浅谈水泥熟料生产工艺的现状和未来

水泥熟料的发展已有100多年的历史了，到了现代已有相当多的科学技术被应用到水泥熟料生产这一行业当中。就我国而言，目前我国国内80%以上以及大部分新建的水泥熟料生产线均采用的是五级旋风换热分离预热器系统，相应配套安装的是φ4×60、φ5×68、φ4.8×72米的回转窑，窑的长径比一般都在12～15这一范围内的熟料煅烧工艺，该系统在诞生初期，以其先进的各项经济技术指标，以及便捷的操作系统和画面，被广泛应用到水泥熟料生产中，它的优越性主要表现为以下几点：

1.与传统的湿法长窑相比，带窑外分解的新技术，其生料的预热效果大幅度提升，换热时间仅为1秒钟左右，生料粉的表观分解率高达90%以上，这为提高熟料产量奠定了一个强有利的基础。

2.窑尾分解炉的出现是该工艺的又一大亮点，因窑尾有分解炉使得碳酸钙的分解反应90%以上都在分解炉内完成了，大幅度降低了回转窑的工作负荷，从而也使得缩短回转窑的长度成为可能，正是因为如此，窑的长度由原来的120米骤减为60米左右，为整个生产系统带来了极大的便利，耐火砖的使用节省了50%以上，大幅度缩短了检修时间，降低了熟料的生产成本，提高了回转窑的运转率。

3.由于有了分解炉，回转窑的作用也随之改变，由原来的预热、烘干、预分解、煅烧、冷却变为预分解、煅烧、冷却，其中煅烧的作用占主导地位，其它两项只占一小部分，这样使得回转窑的工作负荷减轻，效率提高，最终使得熟料的产量大幅提升。

正是以上明显的优势，使得这种生产工艺得到了广泛的应用，不论是从熟料的质量和外观，以及煤、电耗等各项技术指标，都出现了跨越式的提高和改善。但随着时间的推移，这种先进的生产工艺也逐渐暴露出了它的缺点和不足:

一、废气温度高

既便是五级换热，换热效率已经很高，但出一级预热器的废气温度仍然很高，（接近400℃，系统不正常时可高达450～500℃），所以很多企业为了降低生产成本，就利用窑尾高温废气的热量，安装了余热发电系统，以求降低系统电耗，来进一步降低生产成本，但前提是必须得安装一套余热发电系统，这对企业来说，也是一笔不小的开支，同时安装了该系统以后，就必须配置相应岗位，使余热发电系统能够持续的运转下去，这也无形当中增加了企业的人工成本和检修成本。

二、预热器系统堵料后难于清理

现在的预热器系统，同样是优缺点并存的。其他缺点暂不说，仅预热器发生堵料这一问题，就已经让企业很头疼了，堵料后，不但清理难度大、清理时间长，且生产能力越大的系统处理起来越困难，有的时候还需要用到一些非常规的手段来处理，并且在处理过程中也容易发生危险、烧伤员工等安全问题，给企业带来不必要的损失。

三、耐火材料难于施工和维护

每次大型检修，耐火材料的维护量是最大的，也是检修质量最难控制的一个环节，耐火砖和浇注料的使用量少则几十吨，多则几百吨，在5000t/d熟料生产线中，耐火材料一次的使用量就能达上千吨，在熟料的生产成本中占有相当大的比例。为了降低生产成本，市面上逐渐出现了各种各样的耐火砖和浇注料，它们的性能都有了大幅度的提高，使用寿命也随之提高。但遇到生产系统频繁出现工艺事故，如结料球、结圈，频繁的止料、投料就会给窑内的耐火材料带来极大的损耗，逐渐的就会出现掉砖红窑等情况。如果能进一步改进耐火砖的外型或材质，使其能够更好地适应窑内多变的热工制度，不易发生掉砖等，这样就能延长耐火砖的使用寿命，从而降低生产成本。其次，如果能进一步降低回转窑的长度，这样也会减少耐火砖的使用数量，从而在根本上减少了掉砖红窑事故发生的频率。

随着科学技术的不断进步和发展，水泥熟料的生产工艺必将随之改变，通过不断的积累和创新，甚至会出现跨越式的发展，与我们所熟知的熟料生产工艺大为不同。目前就已有高固气比旋浮换热预热器系统出现，该工艺不同于现有的大多数生产工艺，所采用的是物料交替循环预热，可使物料的换热效率进一步提高，增大了窑系统的投料量，使得熟料的生产成本进一步降低（标煤耗可降低到100kg/t以下）。熟料的电耗也随之大幅度降低，各类经济技术指标都达到目前水泥生产行业的先进水平，是值得我们大力推广和学习的。

以上说的是一种新的生产工艺，其实我们还可以从耐火材料的材质选择和外型设计上进行改进，使耐火砖的各项技术指标更加优越，更加有利于我们施工，从而能进一步的缩短检修的时间。

现在水泥的煅烧工艺是用煤粉来提供热量，在回转窑内部来进行80%以上的物理化学反应，这将限定了我们的思维，我们会认为没有其他燃料可以替代煤粉用来煅烧，试想一下，如果有一天我们能用电能来进行熟料的煅烧，那么熟料的生产成本就会大幅降低，也许到时整个熟料煅烧的生产工艺将是另外一个样子了。

总之，无论何种新工艺、新技术，高效节能、低消耗、易于操作、更为环保将是水泥业始终不变的发展方向，也许在未来的几年、几十年中，我们能创造出可循环再利用的水泥熟料！