CN117900135A - 一种联合多次选粉工艺及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种联合多次选粉工艺及其系统，涉及水泥粉磨技术领域，包括粉碎，将物料经过辊压机挤压粉碎后送至V型选粉机中；一次分选，物料经过V型选粉机进行分选，分选出粗料、中粗粉和精细粉，将粗料回送至辊压机循环挤压粉碎，中粗粉和精细粉随气流进入至动态选粉机；将中粗粉和精细粉经过动态选粉机进行分选，分选出中粗粉和精细粉，将中粗粉输送至水泥磨圈流系统；将中粗粉料送至水泥磨圈流系统中的水泥磨机进行细磨，细磨后的出磨物料送至高效选粉机；将出磨物料经过高效选粉机进行分选，将分选出的粗粉通过料流通道装置依次输送至V型选粉机和动态选粉机继续分选。本发明具有均衡动态选粉富余能力，提高了水泥制备工序台时产量等优点。
Description
技术领域
本发明涉及水泥粉磨技术领域，具体涉及一种联合多次选粉工艺及其系统。
背景技术
目前的水泥制造工艺可简洁概括为“两磨一烧”三道工序。首先是将制造水泥的四种主要矿物（钙质、硅质、铁质和铝质）破碎后按一定配比配料，通过生料制备工序磨制成粉状，叫“生料”；第二道工序是将生料经1450℃高温煅烧成块状物料，再经破碎成25毫米以下粒状，叫“熟料”；第三道工序将熟料、石膏和其他混合材按一定配比配料，通过水泥制备工序磨制成粒径要求小于45微米粉状，叫“水泥”。
现有水泥制备工序统称叫“粉磨工艺”，分两个子系统，预粉磨系统和水泥圈流系统。现有的水泥圈流系统中高效选粉机选粉后，分选出粗粉和精细粉，粗粉再回送至水泥磨机循环细磨，在实际生产中检侧，回送水泥磨机入口的粗粉（粒径0-80微米）中仍有35-55%精细粉（粒径小于45微米已经是合格的成品），不能及时被筛选出，而是又回水泥磨机继续磨制成“超细粉”。精细粉（合格的成品）再经一次细磨，必然会增加产品中“超细粉（小于3微米）”含量；但是“超细粉”的增加会带来以下缺点：一方面在实际生产中“超细粉”容易造成包球现象，使得水泥磨机效率进一步降低；另一方面“超细粉”会造成水泥需水量增加，粒径小于3微米的“超细粉”遇水立即水化，影响水泥实物质量和施工质量。
同时现有预粉系统中的V型选粉机与动态选粉机之间是串联的，选粉是靠风机产生风量来选粉，风量必须满足V型选粉机的风量要求，但动态选粉机不需如此大的风量，因此导致动态选粉机能力富余空间巨大，造成电能浪费。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明要解决的技术问题是提供一种具有均衡动态选粉富余能力，提高了水泥制备工序台时产量的联合多次选粉工艺及其系统。
为解决上述技术问题，本发明提供一种联合多次选粉工艺，包括以下步骤：S1、粉碎，将按比例配料后的物料经过辊压机挤压粉碎后送至V型选粉机中；S2、一次分选，将S1中的物料经过V型选粉机进行分选，分选出粗料、中粗粉和精细粉，将粗料回送至辊压机循环挤压粉碎，中粗粉和精细粉随气流进入至动态选粉机；S3、二次分选，将S2中的中粗粉和精细粉经过动态选粉机进行分选，分选出中粗粉和精细粉，将中粗粉输送至水泥磨圈流系统，将精细粉收集至成品库；S4、细磨，将S3的中粗粉料送至水泥磨圈流系统中的水泥磨机进行细磨，细磨后的出磨物料送至高效选粉机；S5、多次联合选粉，将S4中的出磨物料经过高效选粉机进行分选，分选出粗粉和精细粉，将精细粉收集至成品库，将粗粉通过料流通道装置输送至S2中继续重复循环。
优选地，所述S2中的粗料的粒径大于等于500微米，S2、S3和S4中的中粗粉的粒径在45至500微米之间，S2、S3和S5中的精细粉的粒径小于等于45微米。
优选地，所述S4中的出磨物料的粒径小于等于80微米，且S4的出磨物料中，粒径小于等于45微米的精细粉含量为70-80%。
优选地，所述S5中的粗粉的粒径小于等于80微米，且S5的粗粉中，粒径小于等于45微米的精细粉含量为35-55%。
优选地，所述S5的多次联合分选的次数大于等于两次。
一种联合多次选粉系统，包括依次设置的辊压机预粉磨系统、水泥磨机圈流系统和料流通道系统，且粗粉在辊压机预粉磨系统、水泥磨机圈流系统和料流通道系统中循环；辊压机预粉磨系统包括上料循环系统和动态选粉机；水泥磨机圈流系统包括依次顺序连接的水泥磨机和高效选粉机；动态选粉机与水泥磨机相连接；高效选粉机通过料流通道系统与上料循环系统相连接。
优选地，所述上料循环系统包括依次顺序串联的稳流仓、辊压机和V型选粉机，料流通道系统包括依次顺序连接的粉料计量装置、空气输送机和提升机，且高效选粉机的粗粉出口依次与粉料计量装置、空气输送机、提升机和V型选粉机顺序连接。
优选地，所述提升机的出口与V型选粉机的入口通过多通道溜槽连接，多通道溜槽远离V型选粉机的一端设置有两个进料通道，且两个进料通道分别与辊压机的出口和高效选粉机的粗粉出口相连通，多通道溜槽1靠近V型选粉机的一端内设置有与V型选粉机相连通的多通道出口，多通道出口的形状大小与V型选粉机入口的形状大小均相同，且多通道出口靠近V型选粉机的一端内依次并列设置有多个通道，高效选粉机粗粉出口端的进料通道的内壁上设置有扬料板，经过辊压机挤压粉碎后的物料和经过高效选粉机分选出的粗粉分别经过两个进料通道进入至多多通道溜槽内后，且在扬料板的作用下进行打散分离，避免粗粉出现粘黏粘壁、结团现象，进而有利于后期的分选作业；同时经过辊压机挤压粉碎后的物料和经过高效选粉机分选出的粗粉最终通过多个多通道出口进入至V型选粉机内，进而能有效地将物料均匀分散，提高选粉效率。
优选地，所述多通道出口的截面为长方形，多通道出口靠近V型选粉机的一端内沿长度方向等分设置有3至5个通道，通道的形状和大小均相同，且通道的宽度等于大于200毫米；多个通道的设置，可避免物料集中，有利于提高物料的分散效果。
优选地，所述扬料板的长度与进料通道的长度相同，扬料板的宽度等于进料通道宽度的一半，且扬料板与水平面的夹角为20至40度，便于扬料板能有效地将物料均匀分散，提高选粉效率。
本发明的有益效果在于：1、本发明可使水泥粉磨工艺得到极大升级，生产操作稳定、台时产量提高、单位产品电耗下降，产品质量改善。
2、辊压机预粉磨系统中的V型选粉机和动态选粉机之间是串联的，由于本联合多次选粉工艺中所用产生循环风的风机选型是按V型选粉机的参数为准，因此动态选机能力富余空间比较大，本联合多次选粉系统解决了高效选粉机的能力不足和动态选粉机能力富余的弊端，均衡了本联合多次选粉系统的选粉富余能力，大幅提高了水泥制备工序台时产量。
3、本发明中高效选粉机分选后的粗粉不再回水泥磨机继续粉磨，而是通过料流通道系统送至V型选粉机和动态选机进行多次分选，及时选出合格的精细粉，经过第二次以及之后分选出的精细粉的量就是提高整体产量的部分；同理减少了同等量的水泥磨机内物料，改善了水泥磨机的工况，提高粉磨效率，使水泥磨机圈流系统形成良性循环；解决了水泥磨机圈流系统中台时产量低的问题。
4、本发明中避免将已经合格的成品循环送回到水泥磨机圈流系统中的水泥磨机继续细磨（即避免将高效选粉机已分选过的粗粉中仍有35-55%的精细粉不能选尽，又回到水泥磨机中继续细磨），从而增加了水泥成品中的“超细粉”含量；解决了水泥磨机圈流系统中“超细粉”含量偏高的问题。
5、本发明中高效选机出料的粗粉料不再返回水泥磨机，不仅降低了水泥磨机的负荷、同时也降低了驱动水泥磨机转动的主电机的电流，延长了主电机的使用寿命。
6、本发明中由于将水泥磨机圈流系统的物料送回到辊压机预粉磨系统的动态选粉机中继续进行多级分选，实际操作中需适当增加3-15%循环风量，使得辊压机运行更加稳定性，做功更好（因为辊压机运行中细粉含量越低越稳定，做功越好，效率越高）。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种联合多次选粉工艺及其系统的流程图。
图2为本发明中的高效选粉机、料流通道系统、V型选粉机和动态选粉机连接示意图。
图3为本发明中的多通道溜槽结构示意图。
图4为本发明中的高效选粉机选粉效率关系图。
附图标记为：1、多通道溜槽；2、进料通道；3、多通道出口；31、通道；4、扬料板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
实施例一：如图1至图2所示，本发明提供了一种联合多次选粉工艺，包括以下步骤：S1：粉碎，将按比例配料后的物料（物料是不间断加入至辊压机内的，同时保证每小时加入物料的重量与本联合多次选粉系统每小时分选出来总的成品重量是相等的，这样才可以保证本联合多次选粉工艺及系统中的各个步骤之间的能力平衡、生产连续），经过辊压机挤压粉碎后送至V型选粉机中（其中被辊压机挤压粉碎后的物料中会直接存在15%以下的粒径小于45微米的成品物料、即精细粉）；S2：一次分选，将来自S1中的物料经过V型选粉机进行分选，分选出（粒径大于500微米的物料）、中粗粉（粒径为45至500微米之间的物料）和精细粉（粒径小于45微米的物料），将粗料回送至辊压机循环挤压粉碎，中粗粉和精细粉在风机的作用下随气流进入至动态选粉机；S3：二次分选，将来自S2中的中粗粉和精细粉经过动态选粉机分选，分选出中粗粉和精细粉，将中粗粉输送至水泥磨圈流系统，将精细粉收集至成品库；S4：细磨，将来自S3的中粗粉料送至水泥磨圈流系统中的水泥磨机进行细磨，细磨后的出磨物料（粒径小于80微米的物料，其中小于45微米的成品物料含量70-80%）送至高效选粉机；S5：多次联合选粉，将来自S4中的出磨物料经过高效选粉机分选，分选出粗粉（粒径小于80微米的物料，其中小于45微米的成品物料含量35-55%）和精细粉，将精细粉收集至成品库；将粗粉通过料流通道装置输送至S2中继续重复循环（即将高效选粉机分选出的粗粉送至S2中继续循环，此循环是按粒径大小分选的，粒径小于45微米的物料被动态选粉机选出后就不再循环了；粒径大于45微米的物料继续送至水泥磨圈流系统中的水泥磨机进行细磨、继续分选）；高效选粉机分选出的粗粉因粒径小、经过V型选粉机分选后将全部随气流进入S3中的动态选粉机继续分选；使得物料通过组成依次顺序为S5中的高效选粉机、料流通道、S2中的V型选机、S3中的动态选机多次联合选粉系统。
实施例二：在实施例一的基础上，如图3至图4所示，一种联合多次选粉系统，包括依次设置的辊压机预粉磨系统、水泥磨机圈流系统和料流通道系统，且粗粉在辊压机预粉磨系统、水泥磨机圈流系统和料流通道系统中循环；辊压机预粉磨系统包括上料循环系统和动态选粉机；水泥磨机圈流系统包括依次顺序连接的水泥磨机和高效选粉机；动态选粉机的出口与水泥磨机的入口相连接、水泥磨机的入口与动态选粉机中粗粉出口相连接、高效选粉机的入口与水泥磨机的出口相连接；高效选粉机通过料流通道系统与上料循环系统相连接。
上料循环系统包括依次顺序串联的稳流仓、辊压机和V型选粉机，料流通道系统包括依次顺序连接的粉料计量装置、空气输送机和提升机，且高效选粉机的粗粉出口依次与粉料计量装置、空气输送机、提升机和V型选粉机顺序连接，粉料计量装置其作用是测定水泥磨机圈流系统物料循环负荷率和选粉效率、空气输送机和提升机其作用是完成物料的输送。
提升机的出口与V型选粉机的入口通过多通道溜槽1连接，多通道溜槽1远离V型选粉机的一端设置有两个进料通道2，且两个进料通道2分别与来自辊压机的物料输送设备和来自高效选粉机的粗粉输送设备相连通，多通道溜槽1靠近V型选粉机的一端内设置有与V型选粉机相连通的多通道出口3，多通道出口3与V型选粉机入口的形状大小均相同，且多通道出口3靠近V型选粉机的一端内依次并列设置有多个通道31，进料通道2（来自高效选粉机粗粉）入口处的内壁下端设置有扬料板4，高效选粉机粗粉出口端的进料通道2的内壁上设置有扬料板4；扬料板4的长度与进料通道2的长度相同，扬料板4的宽度等于进料通道2宽度的一半，且扬料板4与水平面的夹角为20至40度；多通道溜槽1靠近V型选粉机的一端内等分设置有3至5个通道31，通道31的形状和大小均相同，且通道31的长度等于大于200毫米。
多通道溜槽1设置成二进一出（即两个进料通道2、一个多通道出口3和一个扬料板4），多通道出口3分成3至5个通道31（即当V型选粉机的入口尺寸较小时，可将多通道出口3分成3至4个通道31；当V型选粉机的入口尺寸较大时，可将多通道出口3分成4至5个通道31），设置成多个通道31有利于均匀分散物料；扬料板4的设置，有利于打散物料、提高物料的分散效果，扬料板4和通道31的共同配合使用下，有利于提高选粉效率。
当高效选粉机分选出粗粉和精细粉，精细粉被收集至成品库，粗粉通过料流道系统输送至V型选粉机进行继续分选（即将高效选粉机中的粗粉依次经过粉料计量装置、空气输送设备和提升机输送设备进入至V型选粉机内进行分选、再经过动态选粉机多次风选），当来自高效选粉机的物料进入至多通道溜槽1其中一个进料通道2内后，可在扬料板4可将粗粉进行重合混合打散，有利于提高V型选粉机对物料进行分选；同时来自辊压机物料进入至多通道溜槽1另一个进料通道2，来自两个进料通道2的物料在多通道溜槽1内混合后通过各个通道31均匀进入至V型选粉机的入口内再进行分选。
通过本发明技术方案的实施，可使水泥粉磨工艺得到极大升级，水泥粉磨工序生产操作稳定、台时产量提高、单位产品电耗下降，产品质量改善。
本发明可在现有生产线的基础上进行改造，施工过程不影响生产，利用停机时间做好接口，预估施工时间3天。
一、直接经济效益：下面以2021-2022年产500万吨某水泥生产企业两年的数据统计为例，原工艺配置φ160×140m辊压机、V型选机、动态选机、φ4.2×13m水泥磨机、高效选粉机等。结合调研了10余家企业生产水泥的数据进行对比测算如下（其中数据按平均值测算）。
表1：本发明实施前两年的平均技术经济指标和调研数据与本发明实施后的效果对比。
表2：本发明实施前与实施后水泥制备工序台时产量比较。
表3：2021-2022年本发明实施前平均日常实测高效选粉机数据与调研数据的现状。
高效选粉机粗粉量为T，精细粉量（即水泥磨圈流系统产量）Q2，水泥磨机圈流系统循环负荷率为K，水泥圈流系统高效选粉机选粉效率η，出磨、粗粉、精细粉指定45μm筛孔通过量百分数分别为a、b、c，指定45μm筛孔筛余百分数分别为A、B、C。动态选粉机与水泥圈流系统高效选粉机选粉效率基本相同，根据水泥磨机圈流系统循环负荷率和水泥圈流系统高效选粉机选粉效率计算公式，计算如下。
一、基础计算（采用本发明实施前数据为计算依据），下面计算采用表1、表2、表3有关数据以及水泥磨机圈流系统循环负荷率和水泥圈流系统高效选粉机选粉效率关系图（参见图3）。
1、水泥磨机圈流系统循环负荷率K。
K=T/Q2=100*(c-a)/(a-b)*100=100*(A-C)/(B-A)=100*(27.6-6.9)/(59.8-27.6)=64.29%。
2、水泥圈流系统高效选粉机选粉效率η。
η=100*c*(a-b)/a/(c-b)=100*(100-C)*(B-A)/(100-A)/(B-C)。
即η=100*(100-6.9)*(59.8-27.6)/(100-27.6)/(59.8-6.9)=67.23% 。
3、原工艺工序产量Q，预粉磨系统产量Q1，精细粉量（水泥磨圈流系统产量）Q2。
Q1=Q*10%=205.55*90%=20.55吨/时。
Q2=Q*90%=205.55*10%=185吨/时。
Q=Q1+Q2=20.55+185=205.55吨/时。
4、高效选粉机循环量T=两年实测平均循环负荷K*Q2=64.29%*185=119吨/时。
5、高效选粉机（粗粉）中精细粉量TS= T*(100-B)/100=119*（100-59.8）/100=47.84吨/时。
二、效益测算（采用本发明实施后数据测算依据）。
1、本发明实施后产量提高ΔQ1=高效选粉机（粗粉）中精细粉量*水泥圈流系统高效选粉机选粉效率=TS*η=47.84*67.23%=32.16吨/时。
2、本发明实施后工序台时产量。
QZ=Q1+ΔQ1+Q2=20.55+32.16+185=237.71吨/时，提高幅度15.65%。
2、本发明实施后降单位电耗。
ΔN=N-N*Q/QZ=31.36-31.36*205.55÷237.71=4.24度/吨（其中ΔN为电耗差值、N为原单位产品产电耗），由于本发明技术实施后增设了物料输送通道以及操作参数的调整。预计最多增加1.5度/吨，扣除增加的电耗净降单位产品电耗为：4.24-1.5=2.74度/吨水泥，降低幅度8.74%。
4、节约单位产品成本：ΔN*电价=2.74*0.618=1.69元/吨水泥。
5、年直接经济效为：节约单位产品成本*年产量=1.69*500=845万元。
三、间接经济效益。
1、降低了水泥需水量，改善水泥性能，降低了用户使用成本，赢得了用户。
2、因本联合多次选粉系统台时产量大幅提高，节省了生产时间，延长了本联合多次选粉系统中设备的使用寿命。
四、取得的社会效益。
一度电需0.4公斤标准煤，一度电降排二氧化碳0.997公斤。
本发明实施后的年节标准煤的吨数和年减排二氧化碳的吨数如下：年节标准煤=年产量*ΔN*0.4/1000=500*10000*2.74*0.4/1000=5480吨；年减排二氧化碳=年产量*ΔN*0.997/1000=500*10000*2.74*0.997/1000=13659吨。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种联合多次选粉工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：粉碎，将按比例配料后的物料经过辊压机挤压粉碎后送至V型选粉机中；
S2：一次分选，将S1中的物料经过V型选粉机进行分选，分选出粗料、中粗粉和精细粉，将粗料回送至辊压机循环挤压粉碎，中粗粉和精细粉随气流进入至动态选粉机；
S3：二次分选，将S2中的中粗粉和精细粉经过动态选粉机进行分选，分选出中粗粉和精细粉，将中粗粉输送至水泥磨圈流系统，将精细粉收集至成品库；
S4：细磨，将S3的中粗粉料送至水泥磨圈流系统中的水泥磨机进行细磨，细磨后的出磨物料送至高效选粉机；
S5：多次联合选粉，将S4中的出磨物料经过高效选粉机进行分选，分选出粗粉和精细粉，将精细粉收集至成品库，将粗粉通过料流通道装置输送至S2继续重复循环。
2.如权利要求1所述的一种联合多次选粉工艺，其特征在于，S2中的粗料的粒径大于等于500微米，S2、S3和S4中的中粗粉的粒径在45至500微米之间，S2、S3和S5中的精细粉的粒径小于等于45微米。
3.如权利要求1所述的一种联合多次选粉工艺，其特征在于，S4中的出磨物料的粒径小于等于80微米，且S4的出磨物料中，粒径小于等于45微米的精细粉含量为70-80%。
4.如权利要求1所述的一种联合多次选粉工艺，其特征在于，S5中的粗粉的粒径小于等于80微米，且S5的粗粉中，粒径小于等于45微米的精细粉含量为35-55%。
5.如权利要求1所述的一种联合多次选粉工艺，其特征在于，S5的多次联合分选的次数大于等于两次。
6.一种联合多次选粉系统，其特征在于，
包括依次设置的辊压机预粉磨系统、水泥磨机圈流系统和料流通道系统，且粗粉在辊压机预粉磨系统、水泥磨机圈流系统和料流通道系统中循环；
辊压机预粉磨系统包括上料循环系统和动态选粉机；
水泥磨机圈流系统包括依次顺序连接的水泥磨机和高效选粉机；动态选粉机与水泥磨机相连接；
高效选粉机通过料流通道系统与上料循环系统相连接。
7.如权利要求6所述的一种联合多次选粉系统，其特征在于，上料循环系统包括依次顺序串联的稳流仓、辊压机和V型选粉机，料流通道系统包括依次顺序连接的粉料计量装置、空气输送机和提升机，且高效选粉机的粗粉出口依次与粉料计量装置、空气输送机、提升机和V型选粉机顺序连接。
8.如权利要求7所述的一种联合多次选粉系统，其特征在于，提升机的出口与V型选粉机的入口通过多通道溜槽（1）连接，多通道溜槽（1）远离V型选粉机的一端设置有两个进料通道（2），且两个进料通道（2）分别与辊压机的出口和高效选粉机的粗粉出口相连通，多通道溜槽（1）靠近V型选粉机的一端内设置有与V型选粉机相连通的多通道出口（3），多通道出口（3）的形状大小与V型选粉机入口的形状大小均相同，且多通道出口（3）靠近V型选粉机的一端内依次并列设置有多个形状大小均相同的通道（31），高效选粉机粗粉出口端的进料通道（2）的内壁上设置有扬料板（4）。
9.如权利要求8所述的一种联合多次选粉系统，其特征在于，多通道出口（3）的截面为长方形，通道（31）沿多通道出口（3）的长度方向均布，通道（31）设置有3至5个，且通道（31）的宽度等于大于200毫米。
10.如权利要求8所述的一种联合多次选粉系统，其特征在于，扬料板（4）的长度与进料通道（2）的长度相同，扬料板（4）的宽度等于进料通道（2）宽度的一半，且扬料板（4）与水平面的夹角为20至40度。
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