技术年产60万t超细粉煤灰生产线的设

介绍了超细粉煤灰制备系统的设计要求、设备选择及工艺流程，测试了超细分级机的性能及超细粉煤灰产品的颗粒组成。7h连续运转的达标测试结果表明，超细粉煤灰成品细度（45μm筛筛余）约0.4%，综合粉磨电耗为41kWh/t。

粉煤灰广泛用作水泥混合材及混凝土掺合料。试验研究表明，对原灰进行超细粉磨，可以大大提高其活性指数，在水泥中的掺入量能提高到40%~50%。这种办法，不仅可以帮助这些发电企业解决固废处理的难题，还可实现粉煤灰的资源化利用，最终实现发电企业产出的粉煤灰零排放。

SQD公司的发电机组每年产出的60万t粉煤灰需要处理。若按原灰处理，周边的水泥企业很难全部消化。通过对市场的考察调研后发现，若将这些粉煤灰进行超细粉磨，提高原灰的活性，不仅周边的水泥企业可以提高粉煤灰的利用量，而且在提高附加值后，还可通过远距离运输，最终能实现该公司的粉煤灰得到全部利用。

SQD公司经研究后决定上马原灰的超细粉磨工程。通过招投标，合肥院取得了该项工程的总承包任务。

资料表明，由于原煤的产地及品质不同，以及发电机组的燃烧机理不同，所产出原灰的品性各异。针对此项承包任务，我们对SQD公司的原灰进行了实验室小磨的易磨性试验及其化学成分的测试，以期选择出合理的生产装备及工艺方案。原灰的化学成分见表1，原灰的物性参数见表，易磨性试验数据见表3。

由表1可知，该厂粉煤灰CaO的含量6.%，SiO的含量51.%，AlO3的含量7.6%，具有低钙高硅铝品质的原灰特征，潜在的活性较高。

表3数据显示，用实验室Φmm×mm小磨磨SQD电厂的粉煤灰，随着粉磨时间的延长，其细度（45μm筛筛余）的下降趋势较明显，而比表面积的增加值不明显。T=min，实属难以磨细粉煤灰。

根据以上的试验结果，我们为SQD公司制定了生产工艺方案：用台套超长管磨机配超细分级机的闭路粉磨生产工艺系统，形成条30万t/年超细粉煤灰能力的生产线。相关的系统能力和质量控制指标见表4。

表4　超细粉煤灰产品的质量指标及产能要求

同时，项目部对此生产线系统的各主机设备进行了严格的审定，主机设备的性能要求如下：

1）超细管磨机

（1）管磨机设备是超细粉磨系统的主机设备，在原灰试验数据的基础上，选用合理的管磨机规格参数、内部衬件及研磨体级配，应具有产量高、电耗低、磨得细的效果。

（）超细管磨机型号建议采用Φ3.m×17m，同时应对管磨机内部的衬板、隔仓板、出料装置以及研磨体材质等做出详细要求。

）超细分级机

超细分级机是超细粉磨系统的关键设备，选粉效率的高低直接影响到系统产能。性能要求如下：

（1）细度≤0.5%（45μm筛筛余）；（）选粉效率：≥80%；（3）通风阻力：≤?Pa；（4）材质要求：蜗壳及风管设耐磨陶瓷浇注料。

3）主收尘器

（1）收尘器作为超细粉煤灰产品的收集设备，必须具有良好的收尘效果。使系统对外排放气体中粉尘含量≤10mg/Nm3。应采用低压脉冲反吹布袋收尘器。

（）收尘器过滤风速不大于0.8m/min。收尘器滤袋需采用覆膜滤袋，使用寿命不小于0h，收尘器阻力不大于1?Pa。应有消除静电措施。

4）循环风机及磨内引风机

（1）循环风机及磨内引风机是整个粉磨系统中气、粉运动的动力，风量的大小和风压的高低直接影响系统动力。风机采用离心风机，并留有一定裕度：风压裕度不低于0%，风量裕度不低于10%，并有10℃的温度裕量。

（）风机为变频控制，在设计流量情况下的效率不小于70%。循环风机及管道（箱）有合适的防磨损措施。

5）计量及控制

生产喂料及成品散装计量秤采用粉体定量给料秤。系统计量输送能力不低于t/h，主要由质量流量计、配套阀门及控制系统等部件。系统用于散装物料连续计量，应具有较高的技术先进性。粉体定量给料秤应能实时反映物料的质量流量。不受上下游气压影响，零点不受外界影响，计量精度应达到±1%，稳定可靠。

用于生产的系统流程见图1，系统主机设备参数见表5。

图1　工艺系统流程

表5　系统主机设备参数

SQD公司年产60万t超细粉煤灰资源综合利用项目于年月动工。11月11日，1＃生产线建成并正式投入运营。投产即产出合格的超细粉，并连续稳定运行。年1月日，#磨系统生产线通过了7h连续运转的达标测试，并完成整个工程的竣工验收。达标测试结果见表6。

表6　#磨系统生产线7h连续运转的达标测试

由表6可以看出，该工程项目的超细管磨机和超细分级机的选型合理，达到并超过了系统设计的指标要求。

为了检验超细选粉机的性能以及超细粉煤灰的颗粒组成，我们组织相关工作人员对选粉机作了相应检测，见表7。

由表7可见，成品控制45μm筛筛余0.5%的情况下，分级效率的平均值达到84.1%。高的分级效率及低的循环负荷，可以保证粉煤灰在超细管磨机内能够得到充分的研磨。出磨物料中含有更多的细粉，相互促进，从而保证了系统的高产。

一般认为，分选后的超细粉煤灰的颗粒分布与开路磨及试验磨的产品的颗粒分布会有一定的差异性。文献[1]给出了P·Ⅱ5.5水泥及实验室小磨磨细灰样品的粒度分布的相关数据。样品ED-40、ED-80与P·Ⅱ5.5水泥的粒度分布曲线很相似。但P·Ⅱ5.5水泥颗粒粒径比样品ED-40、ED-80要大，所以将样品ED-40、ED-80用同样的比例掺入P·Ⅱ5.5水泥中进行混合，能够填充P·Ⅱ5.5水泥颗粒的孔间隙，与水泥的作用面积增大，对后期的水泥强度发挥十分有利。通过对比试验得到的水泥强度结果表明：样品ED-40配制出的水泥品种，表现出很高的强度和很好的使用性能。

我们取样SQD公司分选灰分析的颗粒分布、细度及比表面积等数据与文献[1]中相关数据列于表8。数据显示：SQD公司分选灰的产品颗粒组成、颗粒分布，在ED-40和ED-80颗粒分布的数据中间，比表面积却优于ED-80。

鉴于SQD公司的当地原灰供应充足，原灰的当地售出价格10元/t左右，通过超细粉磨，超细粉煤灰可以通过远距离的运输到建设工地的价格大约是~元/t（含汽车运输成本~60元/t），也就意味着，在生产环节的直接利润为元/t左右。按年产60万t的产能计算，每年所得达到6?万元。

SQD公司超细粉煤灰制备项目，总投资约1.38亿元。其中1＃和#生产线处理超细粉煤灰能力均为30万t/年。该超细粉煤灰既可作为生产优质水泥的混合材，又可作为配制高性能混凝土的优质掺合料。这不仅节约了生产水泥所消耗的石灰石资源，减少了生产水泥熟料过程中产生的二氧化碳及有害气体的排放，实现走生态、绿色、环境友好的可持续发展之路。

该项目的顺利投产，将极大缓解SQD公司固废处理压力，减少环境污染，在实现资源的综合利用的同时，又使SQD公司的产业链进一步延伸，可谓一举多得，意义非凡。

通过此次SQD公司年产60万t超细粉煤灰资源综合利用项目的设计及生产实践，证明该项目超细管磨机和超细分级机的选型是成功的。管磨机的超细研磨能力强，超细分级机在45μm的颗粒粒径下的分级效率达到80%~90%，从而保证了整个粉磨系统的高产。高的分级效率，也保证了分选后的超细粉煤灰产品的颗粒分布组成合理，为成品超细粉煤灰的应用创造了更好的条件。

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