熟料煅烧过程原煤使用控制

熟料煅烧过程原煤使用控制高硫煤一、高硫煤对熟料煅烧的影响1、熟料质量下降由于煤中的含硫量高，在烧成过程中液相会提前出现，而且液相量大大增加，在这种情况下如果生料中Fe2O3、Al2O3含量不合理，C3S形成过快，部分C2S尚未来得及吸收CaO形成C3S便被包裹在C3S晶体中，导致熟料中C3S含量偏低，同时较高的SO3存在势必争夺部分CaO而形成CaSO4，使熟料的实际饱和比降低若配料时再按常规计算，则保证生成C3S的CaO量就显得相对不足。致使熟料中C3S含量进一步偏低，导致熟料强度的降低，同时当SO3含量较高时，容易与熟料中的C3A，反应形成易于膨胀的单硫型水化硫铝酸钙（CaO·Al2O3·CaSO4

·31H2O）造成水泥熟料强度的降低。由于高硫煤的燃点高，易燃性差，燃尽率低的特点，将会出现分解炉燃烧不完全的情况，分解炉缩口及出口结皮较多，减小了系统通风量，造成了尾煤不完全燃烧，窑内因通风量减小而产生还原气氛，使Fe2O3还原成FeO也会液相提前出现，物料容易在窑内结大球和产生黄心料，为确保尾煤的完全燃烧，除加强对系统结皮的清理外，还应适当加大窑内通风。2、窑尾结皮在使用高硫煤以前，由于原材料中有害元素偏高，在熟料中硫碱比过高后，以SO3为主的有害元素在窑尾大量富集生成CaSO4和K3Na（SO4）2等矿物，形成大量比较坚硬结皮。3、窑前飞砂料和篦冷机“雪人”由于硫碱比例增加，窑系统内SO3相对过剩降低了液相黏度和液相表面张力，使熟料颗粒结构疏松，物料在窑内难以形成较大颗粒，产生大量细粉料。另外由于窑尾结皮严重，窑内通风严重受阻，造成严重的短焰急烧，熟料表面液相黏度小，难以将物料黏结成粒也使得飞砂料大量增加。同时飞砂料的形成后，在严重的短焰急烧造成窑前温度很高的情况下，易形成“雪人”。4、熟料产量下降为了确保熟料质量合格，减少黄心料，欠烧料，窑操只能用降低窑产量煅烧的方法。二、调整措施1、调整配料方案，降低液相量，改善物料的烧结范围，提高熟料中硅酸盐矿物的总体含量。2、严格控制高硫煤全硫含量，熟料硫碱比控制在1.0左右。对于进厂的烟煤实行预均化，提高稳定性。3、加强窑的煅烧操作，加大窑尾结皮的清理力度，降低窑内物料填充率，减少窑内通风阻力，控制煤粉燃烧速度，并适当减少了窑头用煤量，降低窑尾温度，避免窑内由于煤粉燃烧不完全而产生还原气氛。高内水煤一、高内水影响煤的内在水分指吸附或凝聚在煤颗粒内部毛细孔（<0.1um）中的水分，在实际测定中煤样达到空气干燥状态时保留下来的那部分水分，内在水分多少与煤的内表面积有关，内表面积愈大，内在水分愈高，不同变质程度煤的内表面积不同，变质程度愈浅，内表面积愈大，其内在水分也愈高，内在水在常温下不能失去，但加热到一定温度就能逸出，可以在生产煤粉中烘干出来。但由于煤磨的出口温度受袋除尘器及煤粉着火点的限制不能控制太高，故通过煤磨烘解决难度较大。煤粉中保持1.0%-1.5%的水分可以促进燃烧，但过量的水分却阻碍煤粉燃烧，煤粉水分每增加1.0%，火焰温度约降低10-20℃,，煤粉水分对火焰温度的影响比灰分约大一倍，喷入窑内的煤粉受内水高的影响造成黑火头变长，火力强度减弱，生成A矿物的反应时间相对缩短。虽然物料通过烧成带和冷却带的时间没变，但是这种熟料受到煅烧时间不足和煤粉爆燃、急烧因素的影响导致结粒不好，有黄心、飞砂多、致密度下降、熟料质量变差。同时内水导致的原煤热值下降对原煤使用量及生产成本也造成大幅影响。二、煤粉磨细不能缓解水分对燃烧的不利影响煤粉中的挥发分只要有明火，便是在室温也可迅速燃烧，其燃烧快慢并不取决于煤粉细度，煤粉变细只是增加煤粉中固定碳与空气接触的面积与机会，并利用煤粉中的挥发分与空气中的氧燃烧形成的热，进一步为固定碳燃烧创造条件，由于固定碳的燃烧温度要远高于100℃，因此水先于固定碳受热蒸发，极少量的水分遇到炽热的空气后，会发生水煤气反应，即产生氢气和一氧化碳，它们极易燃烧，所放出的热远大于反应所吸收的热，但当煤粉中的水分含量较高时，由于温度降低则不会发生水煤气反应，且变成的水蒸气阻止了固定碳与氧的接触，此时，磨细的煤粉只能使水分更易受热而蒸发，固定碳的燃烧反而变得更加困难，使煤粉的燃烧速度大大减慢，就是说水分含量较高的煤粉磨细，不能发挥有利于固定碳燃烧的积极效果，这也从另一个角度说明，煤粉的细度指标应当取决于煤粉中挥发分含量的大小，即煤中挥发分含量较高，煤粉细度可以而且应当适度放粗，因为此时挥发分燃烧后的热量大，有利于固定碳尽快燃烧。过细煤粉在系统中发生滞留，对煤磨安全生产的危害巨大，且丝毫不亚于温度的影响。所以煤粉中大于1%的水分在窑内会干扰煤粉的燃烧，而且难以用煤粉磨细的方法克服。三、降低煤粉水分含量的具体做法1、加强原煤管理，稳定入磨原煤质量；2、加强煤磨操作，提高烘干用废气的温度，降低煤粉水分；3、调整燃烧器位置和内外风比例，提高燃烧速度，提高并稳定二次风温，兼顾二次风量。4、改变配料方案，改善生料的易烧性。无烟煤一、无烟煤燃烧存在问题1、起燃条件和燃尽时间(燃烧速度)是无烟煤燃烧的两大难题。煤的着火特性通常可用着火温度和着火指数来衡量。挥发分Vad>25％的普通烟煤，着火温度约500～600℃。着火处于易稳定区或中等稳定区；挥发分Vad<10％的无烟煤，着火温度为700～800℃左右，处于极难稳定区，特别是当点火投料初期或仅靠挥发分着火燃烧所释放出的热量不足以将煤粉加热到固定炭的着火温度时，无烟煤的着火和稳定燃烧更为困难。煤的燃尽特性通常取决于煤中碳粒的燃烧，不同媒质不同条件下所需燃尽时间差别甚大，相同的燃烧条件下，无烟煤所要的燃尽时间为普通烟煤的数倍，同时煤中固定碳燃烧时间是挥发物燃烧时间的10～20倍。碳的燃烧主要是气固两相间的反应。依燃烧条件的不同，总的反应速率可受化学反应控制或扩散控制。1000℃以上的高温区，例如回转窑窑头的燃烧过程主要是扩散控制，其燃烧效果与燃烧器的结构有很大的关系，而与煤粉的种类关系较小：在低于1000℃的中温区，例如分解炉内的燃烧过程通常大部分只有900度左右，则主要受化学反应控制，故其燃烧特性与煤粉的种类、反应温度等关系很大。2、在无烟煤正常燃烧后，因其热值高，处理不当，高温区很集中，窑前温度很高，窑烧成带耐火砖及窑门罩衬料的寿命缩短，因此火焰形状位置的控制问题就成了无烟煤使用必须解决的问题。二、技术保证措施在回转窑内燃烧无烟煤技术中必须具备三大要素，即：煤粉细度、燃烧温度及煤管的推力。1、煤粉细度控制要求：窑头煤粉细度一般控制在80um筛筛余2～4％，较细的煤粉在分解炉中燃烧速率高，但无烟煤燃烧时火焰高温带较集中，为了有效地保护好窑皮及内衬，同时确保煤磨产量，粒度不易过细。2、提高二次风温度，稳定火焰形状，操作上应努力保持风、煤、料在质与量上的稳定。3、喷煤管的推力