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[摘 要] 隨着我国经济的快速发展，各种工业废渣废料越来越多，为了实现经济的可持续发展，保护环境，利用水泥工业消解废渣的优势，合理利用各种废渣，变废为宝，具有良好的经济和社会效益。由于废渣的性能差异越来越大，在各种工业废渣的使用过程中，必须针对各种废渣物理、化学性质以及废渣物料在预分解系统中的物理化学变化过程特点及热力学特征进行系统的分析，为预分解系统中的个体与总体配合设计提供依据，实现预分解系统的个性化设计，达到废渣利用的优化目标。
[关键词]预分解系统 工艺
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-481-01
预分解技术又称窑外分解技术，是新型干法水泥生产技术，用预分解技术建造的预分解窑日产量高、热耗低、工艺先进，一般用于大型预分解窑。本文从环保角度出发，利用预分解系统的技术改造，对电石渣、淤泥的环保处理进行分析阐述。
1.预分解系统在消解电石渣方面的运用
电石渣、废石灰、石灰石尾矿是合成化学工业的废料，目前在国内有一定的存量和产能，这些工业废料均可作为水泥工业的钙质原料。过去多年来采用小型湿法回转窑将其锻烧，虽然减缓了部分环保方面的压力，但是采用该种工艺，还是存在许多问题：首先是工艺落后，热耗较高，缺少利润空间，限制了电石渣的利用；其次规模小，消耗量满足不了增量的需要，仍然有一定量的排放污染了环境。鉴此，为了达到扩大电石渣、废石灰、石灰石尾矿等废料的消解和资源综合利用的目的，减少对环境的压力，走可持续发展的道路，研究出适合这一过程要求的预分解系统，是十分必要的。
l.1工艺的选择
该工艺采用的原、燃料具有特殊性，以电石渣、废石灰、石灰石尾矿、粉煤灰及焦碳粉为原燃料，外加部分其它校正原料。在上述五种废渣中，电石渣、废石灰、石灰石尾矿可作为生产水泥的钙质原料，粉煤灰则作为硅一、铝质原料，焦碳粉和煤混合作为燃料使用。在配料方案的设计过程中，尽量使用现有的五种废渣。由于电石渣是通过电石反应的结果，其颗粒相当细，同时也带来了另一个问题，即其粘附性及保水性极强，单独进行脱水其脱水率很低。电石渣经过浓缩池沉降后水分仍高达65%，加上配料中含水70%的湿排粉煤灰，最终物料的综合水分达40%。如果采用全干法生产工艺处理上述废渣，必须对电石渣和粉煤灰进行脱水和烘干处理，以满足人磨物料水分的控制要求，在实际工程设计中，还必须增设两种物料的中间储存、配料、人磨控制等设施，增加了工艺工程的复杂性。不利于操作及生产控制。而采用湿磨干烧工艺技术，既充分利用了新型干法预分解技术的特点，又结合了湿排废料的特征，利用高效烘干打散技术，理应成为该工艺的首选方案。
1.2配料及原料对预分解系统的影响
采用电石渣配料在新型干法生产线锻烧水泥熟料，涉及一系列问题，理论分析表明900℃以下时它与常规原料配料的差异如下：系统内主要的化学反应及发生反应的温度区域不同。电石渣的主要化学成分是Ca（OH）2，在脱水温度前，会吸收烟气中的CO2生成难分解的CaCO3；当升温至450- - 550℃左右，Ca（OH）2开始分解；生成的CaO仍会吸收烟气中的CO2生成难分解的CaCO3，直至900℃以上的高温区域，CaCO3分解的逆向反应才得到完全抑制，分解过程得以加速。由于采用的钙质原料矿物组成不同，因而分解形成CaO的过程也不同。采用电石渣配料的生料与普通生料发生分解反应温度区域不同，分解反应提前在预热器中发生。电石渣配料的生料，其中的Ca（OH）2或其分解形成的Ca0，均有吸收CO2生成CaCO3的现象，这部分CaCO3的分解温度还有所提高，在900℃以后再分解，重新生成CaO。尽管存在着Ca（OH）2和新生态的CaO会吸收CO2生成CaCO3并需重新分解的可能性，但在预热器系统中由550℃上升到850℃的物料与烟气的接触时间很短，只有少量的物料发生这种吸收反应。由于电石渣中的Ca（OH）2的分解温度及分解反应热均比CaCO3低，采用该工艺配料的熟料形成热为1317kj/kg熟料，比普通生料的熟料形成热低。基于上述差异，经过系统的综合平衡和热力学过程分析，该工艺含水量较高的电石渣占12%，粉煤灰为5.5%。用两级预热器、一级烘干打散和一级收尘即四个换热单元和一个分解单元构成预分解系统比较经济，完全能够满足整个生产系统配套要求。
2.预分解系统在污泥处理方面的运用
2.1污泥的性质与处理
在日常生活和生产中，污泥的来源主要有：污水厂沉淀过滤、清理下水道或河道、湖底淤积等。由于污泥的来源不同，其中的有机物含量也不同，其气味也不相同。在农村，多用来做农家肥处理，在人口密集的经济发达地区，特别对于来自污水厂的污泥.应该集中进行焚烧处理，以免影响周围的环境。水泥工业的发展为污泥的处理提供了新的途径。
2.2湿磨干烧工艺方案的选择
用淤泥配料将对预分解系统的工艺设计产生影响。为此，在工艺方案的确定过程中必须考虑以下几个方面：由于太湖泥较细，比较均匀，已达到生料细度要求，无需入磨再粉磨，可直接泵送入库，从而实现节电的目的。石灰石和铁粉等其它原料采用湿磨方法粉磨后，将料浆注人库中，然后通过料浆池及混合库调节到要求的成分；采用淤泥作粘土质原料，其水分为29%，并含有一定量的有机物，易产生一定的气味，单独烘干会影响环境，密封人库是最佳方案。如采用全干法，必须单独利用特殊装置进行烘干处理，增加周转环节；充分考虑现有设备的生产能力。通过上述分析，采用湿磨干烧工艺处理此种原料是最佳方案。
参考文献：
[1]陈全德.水泥预分解技术与热工系统工程[M].北京：中国建材工业出版社，1998.
[2]新型干法水泥生产技术研究会编.悬浮预热和预分解窑第三届技术经验交流会论文集[C].北京：中国建材工业出版社，1997，3.
[3]王燕谋.中国水泥发展史[M].北京：中国建材工业出版社，2005.
[关键词]预分解系统 工艺
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-481-01
预分解技术又称窑外分解技术，是新型干法水泥生产技术，用预分解技术建造的预分解窑日产量高、热耗低、工艺先进，一般用于大型预分解窑。本文从环保角度出发，利用预分解系统的技术改造，对电石渣、淤泥的环保处理进行分析阐述。
1.预分解系统在消解电石渣方面的运用
电石渣、废石灰、石灰石尾矿是合成化学工业的废料，目前在国内有一定的存量和产能，这些工业废料均可作为水泥工业的钙质原料。过去多年来采用小型湿法回转窑将其锻烧，虽然减缓了部分环保方面的压力，但是采用该种工艺，还是存在许多问题：首先是工艺落后，热耗较高，缺少利润空间，限制了电石渣的利用；其次规模小，消耗量满足不了增量的需要，仍然有一定量的排放污染了环境。鉴此，为了达到扩大电石渣、废石灰、石灰石尾矿等废料的消解和资源综合利用的目的，减少对环境的压力，走可持续发展的道路，研究出适合这一过程要求的预分解系统，是十分必要的。
l.1工艺的选择
该工艺采用的原、燃料具有特殊性，以电石渣、废石灰、石灰石尾矿、粉煤灰及焦碳粉为原燃料，外加部分其它校正原料。在上述五种废渣中，电石渣、废石灰、石灰石尾矿可作为生产水泥的钙质原料，粉煤灰则作为硅一、铝质原料，焦碳粉和煤混合作为燃料使用。在配料方案的设计过程中，尽量使用现有的五种废渣。由于电石渣是通过电石反应的结果，其颗粒相当细，同时也带来了另一个问题，即其粘附性及保水性极强，单独进行脱水其脱水率很低。电石渣经过浓缩池沉降后水分仍高达65%，加上配料中含水70%的湿排粉煤灰，最终物料的综合水分达40%。如果采用全干法生产工艺处理上述废渣，必须对电石渣和粉煤灰进行脱水和烘干处理，以满足人磨物料水分的控制要求，在实际工程设计中，还必须增设两种物料的中间储存、配料、人磨控制等设施，增加了工艺工程的复杂性。不利于操作及生产控制。而采用湿磨干烧工艺技术，既充分利用了新型干法预分解技术的特点，又结合了湿排废料的特征，利用高效烘干打散技术，理应成为该工艺的首选方案。
1.2配料及原料对预分解系统的影响
采用电石渣配料在新型干法生产线锻烧水泥熟料，涉及一系列问题，理论分析表明900℃以下时它与常规原料配料的差异如下：系统内主要的化学反应及发生反应的温度区域不同。电石渣的主要化学成分是Ca（OH）2，在脱水温度前，会吸收烟气中的CO2生成难分解的CaCO3；当升温至450- - 550℃左右，Ca（OH）2开始分解；生成的CaO仍会吸收烟气中的CO2生成难分解的CaCO3，直至900℃以上的高温区域，CaCO3分解的逆向反应才得到完全抑制，分解过程得以加速。由于采用的钙质原料矿物组成不同，因而分解形成CaO的过程也不同。采用电石渣配料的生料与普通生料发生分解反应温度区域不同，分解反应提前在预热器中发生。电石渣配料的生料，其中的Ca（OH）2或其分解形成的Ca0，均有吸收CO2生成CaCO3的现象，这部分CaCO3的分解温度还有所提高，在900℃以后再分解，重新生成CaO。尽管存在着Ca（OH）2和新生态的CaO会吸收CO2生成CaCO3并需重新分解的可能性，但在预热器系统中由550℃上升到850℃的物料与烟气的接触时间很短，只有少量的物料发生这种吸收反应。由于电石渣中的Ca（OH）2的分解温度及分解反应热均比CaCO3低，采用该工艺配料的熟料形成热为1317kj/kg熟料，比普通生料的熟料形成热低。基于上述差异，经过系统的综合平衡和热力学过程分析，该工艺含水量较高的电石渣占12%，粉煤灰为5.5%。用两级预热器、一级烘干打散和一级收尘即四个换热单元和一个分解单元构成预分解系统比较经济，完全能够满足整个生产系统配套要求。
2.预分解系统在污泥处理方面的运用
2.1污泥的性质与处理
在日常生活和生产中，污泥的来源主要有：污水厂沉淀过滤、清理下水道或河道、湖底淤积等。由于污泥的来源不同，其中的有机物含量也不同，其气味也不相同。在农村，多用来做农家肥处理，在人口密集的经济发达地区，特别对于来自污水厂的污泥.应该集中进行焚烧处理，以免影响周围的环境。水泥工业的发展为污泥的处理提供了新的途径。
2.2湿磨干烧工艺方案的选择
用淤泥配料将对预分解系统的工艺设计产生影响。为此，在工艺方案的确定过程中必须考虑以下几个方面：由于太湖泥较细，比较均匀，已达到生料细度要求，无需入磨再粉磨，可直接泵送入库，从而实现节电的目的。石灰石和铁粉等其它原料采用湿磨方法粉磨后，将料浆注人库中，然后通过料浆池及混合库调节到要求的成分；采用淤泥作粘土质原料，其水分为29%，并含有一定量的有机物，易产生一定的气味，单独烘干会影响环境，密封人库是最佳方案。如采用全干法，必须单独利用特殊装置进行烘干处理，增加周转环节；充分考虑现有设备的生产能力。通过上述分析，采用湿磨干烧工艺处理此种原料是最佳方案。
参考文献：
[1]陈全德.水泥预分解技术与热工系统工程[M].北京：中国建材工业出版社，1998.
[2]新型干法水泥生产技术研究会编.悬浮预热和预分解窑第三届技术经验交流会论文集[C].北京：中国建材工业出版社，1997，3.
[3]王燕谋.中国水泥发展史[M].北京：中国建材工业出版社，2005.