Общая характеристика технологических схем производства портландцемента

В настоящее время производство портландцемента осуществляют по трем способам: мокрому, сухому и комбинированному (полусухому). Каждый из них обладает как достоинствами, так и недостатками. На выбор способа производства влияет целый ряд факторов, и в первую очередь теплоэнергетический и карьерная влажность сырьевых материалов.

Мокрый способ производства цемента рекомендуется использовать при влажности сырья выше 15%. Он включает следующие основные стадии:

- добыча и доставка на завод сырья;

- получение шлама размучиванием в воде сырьевых материалов (карбонатного, глинистого);

- помол сырья в водной среде;

- корректирование состава сырьевого шлама;

- обжиг шлама во вращающейся печи;

- помол цементного клинкера совместно с гипсом и минеральными добавками.

Достоинством мокрого способа производства являются меньшие энергетические затраты на стадии помола сырьевого шлама, что обеспечивает экономию электроэнергии в количестве примерно 10 кВт·ч на каждой тонне сырья по сравнению с сухим помолом. Не менее важным преимуществом этого способа является и достижение большей однородной сырьевой смеси в виде водной суспензии, что является залогом получения более высокачественного клинкера. Санитарно-гигиенические условия из-за меньшего количества тонкодисперсной пыли гораздо лучше на заводе, работающем по мокрому способу. И, наконец, капитальные затраты на строительство такого завода значительно ниже по сравнению с заводом сухого способа производства.

Однако несмотря на то, что приведенные достоинства представляются весьма существенными, тем не менее, мокрый способ из-за большего расхода теплоты и резкого роста цен на углеводородное топливо в последние годы стал неконкурентоспособным по сравнению с сухим способом получения портландцемента.

Сухой способ производства характеризуется рядом общих технологических стадий с мокрым, а именно: добыча и доставка на завод сырьевых материалов, помол цементного клинкера с добавками. В то же время ряд технологических операций имеют существенно иное аппаратурное оформление, что неизбежно накладывает свой отпечаток на их протекание. К их числу относится термообработка сырьевой муки в запечных теплообменных устройствах, сам обжиг в коротких вращающихся печах.

Проводя технико-экономическую оценку сухого способа производства портландцемента необходимо отметить, что кроме достоинств с теплотехнической точки зрения он характеризуется также меньшим объемом печных газов (на 30-40%) при одинаковой производительности печи, что влечет за собой более низкие расходы на их обеспыливание.

В то же время сухому способу производства присущи следующие недостатки: боле сложное технологические оборудование (каскад циклонных теплообменников с декарбонизатором), высокая чувствительность к наличию в обжигаемом материале и золе топлива щелочей и хлоридов, что приводит к козлованию газоходов в запечных теплообменных устройствах, меньшая однородность сырьевой муки.

Резюмируя вышеизложенное, следует отметить, что сухой способ благодаря своей теплотехнической экономичности во всем мире является преобладающим и вытеснение им мокрого способа продолжается, в том числе и в Беларуси.

Комбинированный способ производства цементного клинкера в цементной промышленности не получил широкого распространения. Он известен в двух вариантах. По первому варианту комбинированный способ основывается на мокром способе производства. Сущность его состоит в следующем. Как и по мокрому способу, готовят сырьевой шлам, который затем частично обезвоживают на непрерывно работающих фильтр-прессах до 16-18% менее энергоемким (механическим) способом, после продукт гранулируют и направляют во вращающуюся печь на обжиг. Основным недостатком этого технологического процесса является неустойчивая работа фильтр-пресса, что не обеспечивает постоянство влажности коржей и ведет в конечном итоге к образованию гранул, сильно отличающихся размерами и прочностью. Этот вариант технологии обычно используют тогда, когда сырьевые материалы имеют высокую карьерную влажность.

Другой вариант комбинированного способа производства цемента более подходит для случая, когда сырье имеет относительно низкую влажность. В этом случае получают сырьевую муку по сухому способу, а затем на тарельчатом грануляторе увлажняют ее до 12-15% и закатывают в гранулы, после чего направляют на обжиг. Недостаток этого варианта очевиден, т. к. он состоит в нелогичности технологических операций - сушки сырьевых материалов, а затем увлажнения полученной из них муки.