CN116535115A - 一种利用煤气化渣生产水泥熟料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，解决了煤气化渣掺加后会带来六价铬离子超标的技术问题。下述步骤：（1）加工煤气化渣；（2）生料预处理：取石灰石、硅石、煌斑岩、铜渣于破碎机内部进行粉碎；将粉末后的生料以及煤气化渣一起加入预均化库内部，进行充分的均化、搅拌，再加热、分解；（3）熟料烧成：向回转窑内喂入混合燃料，将窑内温度控制在1270～1330℃；将分解后的生料送入回转窑，烧结20～25min，完成煅烧，最后进入到篦冷机进行快速冷却，将经过高温煅烧的熟料快速冷却到90～100℃；（4）再添加七水硫酸亚铁。本发明提高水泥浆体中水化产物数量，缩短凝结时间，提高水泥浆体抗压强度。

Description

一种利用煤气化渣生产水泥熟料的方法
技术领域
本发明属于水泥熟料的生产方法技术领域，具体涉及一种利用煤气化渣生产水泥熟料的方法。
背景技术
煤气化技术被誉为现代煤化工产业的龙头，可以为整个后端化工生产提供合成气，但在煤气化中会产生大量煤气化渣，据统计我国每年煤气化渣的排放量超过3300万t。煤在气化炉中经历了燃烧、气化等热转化过程后，煤中的矿物质和其他无机组分先后经历了破裂、团聚和熔融等过程，最终与部分未参与反应的煤或煤焦形成灰渣。煤气化渣根据形成路径与组分不同，主要分为粗渣与细渣两种。粗渣是在高温高压下经过煤粒的熔融、冷却和冷凝后，由气化炉底部的锁斗排出。气化炉顶部粗煤气携带的细渣也是含水的，经过净化和初步洗涤沉淀后获得。煤气化渣由于含碳量较高、含水量较大等因素无法直接利用。目前，气化渣主要采用堆填法处理，尚未大规模工业化应用。大量积累的气化渣不仅会浪费大量土地资源，造成尘土飞扬，还会释放一些有毒气体污染大气环境，影响当地居民的身体健康。同时，露天堆存的气化渣会随着雨水进入地表水体，其有害物质和重金属元素对土壤造成严重的破坏，致使大片耕地不能再耕作。此外，煤气化炉渣在垃圾填埋场处理，成本也很高。
煤气化粗、细渣如果不能科学掺加使用，将会导致环境受到较大的污染，对此水泥企业将利用自身技术，对煤气化粗、细渣进行使用，同时还要解决煤气化粗、细渣在预热器系统提前出现液相造成预热器堵塞，即使掺加后也会带来六价铬离子超标等问题，如何科学利用、变废为宝、保护环境关系民生大计，对此我们研发出一套适应煤气化粗、细渣无害化使用的发明技术，该发明技术可以利用煤气化粗、细渣生产出来高质量的C3A熟料，并保证生产质量合格，提高了熟料早期强度，同时无害化的处理了该种危废物体，这是一条利国利民的发明创新。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，以解决现有技术中煤气化渣掺加后会带来六价铬离子超标的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，具体包括下述步骤：
(1)加工煤气化渣
将煤气化渣在鼓风干燥箱60℃条件下干燥24h，再将干燥后的煤气化渣在球磨机中粉磨60min；
(2)生料预处理
取石灰石、硅石、煌斑岩、铜渣于破碎机内部进行粉碎；
将粉碎的生料在原料配料站通过皮带秤进行下料，进入到水泥立磨系统进行粉磨；
将粉末后的生料以及步骤(1)加工后的煤气化渣一起加入预均化库内部，进行充分的均化、搅拌，再通过斗提进入旋风预热器系统进行加热，加入后进入分解炉内进行分解；
(3)熟料烧成
向回转窑内喂入混合燃料，将窑内温度控制在1270～1330℃；将步骤(2)中分解后的生料送入回转窑，烧结20～25min，完成煅烧，最后进入到篦冷机进行快速冷却，将经过高温煅烧的熟料快速冷却到90～100℃，最终得到高含量的C3A熟料；
(4)熟料烧成后，进入到熟料库内部，后续再进行配比制成水泥，在添加七水硫酸亚铁。
进一步的，步骤(1)中，所述粉磨方式为先粉磨30min，停留30min，球磨机充分散热后继续粉磨30min。
进一步的，步骤(1)中，粉磨后得到的气化渣比表面积为445m2/kg，密度为2550kg/m3。
进一步的，步骤(2)中，所述煤气化渣的添加量为1.5～3％。
进一步的，步骤(2)中，所述旋风预热器系统的温度为320～800℃,分解炉的温度为880～920℃。
进一步的，所述旋风预热器系统的内筒挂片为全陶瓷挂片。
进一步的，步骤(4)中，所述七水硫酸亚铁的添加量为0.06～0.08％。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
(1)本发明提供的利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，将气化渣运用到熟料中能起到成核作用，有利于水泥发生水化反应，提高水泥浆体中水化产物数量，缩短凝结时间，提高水泥浆体抗压强度。
(2)本发明提供的利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，通过在水泥立磨进口皮带上定量掺加七水硫酸亚铁，实现水泥中六价铬离子的去除，保证水泥中的六价铬离子含量符合标准，并且将旋风预热器系统的内筒挂片由原来使用的耐热钢挂片，更换为全陶瓷挂片，因耐热钢挂片中存在较多的铬离子，且在高温中极易发生氧化情况，会增加水泥熟料中的六价铬含量，故全部进行更换全陶瓷挂片，全陶瓷挂片内部的铬离子含量几乎为零，故能有效降低因煤气化粗、细渣的添加，导致水泥熟料中铬离子含量增加的问题。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本申请所使用的煤气化渣的化学成分如下表1所示：
表1煤气化渣化学成分(％)
LOI SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O R2O
20.67 39.32 14.23 7.65 13.51 1.34 0.38 0.90 0.67 1.26
实施例1：一种利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，具体包括下述步骤：
(1)加工煤气化渣
将煤气化渣在鼓风干燥箱60℃条件下干燥24h，再将干燥后的煤气化渣在球磨机中粉磨60min；
(2)生料预处理
取石灰石、硅石、煌斑岩、铜渣于破碎机内部进行粉碎；
将粉碎的生料在原料配料站通过皮带秤进行下料，进入到水泥立磨系统进行粉磨；
将粉末后的生料以及步骤(1)加工后的煤气化渣一起加入预均化库内部，进行充分的均化、搅拌，再通过斗提进入旋风预热器系统进行加热，加入后进入分解炉内进行分解；旋风预热器系统的温度为500℃,分解炉的温度为900℃；
(3)熟料烧成
向回转窑内喂入混合燃料，将窑内温度控制在1270℃；将步骤(2)中分解后的生料送入回转窑，烧结25min，完成煅烧，最后进入到篦冷机进行快速冷却，将经过高温煅烧的熟料快速冷却到90℃，最终得到高含量的C3A熟料。
(4)熟料烧成后，进入到熟料库内部，后续再进行配比制成水泥，在添加0.06％七水硫酸亚铁。
实施例2：一种利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，具体包括下述步骤：
(1)加工煤气化渣
将煤气化渣在鼓风干燥箱60℃条件下干燥24h，再将干燥后的煤气化渣在球磨机中粉磨60min；
(2)生料预处理
取石灰石、硅石、煌斑岩、铜渣于破碎机内部进行粉碎；
将粉碎的生料在原料配料站通过皮带秤进行下料，进入到水泥立磨系统进行粉磨；
将粉末后的生料以及步骤(1)加工后的煤气化渣一起加入预均化库内部，进行充分的均化、搅拌，再通过斗提进入旋风预热器系统进行加热，加入后进入分解炉内进行分解；旋风预热器系统的温度为500℃,分解炉的温度为900℃；
(3)熟料烧成
向回转窑内喂入混合燃料，将窑内温度控制在1280℃；将步骤(2)中分解后的生料送入回转窑，烧结22min，完成煅烧，最后进入到篦冷机进行快速冷却，将经过高温煅烧的熟料快速冷却到92℃，最终得到高含量的C3A熟料。
(4)熟料烧成后，进入到熟料库内部，后续再进行配比制成水泥，在添加0.06％七水硫酸亚铁。
实施例3：
一种利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，具体包括下述步骤：
(1)加工煤气化渣
将煤气化渣在鼓风干燥箱60℃条件下干燥24h，再将干燥后的煤气化渣在球磨机中粉磨60min；
(2)生料预处理
取石灰石、硅石、煌斑岩、铜渣于破碎机内部进行粉碎；
将粉碎的生料在原料配料站通过皮带秤进行下料，进入到水泥立磨系统进行粉磨；
将粉末后的生料以及步骤(1)加工后的煤气化渣一起加入预均化库内部，进行充分的均化、搅拌，再通过斗提进入旋风预热器系统进行加热，加入后进入分解炉内进行分解；旋风预热器系统的温度为500℃,分解炉的温度为900℃；
(3)熟料烧成
向回转窑内喂入混合燃料，将窑内温度控制在1300℃；将步骤(2)中分解后的生料送入回转窑，烧结23min，完成煅烧，最后进入到篦冷机进行快速冷却，将经过高温煅烧的熟料快速冷却到95℃，最终得到高含量的C3A熟料。
(4)熟料烧成后，进入到熟料库内部，后续再进行配比制成水泥，在添加0.07％七水硫酸亚铁。
实施例4：
一种利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，具体包括下述步骤：
(1)加工煤气化渣
将煤气化渣在鼓风干燥箱60℃条件下干燥24h，再将干燥后的煤气化渣在球磨机中粉磨60min；
(2)生料预处理
取石灰石、硅石、煌斑岩、铜渣于破碎机内部进行粉碎；
将粉碎的生料在原料配料站通过皮带秤进行下料，进入到水泥立磨系统进行粉磨；
将粉末后的生料以及步骤(1)加工后的煤气化渣一起加入预均化库内部，进行充分的均化、搅拌，再通过斗提进入旋风预热器系统进行加热，加入后进入分解炉内进行分解；旋风预热器系统的温度为500℃,分解炉的温度为900℃；
(3)熟料烧成
向回转窑内喂入混合燃料，将窑内温度控制在1330℃；将步骤(2)中分解后的生料送入回转窑，烧结20min，完成煅烧，最后进入到篦冷机进行快速冷却，将经过高温煅烧的熟料快速冷却到100℃，最终得到高含量的C3A熟料。
(4)熟料烧成后，进入到熟料库内部，后续再进行配比制成水泥，在添加0.08％七水硫酸亚铁。
对比例1：
水泥熟料的生产方法与实施例1基本相同，区别在于未使用煤气化渣的添加量不同。
对比例2：
水泥熟料的生产方法与实施例1基本相同，区别在于未添加煤气化渣。
对比例3：
水泥熟料的生产方法与实施例1基本相同，区别在于未使用七水硫酸亚铁。
实施例1-4与对比例1-3的原料配比如下表2所示。
表2原料配比
按照GB/T 21372-2008的检测标准和方法测定实施例1-4和对比例1-3中的各水泥熟料的性能，检测结果见表3。
表2水泥熟料的性能测试
经检测，对比例3制得的水泥铬含量不达标，实施例1-4与对比例1-2的铬含量均达标。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，其特征在于，具体包括下述步骤：
（1）加工煤气化渣
将煤气化渣在鼓风干燥箱60℃条件下干燥24h，再将干燥后的煤气化渣在球磨机中粉磨60min；
（2）生料预处理
取石灰石、硅石、煌斑岩、铜渣于破碎机内部进行粉碎；
将粉碎的生料在原料配料站通过皮带秤进行下料，进入到水泥立磨系统进行粉磨；
将粉末后的生料以及步骤（1）加工后的煤气化渣一起加入预均化库内部，进行充分的均化、搅拌，再通过斗提进入旋风预热器系统进行加热，加入后进入分解炉内进行分解；
（3）熟料烧成
向回转窑内喂入混合燃料，将窑内温度控制在1270～1330℃；将步骤（2）中分解后的生料送入回转窑，烧结20～25min，完成煅烧，最后进入到篦冷机进行快速冷却，将经过高温煅烧的熟料快速冷却到90～100℃，最终得到高含量的C3A熟料；
（4）熟料烧成后，进入到熟料库内部，后续再进行配比制成水泥，再添加七水硫酸亚铁。
2.根据权利要求1所述的利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述粉磨方式为先粉磨30min，停留30min，球磨机充分散热后继续粉磨30min。
3.根据权利要求1所述的利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，其特征在于：步骤（1）中，粉磨后得到的气化渣比表面积为445m2/kg，密度为2550kg/m3。
4.根据权利要求1所述的利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述煤气化渣的添加量为1.5～3%。
5.根据权利要求1所述的利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述旋风预热器系统的温度为320～800℃，分解炉的温度为880～920℃。
6.根据权利要求5所述的利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，其特征在于：所述旋风预热器系统的内筒挂片为全陶瓷挂片。
7.根据权利要求1所述的利用煤气化渣生产水泥熟料的方法，其特征在于：步骤（4）中，所述七水硫酸亚铁的添加量为0.06～0.08%。
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