Некоторые направления энергосбережения при обжиге клинкера

Процесс обжига клинкера в производстве цемента является наиболее сложным и энергоемким, в то же время здесь можно найти источники энергосбережения. Реализация полного комплекса мероприятий по совершенствованию технологических процессов и конструктивной модернизации технологического оборудования мокрого способа производства клинкера позволяет снизить удельный расход тепла на обжиг клинкера до сопоставимого с сухим способом производства. К таким мероприятиям относятся снижение влажности шлама, формирование оптимальной структуры факела, оптимизация работы колосникового холодильника, проектирование и выбор наиболее рациональной системы теплообменных устройств. Их осуществление дает возможность снизить энергозатраты на 10–15 %, увеличить стойкость футеровки и сроки работы теплообменных устройств на 30–40 %. В большинстве случаев природные свойства глин таковы, что для обеспечения транспортирующей способности шлама они требуют повышения его влажности до 46–48 %. В этой связи для снижения влажности шлама применяют пластификаторы типа ЛСТ. Пластификаторы органического происхождения, a к ним относится и ЛСТ, в процессе обжига сгорают и вносят дополнительно часть тепловой энергии как выгорающая добавка. Это также сокращает расход тепла.

Другим мероприятием, позволяющим существенно снизить расход топлива, является оснащение печей газоаналитическим оборудованием. На многих цементных заводах в настоящее время либо отсутствует газоаналитическое оборудование, либо используется морально устаревшее. Оснащение печей современным газоаналитическим оборудованием позволяет проводить качественный анализ состава дымовых газов и на основе этого анализа и процесса горения топлива сократить энергозатраты на обжиг клинкера.

Хорошие результаты по снижению энергозатрат и повышению эффективности производства дает внедрение информационно-аналитических систем контроля и анализа технологических процессов. Такие системы позволяют контролировать эффективность работы технического персонала, технологического оборудования, анализировать эффективность энергозатрат, в том числе и по отдельным статьям расходной части теплового баланса. Информационные технологии дают возможность анализировать влияние режима обжига, свойств шлама и сырьевых материалов на качество получаемых продуктов, предотвращать предаварийные и аварийные ситуации. Особенно это важно, когда сокращается обслуживающий персонал и большая часть работающего оборудования остается неконтролируемой.

Для снижения расхода топлива до минимума очень важно вернуть как можно больше тепла обратно в процесс, т. е. повысить тепловой КПД клинкерного холодильника. Максимально глубоко использовать тепло клинкера, выходящего из печи в процессе его охлаждения, позволяет метод химической регенерации тепла (ХРТ). Так, при использовании утилизируемого тепла в специальных реакторах-теплообменниках исходное органическое топливо преобразуется в новое топливо, так называемый синтез-газ (смесь Н2 и СО). При его сжигании уменьшается количество вредных выбросов в атмосферу, поэтому рассматриваемая химическая регенерация тепла является примером новой энергосберегающей экологически чистой технологии. Если в традиционных установках энергия топлива переходит в теплоту в одну стадию путем его непосредственного сжигания, то в установках с ХРТ превращение энергии топлива разбивается на две стадии: первая – отвод тепла с охлаждаемого клинкера и проведение эндотермической реакции конверсии исходного топлива, вторая – сжигание продуктов реакции, т. е. конвертированного топлива, имеющего большую теплотворную способность по сравнению с исходными реагентами. Первая стадия при охлаждении клинкера обеспечивается не только за счет отвода тепла конвекцией и излучением, но и посредством его поглощения при фазовых и химических превращениях, причем последние служат способом получения нового топлива. Таким образом, возврат тепла в печь происходит за счет химического превращения в слое клинкера топлива и воды в синтез-газ и выделения при горении нового топлива количества тепла, которое больше на значение, эквивалентное затраченному при конверсии исходных реагентов. При этом жаропроизводительность синтез-газа выше на 200–300 С, что значительно поднимает работоспособность полученного топлива.

Энергосберегающие способы измельчения

Эксплуатационные параметры, достигнутые на многих передовых цементных заводах, свидетельствуют, но наряду с экономией электроэнергии за счет применения новых циклонных теплообменников значительное снижение энергозатрат достигается путем использования более совершенных помольных агрегатов. В 1980-х гг. прошлого века промышленность представила на рынок роллер-пресс в качестве оборудования, применяемого в различных системах изменения материалов. За последние десятилетия роллер-пресс стал одним из ключевых помольных агрегатов в цементной и горнорудной промышленности. По сравнению с традиционными системами измельчения на основе шаровых мельниц он обеспечивает более чем 50%-ю экономию энергии.

Применение вертикальных валковых мельниц и пресс-валков высокого давления (роллер-прессов) позволяет в сравнении с шаровыми мельницами снизить расход электроэнергии на помол сырья при использовании твердых компонентов.

Технологические расчеты

Режим работы предприятия