。
表6熟料的物理检验结果
Figure BDA00002576611900053
实施例2
利用粉碎秸秆生产水泥工艺，步骤如下：
①、秸秆粉碎以及生料配料
石灰石80％、秸秆9.5％、黏土6.3％、氧化铁粉1.9％、煤灰2.3％。
②、粉磨、筛分
控制粉磨的细度为80μm，筛余量为12％。
③、生料均化
均化后氧化钙偏差不超过0.3％，二氧化硅偏差不超过0.15％。
④、窑外分解
碳酸钙入窑分解率达到94％，窑尾温度控制为1080℃。
⑤、回转窑煅烧
煅烧温度为1400℃，窑尾过度带温度为1250℃，烧成带温度为1400℃，窑头冷却带温度为1200℃，物料在窑内停留时间为10min。
⑥、冷却
控制稳定的料层厚度为450mm，控制恒定的风量，对熟料进行冷却，控制二次风温度为1150℃，三次风温度为1050℃。
⑦、熟料的分析检测。
熟料的化学成分，如表7所示。
表7熟料的化学成分分析表
  loss   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   ∑   fCaO
  0.20   20.90   6.58   3.06   62.63   4.50   97.87   1.04
熟料的率值及矿物含量，如表8所示。
表8熟料的率值及矿物含量
Figure BDA00002576611900061
熟料的物理检验结果，如表9所示。
表9熟料的物理检验结果
Figure BDA00002576611900062
实施例3
利用粉碎秸秆生产水泥工艺，步骤如下：
①、秸秆粉碎以及生料配料
石灰石82％、秸秆9.2％、黏土6.1％、氧化铁粉1.8％、煤灰0.9％。
②、粉磨、筛分
控制粉磨的细度为80μm，筛余量为14％。
③、生料均化
均化后氧化钙偏差不超过0.3％，二氧化硅偏差不超过0.15％。
④、窑外分解
碳酸钙入窑分解率达到92％，窑尾温度控制为1040℃。
⑤、回转窑煅烧
煅烧温度为1430℃，窑尾过度带温度为1200℃，烧成带温度为1430℃，窑头冷却带温度为1200℃，物料在窑内停留时间为20min。
⑥、冷却
控制稳定的料层厚度为300mm，控制恒定的风量，对熟料进行冷却，控制二次风温度为1200℃，三次风温度为1000℃。
⑦、熟料的分析检测。
熟料的化学成分，如表10所示。
表10熟料的化学成分分析表
  loss   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   ∑   fCaO
  0.23   20.46   6.04   3.08   63.65   4.41   97.87   1.40
熟料的率值及矿物含量，如表11所示。
表11熟料的率值及矿物含量
Figure BDA00002576611900071
熟料的物理检验结果，如表12所示。
表12熟料的物理检验结果
实施例4
利用粉碎秸秆生产水泥工艺，步骤如下：
①、秸秆粉碎以及生料配料
石灰石81％、秸秆9.3％、黏土6.5％、氧化铁粉1.85％、煤灰1.35％。
②、粉磨、筛分
控制粉磨的细度为80μm，筛余量为11％。
③、生料均化
均化后氧化钙偏差不超过0.3％，二氧化硅偏差不超过0.15％。
④、窑外分解
碳酸钙入窑分解率达到96％，窑尾温度控制为1000℃。
⑤、回转窑煅烧
煅烧温度为1480℃，窑尾过度带温度为1050℃，烧成带温度为1450℃，窑头冷却带温度为1200℃，物料在窑内停留时间为13min。
⑥、冷却
控制稳定的料层厚度为400mm，控制恒定的风量，对熟料进行冷却，控制二次风温度为1175℃，三次风温度为1080℃。
⑦、熟料的分析检测。
实施例5
利用粉碎秸秆生产水泥工艺，步骤如下：
①、秸秆粉碎以及生料配料
石灰石79％、秸秆9.4％、黏土6.2％、氧化铁粉1.95％、煤灰3.45％。
②、粉磨、筛分
控制粉磨的细度为80μm，筛余量为13％。
③、生料均化
均化后氧化钙偏差不超过0.3％，二氧化硅偏差不超过0.15％。
④、窑外分解
碳酸钙入窑分解率达到95％，窑尾温度控制为1050℃。
⑤、回转窑煅烧
煅烧温度为1500℃，窑尾过度带温度为1110℃，烧成带温度为1480℃，窑头冷却带温度为1200℃，物料在窑内停留时间为18min。
⑥、冷却
控制稳定的料层厚度为500mm，控制恒定的风量，对熟料进行冷却，控制二次风温度为1225℃，三次风温度为1020℃。
⑦、熟料的分析检测。
以上内容仅仅是对本发明构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.利用粉碎秸秆生产水泥工艺，其特征在于，所述水泥是由如下重量百分比原料生产而成的：
石灰石78.1～82%、秸秆9.2～9.8%、黏土6.1～6.6%、氧化铁粉1.8～2.0%、煤灰0.9～3.5%。
2.根据权利要求1所述的利用粉碎秸秆生产水泥工艺，其特征在于，步骤如下：
①、秸秆粉碎以及生料配料
②、粉磨、筛分
控制粉磨的细度为80μm，筛余量为10～14%；
③、生料均化
均化后氧化钙偏差不超过0.3%，二氧化硅偏差不超过0.15%；
④、窑外分解
碳酸钙入窑分解率达到90～96%，窑尾温度控制为1000～1100℃；
⑤、回转窑煅烧
煅烧温度为1400℃～1500℃，窑尾过度带温度为1050℃～1300℃，烧成带温度为1400℃～1500℃，窑头冷却带温度为1200℃，物料在窑内停留时间为10～20min；
⑥、冷却
控制稳定的料层厚度为300～500mm，控制恒定的风量，对熟料进行冷却，控制二次风温度为1150℃～1250℃，三次风温度为1000℃～1100℃；
⑦、熟料的分析检测。
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