水泥助磨劑—助力循環(huán)經(jīng)濟
水泥發(fā)展的趨勢是以節(jié)能化、減量化、資源化、環(huán)境保護為中心,實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和高集約化生產(chǎn)。做為傳統(tǒng)的水泥行業(yè),有大量的循環(huán)經(jīng)濟潛力可以抓,在煤電油運價格不斷高漲的趨勢下,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟也成水泥企業(yè)勢在必行的選擇。水泥工業(yè)有著其他工業(yè)不具有的處置、消納工業(yè)廢棄物和城市垃圾的獨特優(yōu)勢。因此,水泥工業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,既可以通過資源的綜合利用,降低資源、能源成本,提高企業(yè)競爭力,還可以為改善生態(tài)環(huán)境、提高水泥行業(yè)整體形象作貢獻、也是水泥行業(yè)實現(xiàn)“十一五”發(fā)展目標、改變粗放發(fā)展模式、加快結(jié)構(gòu)調(diào)整,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級的必由之路。
我國“十一五”規(guī)劃中明確指出:積極推進以節(jié)能減排為主要目標的設(shè)備更新和技術(shù)改造,引導(dǎo)企業(yè)采用有利于節(jié)能環(huán)保的新設(shè)備、新工藝、新技術(shù),加強資源綜合利用和清潔生產(chǎn),大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)。使用水泥助磨劑是水泥企業(yè)節(jié)能降耗、減排利廢、控制能耗指標的一項很有效的措施。
在水泥粉磨過程中使用水泥助磨劑產(chǎn)品是節(jié)能降耗、減排利廢、提質(zhì)增效的重要途徑之一。水泥助磨劑產(chǎn)品早已廣泛應(yīng)用于歐美國家的水泥粉磨生產(chǎn),助磨劑的使用為歐美國家的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、節(jié)能減排,廢棄資源再利用做出了突出的貢獻。許多大型水泥集團在生產(chǎn)過程中把加入助磨劑產(chǎn)品作為提高水泥品質(zhì)、降低粉磨成本、減少污染排放的一個控制手段,助磨劑為水泥生產(chǎn)性企業(yè)在保護生態(tài)環(huán)境的同時,給企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟效益和便利。實現(xiàn)了環(huán)境污染綜合治理和企業(yè)利潤的雙重收益。隨著科技的進步,助磨劑技術(shù)和產(chǎn)品的不斷完善,已成為國內(nèi)外資企業(yè)水泥生產(chǎn)粉磨過程中必不可少的原料之一。
近年來,我國具有一定生產(chǎn)技術(shù)能力的水泥集團化生產(chǎn)企業(yè)和部分水泥廠,在日常生產(chǎn)經(jīng)營過程中,有一定使用助磨劑的歷史和經(jīng)驗。例如:北京金隅水泥在水泥粉磨生產(chǎn)過程中已全部使用水泥助磨劑,提高了水泥產(chǎn)品質(zhì)量,降低了能源消耗,滿足了北京及周邊地區(qū)高端水泥用戶的質(zhì)量要求,為首都各大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和循環(huán)經(jīng)濟再利用方面做出了卓越貢獻。
內(nèi)蒙古烏蘭水泥從資源綜合利用,到打造新型產(chǎn)業(yè)鏈,再到綠色水泥、生態(tài)治理,書寫了生態(tài)型企業(yè)發(fā)展建設(shè)生動的三部曲。烏蘭水泥在客戶群中樹立了良好的品牌形象,積極采納新產(chǎn)品,新技術(shù)為節(jié)能減排取得了新的突破,使用水泥助磨劑后,為推動內(nèi)蒙循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展進程起到了積極的作用。
一、提高粉磨效率,合理避開用電高峰,節(jié)能減排,節(jié)約維修費用水泥助磨劑能夠改善物料的易磨性,減輕顆粒之間的黏聚結(jié)團、消除微細顆粒糊球糊襯板現(xiàn)象,提高磨機內(nèi)物料的流動性,從而實現(xiàn)磨機節(jié)能高產(chǎn)的目標。
北京紅海鑫源科技有限公司有10年生產(chǎn)混凝土外加劑的歷史,擁有年產(chǎn)400000m3混凝土攪拌站,與北京市建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗站合作,建立了國家級認證資格的研發(fā)中心和工程檢測實驗室。公司自主研發(fā)生產(chǎn)的HGA200系列水泥助磨劑,2006年通過中國建材協(xié)會科技部鑒定,綜合性能各項指標達到“國際先進水平”,噸水泥能節(jié)約電耗4kWh~12kWh,可為企業(yè)噸水泥節(jié)約生產(chǎn)成本7元~15元,能提高磨機臺時產(chǎn)量的10%~25%,使水泥中3μm~32μm的顆粒比率增加,有效改善水泥的顆粒級配,促進水泥顆粒球型化,水泥的3天強度提高2MPa~4MPa,28天強度提高4MPa~8MPa,并且可提高水泥富裕標號,并可減少SO2和CO2的排放,有利于水泥工業(yè)廢棄物的綜合利用和環(huán)保節(jié)能,是中國水泥協(xié)會助磨劑產(chǎn)品使用重點推薦企業(yè)。
在水泥工業(yè)中,粉磨工序的能量消耗很高。但粉磨中絕大部分能量轉(zhuǎn)變成熱量,白白地被浪費,只有很少一部分能量真正用于磨細物料,增加物料的比表面積。為了降低能耗,提高粉磨效率,就需要在粉磨過程中加入少量助磨劑來改善粉磨系統(tǒng)的研磨效率,即在保持相同細度(或比表面積)時來提高水泥磨機臺時產(chǎn)量。助磨劑提產(chǎn)時的經(jīng)濟效益不僅限于生產(chǎn)每噸水泥所消耗用電量降低和支付的電價,還要將其放在整體研磨系統(tǒng)考慮,而不僅僅是只注意磨機本身,通常包括到熟料庫到水泥庫之間的所有設(shè)備。從表1明顯看出,使用水泥助磨劑后噸水泥耗電節(jié)約率為20.1%,使水泥企業(yè)合理避開用電高峰。
磨機運轉(zhuǎn)時間的減少,可以避免在用電高峰時間使用高價能源。維修成本和磨機的運轉(zhuǎn)時間有關(guān),而與磨機臺時產(chǎn)量變化關(guān)系并不密切。對于該水泥企業(yè),每年可節(jié)省的修理和維護費用見表2.表2水泥企業(yè)采用我公司HGA220水泥助磨劑生產(chǎn)同樣質(zhì)量水泥用于提產(chǎn)時耗電量變化的舉例說明。由表1(當HGA220水泥助磨劑用于提產(chǎn)時)可以看出,生產(chǎn)同樣100萬噸水泥,每年可為企業(yè)節(jié)約用電640萬千瓦時,按每千瓦時電價為0.5元計算,使用水泥助磨劑后,每年節(jié)約電費可達320萬元。而且有力地緩解了能源緊張狀況,有利于解決能源短缺和生產(chǎn)緊張的矛盾。
使用HGA220水泥助磨劑(使用提產(chǎn))在不增加粉磨設(shè)備和不改變粉磨時間的前提下,提高年生產(chǎn)量,擴大了生產(chǎn)規(guī)模,降低了生產(chǎn)成本。如:該水泥企業(yè)在使用水泥助磨劑后,同樣生產(chǎn)100萬噸水泥,修理和維護費用可以節(jié)約66萬元。
據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,每生產(chǎn)1噸水泥熟料,需排放粉塵20kg,排放CO21000kg,排放SO20.24kg,排放NOx0.15kg.以年生產(chǎn)100萬噸水泥,節(jié)約8%(使用HGA220助磨劑增強為主)的熟料用量為例,即可少排放粉塵1600噸,排放CO28萬噸,排放SO219.2噸,排放NOx12噸。
水泥工業(yè)中粉塵、CO2和SO2的排放量分別為全國工業(yè)生產(chǎn)總排放量的27.10%、21.8%、4.85%.CO2、SO2和NOx是形成地球溫室效應(yīng)和酸雨的有害氣體。使用水泥助磨劑在水泥生產(chǎn)粉磨過程中即節(jié)煤、節(jié)電的同時又減少了有害氣體的排放量。改善了水泥企業(yè)附近的生態(tài)環(huán)境,提高了當?shù)鼐用竦纳瞽h(huán)境。減少了社會因每年向空氣中多排放的SO2、CO2等氣體的環(huán)境污染及治理成本,促進了水泥工業(yè)的清潔生產(chǎn)。
內(nèi)蒙古烏蘭水泥集團總部在椎4.2×10m的磨機上,使用“鑫源”公司生產(chǎn)的HGA661水泥助磨劑產(chǎn)品,摻量為0.07%,3天抗壓強度提高5.6MPa,28天抗壓強度提高5.7MPa,噸水泥可增加礦渣、粉煤灰及其他混合材摻量5%~12%.可大幅度地提高磨機臺時產(chǎn)量,降低了水泥生產(chǎn)成本和運行成本,提升了公司產(chǎn)品的市場競爭力,實現(xiàn)環(huán)境保護與經(jīng)濟效益的雙贏。
二、提高水泥的各齡期強度,可減少熟料用量增加混合材摻量,水泥工業(yè)從資源消耗型向資源節(jié)約型轉(zhuǎn)變1.“鑫源”公司生產(chǎn)的HGA210水泥助磨劑,在重慶科華集團萬州水泥廠椎3.2×13m水泥磨機進行的生產(chǎn)性對比,來舉例說明水泥助磨劑在節(jié)能減排、利廢增效、助力循環(huán)經(jīng)濟中發(fā)揮的作用。
整個實驗步驟:在臺時產(chǎn)量、物料配比、磨機系統(tǒng)各控制參數(shù)不變的條件下使用某國外品牌水泥助磨劑(提產(chǎn)幅度為12%),次日加入HGA210型水泥助磨劑的對比。
通過使用紅海科技的HGA210和某國外水泥助磨劑的Winner2000激光粒度分析儀測試報告中看出,使用紅海科技的HGA210水泥助磨劑的水泥顆粒<30滋m累積=78.31%,<80滋m累積=97.16%,使用某國外水泥助磨劑水泥顆粒<30滋m累積=67.18%,<80滋m累積=98.24%,得到以下結(jié)論:
1)在臺時產(chǎn)量、物料配比不變的情況下,使用HGA210水泥助磨劑可以提高水泥3天抗壓強度1.8MPa,28天抗壓強度提高5.8MPa.
2)水泥顆粒級配更趨合理,3滋m~32滋m顆粒增加約11%。
3)水泥比表面積提高16m2/kg,細度降低0.3%。
4)水泥休止角由42.5°降低到41.5°,水泥流動性更好。
5)提高臺時產(chǎn)量與國外助磨劑同為12%。
該企業(yè)熟料和混合材(石灰石、煤矸石、粉煤灰)差價約為每噸100元。使用HGA210水泥助磨劑每噸水泥可節(jié)約成本8元。提高產(chǎn)量12%,噸水泥節(jié)約電費2.2元(噸水泥電耗37千瓦時×電價0.5元×提產(chǎn)幅度12%=2.2元)。HGA210水泥助磨劑噸水泥加入成本為4.2元。
加入HGA210水泥助磨劑直接降低生產(chǎn)制造成本為噸水泥6元(8元+2.2元-4.2元=6元)。以現(xiàn)有年產(chǎn)量100萬噸水泥計算,每年可節(jié)約原材料成本600萬元。
2.結(jié)合本企業(yè)物料特點,28天強度提高5.8MPa,可以相應(yīng)提高混合材摻量8%。以現(xiàn)有年產(chǎn)量100萬噸水泥計算,每年就可以多利用工業(yè)廢渣8萬噸。大約節(jié)省了8萬噸的石灰石資源。因此使用水泥助磨劑節(jié)約不可再生資源以及有效地利用了二次資源。同時節(jié)約了燃煤:有關(guān)部門專家統(tǒng)計資料,2004年全國工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量約12.0億噸,其利用率僅有56.1%,其余大部分作為工業(yè)垃圾拋棄的也有上億噸。而我公司的助磨劑產(chǎn)品可使工業(yè)廢棄的一部分爐渣、石灰石、煤矸石等變廢為寶。
3.使用“鑫源”公司生產(chǎn)的HGA210水泥助磨劑,與國外助磨劑提產(chǎn)幅度同為12%以外,水泥強度3天提高了1.8MPa,28天提高了5.8MPa.提高了水泥的質(zhì)量,可以延長水泥混凝土壽命,提高混凝土的耐久性,這對節(jié)省能源和資源以及保護環(huán)境的意義是相當深遠的。
4.再以重慶科華萬州水泥廠為例,如保持水泥強度不變減少熟料的用量,節(jié)約用煤計算;假如我們以現(xiàn)有年產(chǎn)量100萬噸水泥計算,噸水泥節(jié)約熟料8%,噸熟料煤耗為130kg標準煤計算,則每年將為國家減少煤用量為:100×8%×0.13=10400噸標準煤,每年又可以減少燃煤運輸費用的支出和運輸造成的排放。
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三、科學(xué)選用、合理使用助磨劑,緩解能源壓力選擇水泥助磨劑時,應(yīng)注意選擇使用低摻量的助磨劑產(chǎn)品,一般合理摻量為0.025%~0.08%之間。目前紅海鑫源科技有限公司擁有6個系列80多個品種水泥助磨劑產(chǎn)品。經(jīng)反復(fù)研究發(fā)現(xiàn),0.025%~0.08%摻量可以滿足全國各區(qū)域不同的熟料特點和當?shù)馗鞣N品質(zhì)不同的混合材特性。粉磨同等質(zhì)量的水泥,磨機提產(chǎn)幅度可達10%~25%.3天強度可提高2MPa~6MPa,28天強度可提高4MPa~9MPa,混合材摻量可增加5%~15%.但當助磨劑摻量過小時,一旦助磨劑醇類材料品質(zhì)略有下降以及粉磨配套系統(tǒng)、工藝參數(shù)、熟料和混合材的波動,都會帶來水泥質(zhì)量的不穩(wěn)定。當助磨劑允許摻量較大時,加入鹽、堿等危害性物質(zhì)的機會就大大增加,對于水泥自身質(zhì)量和混凝土耐久性會有嚴重危害。
1.助磨劑的選型本著適應(yīng)的就是最好的原則,根據(jù)自身的生產(chǎn)狀況和工藝特點,合理選擇助磨劑。
①在水泥銷售旺季選用提產(chǎn)型的助磨劑以占領(lǐng)更多的市場份額。
②在生產(chǎn)任務(wù)不緊張的時期,選用增強型的助磨劑節(jié)約熟料。
③綜合上述兩種需求,選用提產(chǎn)增強型的助磨劑既提高了磨機產(chǎn)量降低了電耗,又節(jié)約了熟料降低了生產(chǎn)成本。
④根據(jù)生產(chǎn)的水泥品種,選用適用于當?shù)鼗旌喜奶匦缘闹?/P>
⑤對開路磨和閉路磨來說,選用的助磨劑也是不同的。
⑥選用符合國家標準的助磨劑,最好是具備混凝土檢測功能的助磨劑生產(chǎn)企業(yè)。
2.根據(jù)不同粉磨系統(tǒng),合理調(diào)整粉磨工藝。
①閉路粉磨系統(tǒng)對于不同的閉路磨機,在粉磨相同品種的水泥或者在磨制的成品細度基本相同時,從出磨細度的大小往往可以判斷物料在磨機內(nèi)停留時間的長短。出磨物料粗,選粉機的選粉效率低,返回磨內(nèi)的粗料量增加,循環(huán)負荷就大,物料在磨機內(nèi)的停留時間相對較短,加入助磨劑后容易引起磨內(nèi)流速過快,物料沒有充足的研磨時間,使助磨劑的助磨作用降低或消失。這時就必須采取一定的措施以延長物料的停留時間,使出磨物料的細度降下來。才能使助磨劑發(fā)揮應(yīng)有的效果。
②開路粉磨系統(tǒng)在開路磨生產(chǎn)中,物料一次性完成粉磨作業(yè),此時,熟料的易磨性、混合材的種類和產(chǎn)量、水泥的磨制細度起著決定性作用,這些是不可改變的,我們應(yīng)該從磨內(nèi)物料流速的角度加以研究和控制。一般助磨劑的摻入,會導(dǎo)致磨內(nèi)物料流速加快,對于水泥細度控制較細的水泥,表現(xiàn)較好,而對于磨內(nèi)物料流速本身就快、細度較粗的粉磨特點,往往不能適應(yīng)。因此在選用助磨劑產(chǎn)品時就應(yīng)充分考慮到這一特點,選用適合且實用的助磨劑,使之更能適應(yīng)不同的粉磨系統(tǒng)。
3.紅海鑫源礦渣專用助磨劑服務(wù)于循環(huán)經(jīng)濟。
為適應(yīng)不同的物料粉磨特征,許多水泥企業(yè)幵始使用立磨單獨粉磨礦渣,由于立磨磨內(nèi)溫度較高,大多數(shù)水泥助磨劑對溫度超過120度的磨機不適應(yīng),因此,部分助磨劑生產(chǎn)廠家采用1誜1的比例稀釋的辦法解決,這種辦法不僅增加了勞動強度,還會因稀釋不均勻,加入量不易控制等影響助磨劑的使用效果,我公司推廣的礦渣專用型助磨劑有著適應(yīng)性強提產(chǎn)幅度大的優(yōu)點,還適應(yīng)溫度較高的磨機,投入少可為礦渣立磨粉磨助一臂之力。
4.選擇助磨劑應(yīng)考慮與混凝土的各項性能指標及耐久性影響,由混凝土攪拌站再次加入工業(yè)廢棄物。
水泥助磨劑除了要與各種混凝土外加劑相適應(yīng),還要保證添加助磨劑的水泥拌和混凝土長期質(zhì)量的穩(wěn)定性。通過使用助磨劑水泥富裕標號多,各齡期強度高。根據(jù)地區(qū)分布的特點,就地取材可以在混凝土生產(chǎn)中多加入鋼渣粉、礦渣粉、粉煤灰等工業(yè)廢棄物的用量。減少了重復(fù)運輸?shù)某杀竞团欧拧?/P>
混凝土在環(huán)境和介質(zhì)的長期作用下,強度、形體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)等都會發(fā)生某些變化,但不至于使其開裂、變形和損壞,這樣的混凝土就被認為具有耐久性?;炷脸缶哂幸欢ǖ膹姸劝踩惺茌d荷外,還應(yīng)具有耐久性,如抗?jié)B、抗凍、耐磨、耐熱、耐風化等?;炷聊途眯允且粋€綜合性的技術(shù)指標,根據(jù)其使用條件及所處環(huán)境,著重對其中某方面作出評價,是保證建筑工程質(zhì)量百年大計的重要環(huán)節(jié)。
由以上表中可以看出,HGA系列水泥助磨劑在水泥混凝土應(yīng)用中,不增加混凝土的需水量,與各種混凝土外加劑相容?;炷林泻笃趶姸瘸掷m(xù)提高,混凝土耐久性能良好。
5.改善水泥流動性,減少水泥結(jié)塊指數(shù),提高周轉(zhuǎn)效率。
使用水泥助磨劑的好處還要將其放在整體研磨系統(tǒng)考慮,而不僅僅是只注意磨機本身,通常包括到熟料庫到水泥庫之間的所有設(shè)備。使用助磨劑后能改善水泥的流動性,提高水泥的分散性。助磨劑分子能夠在水泥顆粒表面形成一種保護膜,使水泥顆粒不容易被潤濕,消除了水泥顆粒間的靜電吸附,從而改善水泥的流動性,減少水泥結(jié)塊指數(shù),降低水泥裝卸時間和泵送費用,特別有利于水運和港口的裝卸作業(yè)及公路的長途運輸,延長了水泥的庫存時間,減少了清庫帶來的麻煩和費用。
當前,我國水泥生產(chǎn)企業(yè)在使用助磨劑過程中,還存有與裝備不匹配等一些矛盾。隨著助磨劑使用普及率大大提高,裝備設(shè)計制造企業(yè)會迎合市場需求,重新審視設(shè)計方案,增加助磨劑使用設(shè)備的合理性,將水泥粉磨過程中使用助磨劑的應(yīng)用裝備全部納入設(shè)計方案當中。
水泥企業(yè)依靠水泥助磨劑這一高科技產(chǎn)品,在節(jié)能降耗、利廢減排的同時,保護了環(huán)境,有利于水泥工業(yè)的清潔生產(chǎn),促進了循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的進程,實現(xiàn)了經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益的共贏,既是國情的需要,又和企業(yè)的經(jīng)濟利益密切相關(guān)。我國助磨劑企業(yè)將進一步深入市場,了解水泥企業(yè)的需求,提高公司系列產(chǎn)品的適用性,提供個性化服務(wù),樹立國產(chǎn)助磨劑的品牌形象,為水泥企業(yè)提供安全、高效、性價比優(yōu)越的助磨劑產(chǎn)品。
水泥助磨劑為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、建設(shè)節(jié)約型社會助力!
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