セメント製造工程は、絶えず革新と最適化を求めている。7段式セメントキルン予熱器の導入は、重要な問題を提起している。この変化は何を意味するのか？この変化はどのような機会と課題を セメント 企業？
I.7段式セメントキルン予熱器の利点
(A) 大幅な省エネ
7段式セメントキルン予熱器は、全高を5段式の約105メートルから135メートルに増加させる。この高さの増加は、エネルギー効率の改善につながる。5段式予熱器の第1段出口温度は、通常310～330℃である。対照的に、7段式予熱器はこの温度を180～200℃に下げることができる。この調整により、標準的な石炭消費量が98～102kgから90kg以下に削減される。石炭コストの高いセメント会社にとって、これは貴重なコスト削減策となる。さらに、石炭の使用量を減らすことで、炭素排出量を削減し、将来の環境基準を満たすのに役立ちます。
(B) 分離効率の向上
7段式セメントキルン予熱器も6段式に比べ分離効率が良い。5段式サイクロンプレヒーターでは、1段目の分離効率は約92%で、せいぜい95%にしか達しない。この効率の悪さは大きな原料ロスにつながる。対照的に、6段式システムの比原料消費量は約1.55～1.58である。7段式予熱器では、これを1.49～1.52に改善できる。分離効率の向上は、エネルギー消費を削減し、全体的な生産効率を高める。
(C) 代替燃料燃焼と超低排出ガスへの支援
最適化された代替燃料燃焼:プレヒーターにステージを追加することで、代替燃料をよりよく燃焼させることができる。この改良により、これらの燃料がより完全に燃焼し、エネルギー使用が最大化されます。また、SCRやバグハウス装置への影響も軽減され、それらの寿命も延びます。
強化された超低排出効率:7段プレヒーターの高い捕集効率は、SCRシステムにプラスの影響を与えます。安定した低ダスト濃度の排ガスがSCRシステムに入り、触媒効率が向上する。これは、セメント会社が超低排出ガス目標を達成・維持し、より厳しい環境規制を遵守するのに役立ちます。
(D) 低圧力損失設計の利点（新生産ライン）
6段または7段のセメントキルン予熱器を使用する新しい生産ラインでは、低圧力損失設計のメリットがあります。再設計された予備分解システムは抵抗を最小限に抑えます。各段の圧力損失は600-800 Paに制御できる。生産ラインが設計された供給量に達すると、第一段階の出口圧力損失は5500 Pa以下にとどまります。20%の過剰生産でも、圧力損失は6500Pa以下を維持できます。より低い圧力降下は、高温ファンのエネルギー消費を削減し、長期運転コストを低減します。
(E）加湿塔の廃止によるメリット
7段プレヒーターの出口温度が低いため、加湿塔を取り外すことができる。この変更により、プロセスが簡素化され、散水作業が不要になる。予熱ボイラーが稼動していないとき、オペレーターは、予熱ボイラーが稼動している間、加湿塔を管理することができます。 集塵機の温度を効果的に上昇させます。このような機器の削減は、腐食のリスクを減らし、システムの信頼性を向上させる。
II.7段式セメントキルン予熱器の課題
(A) 建設コストと難易度の上昇
5段式から7段式予熱器へのアップグレードは投資コストを上昇させる。フレームと機器の高さが高くなるため、設置が複雑になる。この複雑さは、機器の吊り上げや精密な設置に多くのリソースを必要とするため、プロジェクトのスケジュールが長くなり、財務的なプレッシャーが増大する。
(B）原料乾燥への影響
初段温度が低いということは、キルンテール予熱ボイラーの入口温度は約200℃、出口温度は120℃と低いことを意味する。原料の含水率が高い場合、工場は生産目標を達成するのに苦労するかもしれない。乾燥の必要性を満たすために、企業は高温ファンの負荷を増加させる必要があり、エネルギー消費を増加させ、生産の安定性に影響を与える可能性がある。
(C）廃熱発電の削減
キルンテール排ガス温度の低下は、廃熱発電 量の減少につながる。温度は、5段式ではクリンカ1トン当たり 35～40℃であったのが、7段式では22～24℃に低下する。7段式予熱器はエネルギー節約をもたらすが、廃熱発 電量の減少は、エネルギー回収の見返りの減少を意味する。企業は、エネルギー管理戦略を最適化し、新たなエネルギー源を見つけなければならない。
(D）排ガス温度制御の課題
To meet environmental requirements, bag dust collection is used at the kiln head and tail. If the waste heat boiler cannot run simultaneously, the maximum daily output of a 6-stage kiln system can reach only 60-70% of its designed capacity. Even with adjustments like small drafts or thicker layers, flue gas temperatures may exceed limits, risking damage to bag filters and increasing maintenance costs.
(E) 古い生産ラインのアップグレードのための高いコスト
既存のセメントキルンは、高い改修コストに直面し ている。古い生産ラインの各段の圧力損失は、通常約1200 Paである。7段プレヒーターにアップグレードするには、低圧 力損失設計を達成するための改造が必要である。集塵機を改良せずに段を追加すると、シス テム抵抗が増大し、運転コストが高騰する。
III.結論と展望
要約すると、7段式セメントキルンプレヒーターは、エネ ルギー消費の削減、分離効率の向上、代替燃料への対応、超 低排出ガスの達成において大きな利点を提供する。しかし、高い建設費、原料乾燥や廃熱発電への影響などの課題もある。
新しい生産ラインでは、6段または7段予熱器の低圧力損失設計を採用するのが賢明である。この選択により、企業は技術の進歩の恩恵を受けながら、複雑化やコスト増を避けることができる。アップグレードを検討している既存の生産ライン企業にとっては、生産条件、エネルギーコスト、環境要件、予算などを徹底的に評価することが、十分な情報に基づいた決定には不可欠である。
セメント産業が進歩し、より厳しい環境要件に直面するにつれて、7段式プレヒーターはさらなるブレークスルーを達成する可能性が高い。
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