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北京德龍煅燒技術(shù)推廣中心“XDL”水泥熟料煅燒新工藝

市場(chǎng)部副總經(jīng)理曲勇

目錄5、結(jié)論與展望

4、獲得榮譽(yù)及發(fā)展?jié)摿?、高固氣比懸浮預(yù)熱分解理論與技術(shù)

2、XDL水泥熟料煅燒新工藝

1、序言

國(guó)發(fā)〔2013〕41號(hào)

國(guó)務(wù)院關(guān)于化解產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩矛盾的指導(dǎo)意見(jiàn)嚴(yán)禁建設(shè)新增產(chǎn)能項(xiàng)目堅(jiān)決淘汰落后產(chǎn)能（分解落實(shí)年度目標(biāo)，在提前一年完成“十二五”鋼鐵、電解鋁、水泥、平板玻璃等重點(diǎn)行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能目標(biāo)任務(wù)基礎(chǔ)上，2015年底前再淘汰水泥（熟料及粉磨能力）1億噸）能耗、電耗、水耗達(dá)不到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)能，實(shí)施差別電價(jià)和懲罰性電價(jià)、水價(jià)。強(qiáng)化氮氧化物等主要污染物排放和能源、資源單耗指標(biāo)約束，對(duì)整改不達(dá)標(biāo)的生產(chǎn)線依法予以淘汰。

國(guó)家發(fā)改委重點(diǎn)支持水泥高固氣比懸浮預(yù)熱分解技術(shù)發(fā)改辦高技【2013】148號(hào)文件建材行業(yè)：重點(diǎn)支持水泥高固氣比懸浮預(yù)熱分解等低碳技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)示范化工程建設(shè)。

建材行業(yè)示范工程表

具體指標(biāo)日產(chǎn)4500噸高固氣比水泥熟料燒成與粉磨生產(chǎn)線單位燒成熱耗：≤2840kJ/kg.cl燒成工序電耗：≤22wh/t.cl燒成系統(tǒng)熱利用效率：＞60%廢氣中NOx含量：﹤350mg/m3廢氣中SO2含量：﹤100mg/m3節(jié)能減排目標(biāo)噸熟料節(jié)約標(biāo)煤10%，燒成工序電耗降低7.8%，減少CO2排放10%，減少SO2排放75%，減少NOx排放50%。

高固氣比懸浮預(yù)熱分解技術(shù)“XDL”水泥熟料煅燒新工藝=5、結(jié)論與展望

4、獲得榮譽(yù)及發(fā)展?jié)摿?、高固氣比懸浮預(yù)熱分解理論與技術(shù)

2、XDL水泥熟料煅燒新工藝

1、序言

XDL水泥熟料煅燒新工藝

XDL高固氣比水泥熟料煅燒新工藝的誕生XDL水泥熟料煅燒新工藝

2011年5月26-28日，專家對(duì)示范生產(chǎn)線進(jìn)行了測(cè)試XDL水泥熟料煅燒新工藝XDL水泥熟料煅燒新工藝XDL水泥熟料煅燒新工藝

Φ4×60m回轉(zhuǎn)窯的XDL工藝總體技術(shù)水平經(jīng)過(guò)72小時(shí)連續(xù)測(cè)試，是當(dāng)今最先進(jìn)的水泥煅燒技術(shù)。鑒定結(jié)論

高固氣比懸浮預(yù)熱分解理論屬重大理論創(chuàng)新，以該理論成果為基礎(chǔ)發(fā)明的高固氣比水泥懸浮煅燒新工藝構(gòu)思新穎，過(guò)程簡(jiǎn)潔可靠，投資省，熱效率高，余熱利用充分，適應(yīng)性強(qiáng)，增產(chǎn)潛力大，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益顯著，多項(xiàng)指標(biāo)創(chuàng)新型干法技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先水平（與同規(guī)格普通新型干法水泥技術(shù)相比，增產(chǎn)40%以上，節(jié)煤20%以上，節(jié)電15%以上，SO2減排70%以上，NOx減排50%以上），實(shí)現(xiàn)了回轉(zhuǎn)窯水泥熟料煅燒技術(shù)一次新的突破，是具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性工藝技術(shù)。

命名為“XDL水泥熟料煅燒新工藝”2011年5月28日，專家鑒定會(huì)正式命名該工藝為“XDL水泥熟料煅燒新工藝”5、結(jié)論與展望

4、獲得榮譽(yù)及發(fā)展?jié)摿?、高固氣比懸浮預(yù)熱分解理論與技術(shù)

2、XDL水泥熟料煅燒新工藝

1、序言

3.1發(fā)展歷程2012/3高固氣比水泥線用戶報(bào)告因本條生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)獨(dú)特，在實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排、增產(chǎn)降耗、環(huán)境保護(hù)方面，有全面突破。當(dāng)前，在陜西水泥市場(chǎng)疲軟、價(jià)格大幅降低的情況下，我公司已被迫停4條普通型生產(chǎn)線而唯一堅(jiān)持該生產(chǎn)線生產(chǎn)，以降低成本。高固氣比水泥線高原型，海拔2217米興建中的高固氣比水泥線3.2XDL水泥煅燒工藝的理論要點(diǎn)XDL水泥煅燒工藝的理論要點(diǎn)高固氣比懸浮換熱和反應(yīng)理論由動(dòng)力學(xué)理論、熱力學(xué)理論、單元機(jī)理和環(huán)境協(xié)調(diào)理論等組成，主要有：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高固氣比化的有效途徑全窯系統(tǒng)最佳匹配理論高固氣比熱反應(yīng)理論高固氣比熱交換理論氣固兩相瞬間換熱理論反應(yīng)單體的阻降理論有害氣體的抑制機(jī)理新型干法燒成系統(tǒng)的熱力學(xué)理論

s—系統(tǒng)總熱效率

R—反應(yīng)器的熱效率

(包括分解爐和回轉(zhuǎn)窯)

c—冷卻機(jī)的熱效率

P—預(yù)熱器的熱效率VE—有效能分?jǐn)?shù)全窯系統(tǒng)熱效率研究體系的界定增加總系統(tǒng)熱效率的三種主要途徑①增加子系統(tǒng)的熱效率，尤其是反應(yīng)器的熱效率。②增加預(yù)熱器和冷卻機(jī)的有效能分?jǐn)?shù)。③減小反應(yīng)器的有效能分?jǐn)?shù)。固氣比理論五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器系統(tǒng)的固氣比出預(yù)熱器物料溫度與熱效率的關(guān)系若將固氣比的值從目前的0.8提高到2，廢氣出口溫度就會(huì)從目前的380℃降到200℃。這就意味著通過(guò)高固氣比的途徑，可發(fā)明一種新型高效的懸浮預(yù)熱器。此道理同樣適用于懸浮分解爐。

Z＜2.0

Z對(duì)

的影響非常顯著

2.0≤Z≤3.6

Z對(duì)

的影響變的緩慢

Z≥3.6

隨著Z增加，

減小物料循環(huán)對(duì)分解率和爐溫的影響循環(huán)率對(duì)入窯物料分解率的影響表觀分解率與爐溫和循環(huán)率的關(guān)系x/(1-x)η=0.9通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)高固氣比創(chuàng)新技術(shù)與現(xiàn)行技術(shù)對(duì)比Z2高固氣比NSPZ1高固氣比預(yù)熱器特點(diǎn)

交叉雙系列旋風(fēng)預(yù)熱器中并行氣流與串行料流相結(jié)合，使出五級(jí)旋風(fēng)筒的氣體均等地通過(guò)平行雙系列預(yù)熱器，全部粉體從一個(gè)系列到另一個(gè)系列交替喂入，串行料流交叉進(jìn)入2股平行氣流中，使100％的物料與50％的氣流交換熱量，旋風(fēng)預(yù)熱器內(nèi)的固氣比可以提高到2.0左右，從而提高了系統(tǒng)的熱效率。經(jīng)五級(jí)八次氣固換熱，大幅度地提高系統(tǒng)的熱效率，增加單機(jī)產(chǎn)量，有效地降低系統(tǒng)廢氣的溫度和排放量。降阻分析

借助優(yōu)化預(yù)熱器單體的結(jié)構(gòu)和工藝操作、安裝撒料器、縮短換熱管長(zhǎng)度、改進(jìn)下料點(diǎn)位置、加裝“中心漩渦減阻器”等技術(shù)措施，開(kāi)發(fā)出適用于高固氣比懸浮預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)的XDL型低阻旋

風(fēng)筒，從而切實(shí)保證在大幅增加預(yù)熱器單體固氣比和預(yù)熱器系統(tǒng)換熱級(jí)數(shù)的同時(shí)保持系統(tǒng)阻力損失基本不變。高固氣比分解爐特點(diǎn)

充分考慮分解爐工作特點(diǎn)和為防止?fàn)t壁結(jié)皮出爐氣體溫度不宜過(guò)高的實(shí)際，采用“爐外循環(huán)”技術(shù)方案延長(zhǎng)爐內(nèi)物料的停留時(shí)間，進(jìn)而提高入窯物料分解率。在延長(zhǎng)爐內(nèi)物料停留時(shí)間、增加爐內(nèi)固氣比的同時(shí)，真正實(shí)現(xiàn)分解爐的低溫、小體積和高可靠度。工藝特點(diǎn)HLSO2NOxCO2排放固氣比熱效率分解率反應(yīng)率窯產(chǎn)量熟料質(zhì)量XDL徹底改善窯內(nèi)煅燒溫度場(chǎng)分布SP窯內(nèi)各種溫度沿窯長(zhǎng)分布規(guī)律XDL徹底改善窯內(nèi)煅燒溫度場(chǎng)分布NSP窯內(nèi)各種溫度沿窯長(zhǎng)分布規(guī)律XDL徹底改善窯內(nèi)煅燒溫度場(chǎng)分布XDL水泥煅燒新工藝，由于其近似100%的CaCO3入窯分解率，極大改善了窯內(nèi)煅燒溫度場(chǎng)分布，使得窯內(nèi)煅燒帶形成更為顯著的放熱反應(yīng)環(huán)境，高固氣比懸浮煅燒工藝燒成帶火焰溫度達(dá)到1700℃即可完成水泥熟料燒成。節(jié)能因素分析節(jié)能因素分析廢氣溫度低，省去了增濕塔。窯產(chǎn)量增加且系統(tǒng)阻力損失較低，節(jié)電15%。節(jié)水節(jié)電CO2減排機(jī)理2012年全國(guó)水泥行業(yè)同規(guī)格窯（2500t/d）單位標(biāo)準(zhǔn)煤耗為125kg/t.cl，XDL水泥煅燒新工藝的單位標(biāo)準(zhǔn)煤耗僅為99.64kg/t.cl，噸熟料節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤25.36kg；由此可估算出：由于XDL水泥煅燒新工藝節(jié)煤直接減排70.25kgCO2/t.cl；XDL水泥煅燒新工藝產(chǎn)出熟料比傳統(tǒng)新型干法工藝產(chǎn)出熟料28d強(qiáng)度高出6MPa；實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明：熟料強(qiáng)度提高，水泥中粉煤灰等混合材的摻量也可以相應(yīng)提高，即在保持水泥強(qiáng)度不變的情況下可相應(yīng)減少生產(chǎn)熟料，減少生產(chǎn)1t熟料可以間接減排0.995tCO2。SO2減排機(jī)理（1）固氣比大幅提高使得懸浮床內(nèi)水泥生料顆粒濃度增加，增加了生料粉對(duì)SO2捕集率（2）XDL工藝的交叉料流使得生料經(jīng)過(guò)了所有換熱單元，延長(zhǎng)了生料在系統(tǒng)中停留時(shí)間，增加了高活性CaO捕集SO2反應(yīng)時(shí)間（3）XDL工藝的外循環(huán)式分解爐延長(zhǎng)了生料在預(yù)分解部分停留時(shí)間，產(chǎn)生了大量具有高活性新鮮反應(yīng)表面的CaO（4）比普通系統(tǒng)增加了4～5次熱交換和旋風(fēng)分離過(guò)程，料床與床壁間磨損、碰撞使得鈣基固硫劑顆粒表面產(chǎn)物層變薄從而使得固硫劑分裂，使得鈣基利用率成倍提高XDL工藝熟料固硫產(chǎn)物賦存形態(tài)分析

XDL工藝煅燒熟料中硫含量為引進(jìn)工藝煅燒熟料硫含量的2倍，且是以對(duì)熟料早期強(qiáng)度有增益作用的硫鋁酸鈣、硫鐵酸鈣、硫酸鈣等礦物相形式存在。NOx減排機(jī)理2燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的烴（CHi）等撞擊燃燒空氣中的N2分子而生成CN/HCN，然后HCN再被氧化為NOx。熱力型

1在燃燒過(guò)程中空氣中的N2被氧化而生成的NO，主要產(chǎn)生于溫度大于1500℃的高溫區(qū)?？焖傩?燃料中的氮化合物在燃燒過(guò)程中經(jīng)過(guò)一系列的氧化還原反應(yīng)而生成的NOx。NOx生成的主要來(lái)源，約占總的NOx生成量的80%-90%。燃料型水泥生產(chǎn)工藝中NOx的來(lái)源1800℃，熱力型和燃料型NOx850℃-1000℃，主要為燃料型NOxNOx排放水泥生產(chǎn)用煤中氮的賦存形態(tài)NOx隨溫度變化趨勢(shì)圖氮的轉(zhuǎn)化降解轉(zhuǎn)化N-6N-5N-QN-XNH3HCNNOxNHi官能團(tuán)高固氣比抑制NOx產(chǎn)生機(jī)理（一）高固氣比系統(tǒng)燒成熱耗低，生料入窯分解率高，預(yù)熱器出口氣體溫度及分解爐操作溫度較低，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，整個(gè)系統(tǒng)煤耗較低，由于燃燒釋放的煤氮相應(yīng)降低；低溫分解爐反應(yīng)氣氛有利于對(duì)已生成NOx的還原，且由于固氣比提高一倍以上，NOx生成區(qū)域相對(duì)O2濃度大幅度降低，故NOx總體排量降低。高固氣比抑制NOx產(chǎn)生機(jī)理（二）由于固氣比大幅度提高，生料中對(duì)NOx還原起積極作用的金屬氧化物與NOx接觸幾率大大增加，有利于已生成NOx的還原。分解爐與旋流分離器構(gòu)成的低溫良性循環(huán)系統(tǒng)，保證窯尾操作系統(tǒng)均衡穩(wěn)定，窯尾噴煤管一次空氣用量減少。低NOx的生產(chǎn)控制低溫分解爐頭尾煤粉喂入量比例達(dá)到3:7，大幅降低窯頭噴煤管一次風(fēng)機(jī)用風(fēng)量。分解爐控制溫度較常規(guī)技術(shù)降低50℃，低溫分解爐較易形成NOx還原氣氛，對(duì)NOx減排有利。分解爐用煤量≥70%，操作溫度相對(duì)較低、操作條件相對(duì)穩(wěn)定的分解爐燃燒，煤氮在這段溫度下不足以完全釋放。韓城堯柏陽(yáng)山莊水泥公司高固氣比生產(chǎn)線NOx監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)陜環(huán)監(jiān)字[2012]第091號(hào)陜西省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站SO2抑制機(jī)理氣固接觸面積和接觸時(shí)間成倍增加，因煤粉燃燒產(chǎn)生的SO2極易被堿性氧化鈣吸收固化在熟料中，使得尾氣中的SO2排放濃度極低。5、結(jié)論與展望

4、獲得榮譽(yù)及發(fā)展?jié)摿?、高固氣比懸浮預(yù)熱分解理論與技術(shù)

2、XDL水泥熟料煅燒新工藝

1、序言

習(xí)近平主席為徐德龍?jiān)菏款C發(fā)全國(guó)杰出專業(yè)人才獎(jiǎng)?lì)I(lǐng)導(dǎo)關(guān)懷入選國(guó)家重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣目錄國(guó)家重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣目錄（第四批）推廣目錄中的詳細(xì)描述入選《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》

《規(guī)劃》中的描述

入選2011年度“中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”入選“2013節(jié)能中國(guó)十大應(yīng)用技術(shù)”行業(yè)聲音指出：要把重點(diǎn)放在日產(chǎn)2000噸級(jí)以上新型干法水泥生產(chǎn)線的改造上，抓緊制訂今后技術(shù)改造的方案設(shè)計(jì)，能在日產(chǎn)5000噸規(guī)模生產(chǎn)線上推廣應(yīng)用那將是技術(shù)更加成熟的標(biāo)志。---2011年1月4日北京高固氣比懸浮煅燒新工藝成果匯報(bào)會(huì)

中國(guó)建材報(bào)-2012年12月7日第二代新型干法水泥技術(shù)第二代新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是指以懸浮預(yù)熱和窯外預(yù)分解技術(shù)為核心，進(jìn)一步強(qiáng)化熱交換和熟料煅燒過(guò)程，大幅度提高窯爐熱效率和容積率；利用新型節(jié)能粉磨實(shí)現(xiàn)高效粉磨；同時(shí)采用網(wǎng)絡(luò)化信息、功能化、智能化、高效利用廢棄物和污染物防治等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行水泥工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化綜合技術(shù)。5、結(jié)論與展望

4、獲得榮譽(yù)及發(fā)展?jié)摿?、高固氣比懸浮預(yù)熱分解理論與技術(shù)

2、XDL水泥熟料煅燒新工藝

1、序言

2500t/d生產(chǎn)線對(duì)比指標(biāo)5000t/d生產(chǎn)線對(duì)比指標(biāo)結(jié)論與展望水泥需求量大、使用面廣，對(duì)人類生存和社會(huì)發(fā)展影響巨大，具有巨大的節(jié)能減排潛力。XDL新工藝是水泥熟料煅燒技術(shù)的一次革命性進(jìn)步，其各項(xiàng)指標(biāo)居國(guó)際領(lǐng)先水平，具有巨大的節(jié)能、減排和增產(chǎn)效應(yīng)。面對(duì)全球氣候的劇烈變化和中國(guó)的崛起，水泥工業(yè)必須在節(jié)能減排方面做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。結(jié)論與展望

杜鵑夜半尤啼血，