1、技術(shù)簡介
由華新水泥股份有限公司、武漢理工大學(xué)共同研制的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低環(huán)境負荷型水泥生產(chǎn)技術(shù)主要包括低環(huán)境負荷型高效水泥熟料制備技術(shù)、低環(huán)境負荷型高性能水泥制備技術(shù)兩個方面。
在低環(huán)境負荷型高效水泥熟料制備技術(shù)方面，主要是將現(xiàn)在回轉(zhuǎn)窯中低于1100℃范圍的剩余CaCO3分解和預(yù)燒過程移出回轉(zhuǎn)窯外，并采用專門的高效傳熱預(yù)燒爐來完成，使得熟料礦物的形成動力學(xué)及窯的傳熱傳質(zhì)規(guī)律相適應(yīng)，從而可大幅度提高窯產(chǎn)量，實現(xiàn)快燒急冷，為生產(chǎn)高活性熟料創(chuàng)造條件。研制開發(fā)了煤粉普適性四通道高效燃燒器、適用劣質(zhì)無煙煤的低環(huán)境負荷水泥生產(chǎn)技術(shù)高效燃燒系統(tǒng)(劣質(zhì)/無煙煤分解燒成裝置、高效燃燒器和高效窯外分解窯等)及新型煤種普適性分解-預(yù)燒爐及配套設(shè)施。
在低環(huán)境負荷型高性能水泥制備技術(shù)方面，主要是以硅酸鹽水泥熟料為基礎(chǔ)，輔以功能調(diào)節(jié)組份材料，通過科學(xué)的復(fù)合技術(shù)制備出的一類新型水泥。這種新型水泥具有良好的施工性能、優(yōu)良的物理力學(xué)性能、突出的耐久性能，從而滿足現(xiàn)代建筑工程的施工與耐久性要求。同傳統(tǒng)硅酸鹽水泥相比，低環(huán)境負荷高性能水泥在力學(xué)強度指標不變的條件下具有低鈣、低水化熱、高致密性、低滲透性等特性。這種新型水泥可以利用大量的工業(yè)廢棄物，同時可以大量減少水泥中高能耗熟料的用量，42.5等級高性能復(fù)合水泥中，工業(yè)廢棄物摻量不低于50%。
2、應(yīng)用情況
（1) 煤粉普適性四通道高效燃燒器已推廣應(yīng)用于華新恩施、華新武穴、華新宜都、華新云南、華新襄樊水泥熟料生產(chǎn)線等新型干法水泥生產(chǎn)線。特別是擁有世界第一條萬噸線的泰國豪森水泥有限公司經(jīng)考察比較后，采用該系列燃燒器取代世界知名的丹麥史密斯燃燒器。
?。?) 適用劣質(zhì)無煙煤的低環(huán)境負荷水泥生產(chǎn)技術(shù)高效燃燒系統(tǒng)(劣質(zhì)/無煙煤分解燒成裝置、高效燃燒器和高效窯外分解窯等)和新型煤種普適性分解-預(yù)燒爐及配套設(shè)施已經(jīng)在華新恩施、華新宜都、華新云南和云南思茅水泥熟料生產(chǎn)線上推廣應(yīng)用。
?。?) 低環(huán)境負荷型高性能水泥相關(guān)成果已推廣應(yīng)用于華新鋼花年產(chǎn)60萬噸水泥粉磨生產(chǎn)線和華新武漢年產(chǎn)300萬噸水泥粉磨生產(chǎn)線等新型干法水泥生產(chǎn)線。
3、主要特點
?。?) 研制開發(fā)的煤粉普適性四通道高效燃燒器，對煤的普適性好，可100%使用灰分為35%～45%的劣質(zhì)無煙煤，可自動調(diào)節(jié)火焰；
?。?) 在保證熟料產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，低環(huán)境負荷水泥生產(chǎn)技術(shù)高效燃燒系統(tǒng)(劣質(zhì)/無煙煤分解燒成裝置、高效燃燒器和高效窯外分解窯等)可100%使用灰分達35%-45%劣質(zhì)無煙煤，其研究水平達到國際領(lǐng)先水平；
?。?) 在保證熟料產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，新型煤種普適性分解-預(yù)燒爐及配套設(shè)施在西部高原條件下(海拔達1000m)可使用全硫大于3.0%的高硫煤，其研究水平達到國際領(lǐng)先水平；
（4) 42.5等級高性能復(fù)合水泥中，工業(yè)廢棄物摻量50%，在工業(yè)廢棄物的總量中，粉煤灰等廢渣的比例不小于廢渣總摻量的40%；
?。?) 高性能復(fù)合水泥性能得到全面改善，與相同等級普通硅酸鹽水泥相比，在相同水泥用量和相同水灰比條件下，水化熱下降25%以上，硬化水泥石1年齡期Ca(OH)2含量下降50%以上，抗?jié)B性能提高25%；
4、經(jīng)濟效益
采用本項目提出的水泥熟料煅燒新技術(shù)，對已有新型干法預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)線進行技術(shù)改造，只需很少投資就可使其生產(chǎn)能力增加50%，對于新建預(yù)分解窯生產(chǎn)線，更可以大幅降低燒成系統(tǒng)的建設(shè)投資。我國目前已投產(chǎn)的新型干法預(yù)分解生產(chǎn)線規(guī)模為5000萬噸/年，若采用本熟料煅燒新技術(shù)進行擴產(chǎn)改造，總投資約需45億元，即可增加2500萬噸/年能力，而新型同規(guī)模的新型干法生產(chǎn)線則需總投資118億元，故可節(jié)省投資人民幣73億元。
采用本項目提出的低環(huán)境負荷型高性能水泥制備技術(shù)后，可大量利用粉煤灰、礦渣、煤矸石等工業(yè)廢料，有效減輕其他類工業(yè)固體廢棄物的排放及其環(huán)境污染，從而使水泥在工業(yè)循環(huán)體系中真正成為具有環(huán)保特色的工業(yè)。
該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于有劣質(zhì)煤或無煙資源地區(qū)建設(shè)新型干法水泥生產(chǎn)線，其燃燒技術(shù)可推廣到建材、冶金、有色、化工、發(fā)電等燃煤的窯、爐燃燒系統(tǒng)領(lǐng)域。該技術(shù)成果曾獲得湖北省科技進步獎一等獎。
由華新水泥股份有限公司、武漢理工大學(xué)共同研制的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低環(huán)境負荷型水泥生產(chǎn)技術(shù)主要包括低環(huán)境負荷型高效水泥熟料制備技術(shù)、低環(huán)境負荷型高性能水泥制備技術(shù)兩個方面。
在低環(huán)境負荷型高效水泥熟料制備技術(shù)方面，主要是將現(xiàn)在回轉(zhuǎn)窯中低于1100℃范圍的剩余CaCO3分解和預(yù)燒過程移出回轉(zhuǎn)窯外，并采用專門的高效傳熱預(yù)燒爐來完成，使得熟料礦物的形成動力學(xué)及窯的傳熱傳質(zhì)規(guī)律相適應(yīng)，從而可大幅度提高窯產(chǎn)量，實現(xiàn)快燒急冷，為生產(chǎn)高活性熟料創(chuàng)造條件。研制開發(fā)了煤粉普適性四通道高效燃燒器、適用劣質(zhì)無煙煤的低環(huán)境負荷水泥生產(chǎn)技術(shù)高效燃燒系統(tǒng)(劣質(zhì)/無煙煤分解燒成裝置、高效燃燒器和高效窯外分解窯等)及新型煤種普適性分解-預(yù)燒爐及配套設(shè)施。
在低環(huán)境負荷型高性能水泥制備技術(shù)方面，主要是以硅酸鹽水泥熟料為基礎(chǔ)，輔以功能調(diào)節(jié)組份材料，通過科學(xué)的復(fù)合技術(shù)制備出的一類新型水泥。這種新型水泥具有良好的施工性能、優(yōu)良的物理力學(xué)性能、突出的耐久性能，從而滿足現(xiàn)代建筑工程的施工與耐久性要求。同傳統(tǒng)硅酸鹽水泥相比，低環(huán)境負荷高性能水泥在力學(xué)強度指標不變的條件下具有低鈣、低水化熱、高致密性、低滲透性等特性。這種新型水泥可以利用大量的工業(yè)廢棄物，同時可以大量減少水泥中高能耗熟料的用量，42.5等級高性能復(fù)合水泥中，工業(yè)廢棄物摻量不低于50%。
2、應(yīng)用情況
（1) 煤粉普適性四通道高效燃燒器已推廣應(yīng)用于華新恩施、華新武穴、華新宜都、華新云南、華新襄樊水泥熟料生產(chǎn)線等新型干法水泥生產(chǎn)線。特別是擁有世界第一條萬噸線的泰國豪森水泥有限公司經(jīng)考察比較后，采用該系列燃燒器取代世界知名的丹麥史密斯燃燒器。
?。?) 適用劣質(zhì)無煙煤的低環(huán)境負荷水泥生產(chǎn)技術(shù)高效燃燒系統(tǒng)(劣質(zhì)/無煙煤分解燒成裝置、高效燃燒器和高效窯外分解窯等)和新型煤種普適性分解-預(yù)燒爐及配套設(shè)施已經(jīng)在華新恩施、華新宜都、華新云南和云南思茅水泥熟料生產(chǎn)線上推廣應(yīng)用。
?。?) 低環(huán)境負荷型高性能水泥相關(guān)成果已推廣應(yīng)用于華新鋼花年產(chǎn)60萬噸水泥粉磨生產(chǎn)線和華新武漢年產(chǎn)300萬噸水泥粉磨生產(chǎn)線等新型干法水泥生產(chǎn)線。
3、主要特點
?。?) 研制開發(fā)的煤粉普適性四通道高效燃燒器，對煤的普適性好，可100%使用灰分為35%～45%的劣質(zhì)無煙煤，可自動調(diào)節(jié)火焰；
?。?) 在保證熟料產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，低環(huán)境負荷水泥生產(chǎn)技術(shù)高效燃燒系統(tǒng)(劣質(zhì)/無煙煤分解燒成裝置、高效燃燒器和高效窯外分解窯等)可100%使用灰分達35%-45%劣質(zhì)無煙煤，其研究水平達到國際領(lǐng)先水平；
?。?) 在保證熟料產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，新型煤種普適性分解-預(yù)燒爐及配套設(shè)施在西部高原條件下(海拔達1000m)可使用全硫大于3.0%的高硫煤，其研究水平達到國際領(lǐng)先水平；
（4) 42.5等級高性能復(fù)合水泥中，工業(yè)廢棄物摻量50%，在工業(yè)廢棄物的總量中，粉煤灰等廢渣的比例不小于廢渣總摻量的40%；
?。?) 高性能復(fù)合水泥性能得到全面改善，與相同等級普通硅酸鹽水泥相比，在相同水泥用量和相同水灰比條件下，水化熱下降25%以上，硬化水泥石1年齡期Ca(OH)2含量下降50%以上，抗?jié)B性能提高25%；
4、經(jīng)濟效益
采用本項目提出的水泥熟料煅燒新技術(shù)，對已有新型干法預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)線進行技術(shù)改造，只需很少投資就可使其生產(chǎn)能力增加50%，對于新建預(yù)分解窯生產(chǎn)線，更可以大幅降低燒成系統(tǒng)的建設(shè)投資。我國目前已投產(chǎn)的新型干法預(yù)分解生產(chǎn)線規(guī)模為5000萬噸/年，若采用本熟料煅燒新技術(shù)進行擴產(chǎn)改造，總投資約需45億元，即可增加2500萬噸/年能力，而新型同規(guī)模的新型干法生產(chǎn)線則需總投資118億元，故可節(jié)省投資人民幣73億元。
采用本項目提出的低環(huán)境負荷型高性能水泥制備技術(shù)后，可大量利用粉煤灰、礦渣、煤矸石等工業(yè)廢料，有效減輕其他類工業(yè)固體廢棄物的排放及其環(huán)境污染，從而使水泥在工業(yè)循環(huán)體系中真正成為具有環(huán)保特色的工業(yè)。
該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于有劣質(zhì)煤或無煙資源地區(qū)建設(shè)新型干法水泥生產(chǎn)線，其燃燒技術(shù)可推廣到建材、冶金、有色、化工、發(fā)電等燃煤的窯、爐燃燒系統(tǒng)領(lǐng)域。該技術(shù)成果曾獲得湖北省科技進步獎一等獎。
