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在山西吕梁固废资源化利用交通科技园生产车间内,辊碾机与球磨机协同运转,曾堆积成山的固硫灰渣、粉煤灰经自动化流水线处理,变身为细腻的高性能掺合料。

这是由山西建投煤设院集团总承包建设的年产20万吨高性能掺合料中试生产线项目,该项目利用电厂灰渣等为主要原料制备高性能掺合料,预计每年可消耗废渣约15万吨,产品废渣利用率达70%,节约堆存用地约103.8亩,减少碳排放约16.8万吨。项目对山西推动固废高值化利用、交通行业绿色转型及“双碳”目标落地具有重要意义。

创新粉磨工艺路线 解决固废处理瓶颈

固硫灰渣作为一种特殊的工业固废,其成分复杂、易磨性差、活性低,且在生产过程中易发生堵料、黏仓等问题,传统粉磨工艺难以实现稳定高效生产。针对这一难题,项目团队深入分析物料特性,创新采用了“辊碾机预粉磨+球磨机深度粉磨”的组合工艺路线。该工艺通过辊碾机的高压辊压作用使物料产生微裂纹,改善易磨性;随后进入球磨机进行深度粉磨,通过优化研磨体级配和转速等参数,实现对物料的精细化加工,确保产品比表面积稳定达到600平方米/千克以上。这种联合粉磨技术结合了预处理和深度粉磨优势,构建了完整的处理链,显著提升了固废材料的活性与附加值。

基于该工艺生产的超细复合矿物掺合料系列产品,可广泛应用于通用硅酸盐水泥、特种水泥、混凝土制品、路基材料及矿井充填等领域,通过提高掺合料在水泥和混凝土中的掺量,不仅显著降低了生产成本,还提升了产品质量,为固硫灰渣资源化利用提供了优质的解决方案。

攻克堵料技术难关 保障产线稳定运行

在带料试生产阶段,球磨机系统隔仓板部位频繁出现严重堵料,直接影响生产连续性。项目团队通过系统拆检和物料特性分析,发现原有篦板设计存在通孔率不足、孔型单一等问题,难以适应固硫灰渣高黏性、易团聚的物料特性。为解决这一问题,团队迅速组织设备供应商、建材行业专家进行技术研讨,对隔仓板篦网结构进行全面优化:一方面增大通孔率,改善物料通过性;另一方面改进篦孔形状,减少物料黏附。同时,通过大量试验筛选出专用助磨剂,调整其添加量和方式,有效降低物料黏度,提高粉磨效率,彻底解决了堵料问题,保证了系统的连续稳定运行。

此外,团队还通过不断优化工艺参数、提高设备利用率,显著提升了整体生产效率,为后续生产奠定了坚实基础。

集约布局智能控制 实现绿色高效生产

面对有限的用地条件,在项目规划阶段,团队通过三维建模反复推演,最终确定采用垂直化立体布局方案,将原料预处理、粉磨加工等工艺环节按照垂直方向分层布置,通过斗式提升机、空气斜槽和FU拉链机实现物料高效流转。这种设计使物料运输距离较传统平面布局缩短30%,减少10%的输送能耗。

在环保生产设施建设中,团队采用全封闭钢结构厂房设计,通过物理隔离有效控制污染源。厂房配备高效除尘和降噪系统,粉尘捕集率达99.9%以上,颗粒物排放浓度、厂界噪声远低于国家标准。这些措施形成完整的环保防控体系,既满足严苛的环保要求,又为绿色生产提供了可靠保障。

在智能化生产方面,团队引入DCS分布式控制系统,对生产过程中的关键参数如粉磨温度、系统风量、电机电流、料仓料位等进行实时监测和自动调节。系统通过预设的工艺参数曲线,自动优化设备运行状态,确保生产过程的稳定性和产品的一致性。中央操作站配备可视化大屏,支持工艺工程师、生产主管、管理层等多层级权限管理,既确保关键参数的精准控制,又实现生产数据透明共享,管理效率大幅提升。

目前,该项目已实现达标达产。下一步,煤设院集团将以此为契机,持续深耕固废资源化利用领域,充分发挥技术和项目管理优势,为实现“双碳”目标与区域经济发展贡献力量。