高硫煤用于调节硫碱比的生产实践.pdf

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1、广东建材2014年第8期工艺与设备高硫煤用于调节硫碱比的生产实践陈哲t孙于龙z(1广东省建筑材料研究院；2中国中材装备集团有限公司)在现有的新型水泥干法水泥工艺中，原、燃材料组分有地区差异，实际生产中操作水平不一，在生产过程中可能会出现结皮、堵塞现象，对熟料的产量和能耗造成很大的影响，严重的时候会堵塞下料管、烟室，窑系统不能正常运行，会给企业造成巨大的经济损失。在某水泥厂新建的日产4000t／d生产线的试运行过程中，总体上运行正常，但在停窑检修过程中发现窑尾烟室、C。和C。下料管三处地方出现了明显的结皮，为此针对三处结皮问题进行了分析，基于水泥窑结皮的硫碱比理论，尝试使用高硫煤来调节生产

2、过程中的硫碱比，达到改善结皮现象和提高煤种适应性的目的。本文结合使用该调节方案过程出现的问题，分析该措施的可行性，为新型干法水泥生产中结皮问题的解决及高硫煤在新型干法窑中的使用提供一定的参考。1生产线出现的结皮问题及分析1．1结皮的位置及特点该水泥厂采用石灰石、砂岩、粉煤灰、钢渣进行配料生产，试生产期间总体上运行正常，在停窑检修过程中发现窑尾烟室、C。和C。下料管处出现结皮，结皮的基本情况如表1所示，对应的水泥生料和熟料的化学成分如表2所示。由表1和表2可以看出，C。、C。下料管的结皮最为明显的特点是碱含量高，C。下料管结皮中的Na：0为生料中的8．14倍，K20为生料中的15．59倍，

3、C。下料管结皮中的Na20为生料中的8倍，K。0为生料中的38．70倍，挥发性组分大量在C。、C；下料管处循环富集形成低温熔融体，与生料粉粘结形成结皮，实际厚度达到lOom以上，极容易发生下料堵塞现象，影响窑系统的正常运行；烟室结皮中Na20含量为生料中的7．28倍，K20为生料中的30．21倍，烟室结皮物料另一个特点是s0。含量较下料管高，在一定程度上说明从窑内挥发出来的硫循环富集在此处；总体而言，C。、C。下料管、窑尾烟室的结皮以碱结皮为主，特别是下料管出口较为严重，对窑系统有较大的影响。1．2结皮的成因结皮形成机理较为复杂，可以使用硫碱比理论进行分析，硫碱比是指窑系统中物料(生料和

4、燃料)所带入的挥发组分S0。和R20之间的摩尔比，上回转窑内呈挥发态有害组分硫碱比的理想值是l，即让挥发出碱组分与S0。可以全部化合生成R2sO。(熔点较高，一般直接随熟料排出)，可以避免有害组分在窑系统中循环富集，但在实际生产中，对于硫碱比的控制略有不同，根据有关的生产经验新型干法水泥生产中控制生料中硫碱比为0．5～0．7，但是该水泥厂生料中的硫碱比为0．22，窑内挥发物的硫碱比为0．43，均低于实际生产中的控制指标，因此从硫碱比来看，碱挥发组分量过剩，硫组分相对过少，必然造成窑系统的碱结皮现象。2处理措施针对生产过程中硫碱比过低导致碱结皮的问题，相关技术人员提出通过对原、燃材料的调整

5、来提高硫碱比，降低结皮几率，现有原、燃材料的有害成分情况如表3所示：表1结皮料化学全成分(wt％)一65—工艺与设备广东建材2014年第8期表3原、藤材料毒r{鲁成分含量(wt％)从表3可以看出，水泥生料中碱含量在控制范围内(<1％)，但是S0。含量远低于控制指标(1％～1．5％)，原材料中的各项指标均符合控制要求，短时间内进行调整不易；所用燃料为低硫煤，全硫含量仅为0．29％，采用高硫煤来混搭低硫煤适当提高硫碱比是具有理论上的可行性，在实际操作中也较为容易实现，为此该水泥厂选用了另一种高硫煤进行搭配，进行了两个阶段的试生产，其具体方案如表4所示：表4高硫煤调整S／R烟霸H誊配比例“t％

6、)生产日期高硫煤掺量低硫煤掺量全硫含量s0。含量3掺加高硫煤后回转窑状况及分析3．1使用高硫煤后回转窑状况使用高硫煤混搭低硫煤进行了试生产共计一个月，期间回转窑系统的运行极其不稳定，没有达到预期的目的，其运转情况比单独使用低硫煤更糟糕，主要出现了如下一些现象：(1)窑头出现飞砂现象，窑内结圈，窑尾漏料，预热器在使用高硫煤短时间内出现结皮堵塞问题；(2)窑操作困难，挂窑皮困难，出篦冷机熟料温度高，出现“堆雪人’现象；(3)喷煤管出现结皮，严重时端子烧脱：熟料煅烧不理想，出现大量黄心料，f-CaO含量高。3．2使用高硫煤后回转窑窑况恶化成因分析使用高硫煤来调整硫碱比造成窑况恶化，其原因有可能

7、有如下两方面：(1)高硫煤中硫元素的赋存形态，高硫煤的中硫元素多以可燃硫的形式存在，具有很高的挥发性，在煤粉燃烧过程中极容易逸出，进入窑气中或者在温度较低处凝结(如喷煤管端口)，很容易形成结皮。(2)气态硫主要在两个地方循环富集，一是窑后部及窑尾预热器，二是在喷煤管处：一66一①窑后部及窑尾预热器，这些部位相对窑中温度较低，而且碱挥发分量加高，极易形成结皮，进而使得窑的通风性能变差，为改善通风又加大风量，窑内风速增加，喷煤管火焰后移