煤在新型干法水泥生產(chǎn)中兼具燃料與原料的作用

1、煤在新型干法水泥生產(chǎn)中兼具燃料與原料的作用。作為燃 料，煤為分解爐內(nèi)碳酸鹽分解和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料燒成提供熱 源；作為原料，煤灰沉落、混合在生料中成為熟料一部分。煤粉燃燒技術(shù)發(fā)展迅猛，常規(guī)燃燒問(wèn)題已經(jīng)解決，目前 研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向污染控制方面，國(guó)內(nèi)著名的煤燃燒研究單位有 華中科技大學(xué)、浙江大學(xué)、東南大學(xué)、清華大學(xué)、中國(guó)礦業(yè) 大學(xué)。由于這些單位的研究針對(duì)工業(yè)鍋爐的煤粉燃燒，成果 不能直接應(yīng)用于解決水泥工業(yè)中煤粉燃燒，但他們的成果仍 然可以借鑒，下面我分別就煤的發(fā)熱量及燃燒特性、硫含量、水分、灰分揮發(fā)分等對(duì)新型干法水泥生產(chǎn)的影響做一些簡(jiǎn)要 分析。一、煤的發(fā)熱量及燃燒特性新型干法窯結(jié)皮堵塞現(xiàn)象影響了不少水泥廠的

2、運(yùn)轉(zhuǎn)率， 一個(gè)重要原因是煤炭燃燒特性與分解爐不匹配。在分解爐內(nèi)，煤粉燃燒速率一般都低于碳酸鹽分解速 率，煤粉燃燒發(fā)熱速率決定了碳酸鹽速率；另外，煤炭燃燒 速度決定了煤粉燃燒完全（燃燼）需要的時(shí)間，如果煤粉不 能在分解爐中燃燼，帶到預(yù)熱器管道中繼續(xù)燃燒發(fā)熱造成局部高溫，生料熔融后粘附在管道上就產(chǎn)生結(jié)皮堵塞。陳全德 等人的研究表明，我國(guó)分解爐結(jié)皮堵塞的一個(gè)重要原因是分 解爐內(nèi)煤粉燃燒不完全，這在燃燒速度慢的煤中更明顯。所 以老新型干法的改造主要內(nèi)容是擴(kuò)大分解爐容積、提高煤粉 在分解爐內(nèi)的停留時(shí)間。但在分解爐已經(jīng)建成的條件下，煤 粉在分解爐內(nèi)的停留時(shí)間已經(jīng)確定，這時(shí)選擇和制備燃燒特 性合適的煤粉就顯

3、得非常重要了。煤炭燃燒特性就是煤炭的燃燒速度，常用著火指數(shù)和燃 燼指數(shù)衡量，著火快、燃燼率高的煤炭能在分解爐中及時(shí)燃 燒完全，避免未燃燼的煤粉在預(yù)熱器系統(tǒng)中繼續(xù)燃燒造成結(jié) 皮堵塞；燃燒特性合理的煤粉，還有利于在窯頭產(chǎn)生合理的 火焰溫度和形狀，避免熟料燒成不良或結(jié)圈發(fā)生。水泥廠普遍根據(jù)煤炭揮發(fā)分（Vad）判斷煤炭燃燒特性， 但水泥廠常常發(fā)現(xiàn)，揮發(fā)分相同的煤炭實(shí)際燃燒特性差別很 大；同一煤炭，不同細(xì)度，其燃燒特性差別也很大。根據(jù)燃 燒學(xué)理論，揮發(fā)分只是影響燃燒特性的眾多因素中的一個(gè)， 單控制揮發(fā)分是不能保證燃燒特性穩(wěn)定的，而只有保證煤粉 燃燒特性的穩(wěn)定，才能保證煤粉在新型干法回轉(zhuǎn)窯中燃燒的 穩(wěn)定。

4、實(shí)踐證明，當(dāng)煤炭發(fā)熱量低、揮發(fā)分低、灰分高、水 分大、煤粉粗時(shí)都會(huì)造成煤粉燃燒速度慢，熱力不集中，火焰拉長(zhǎng)，熟料燒成不佳，因此燃燒速度特性的科學(xué)評(píng)價(jià)是非常有實(shí)踐意義的。我們花了 4年研制的CT7000型多功能熱量?jī)x的最大特 點(diǎn)是除測(cè)定煤炭發(fā)熱量之外，還能測(cè)定煤炭燃燒特性，專門 根據(jù)新型干法水泥廠的要求和環(huán)境研制，更科學(xué)地反映煤炭 燃燒特點(diǎn)，幫您及時(shí)對(duì)入窯煤粉的燃燒特性進(jìn)行測(cè)定。另外，煤炭均以發(fā)熱量計(jì)價(jià)，但水泥行業(yè)普遍習(xí)慣用工 業(yè)分析結(jié)果計(jì)算發(fā)熱量，該方法是80年代國(guó)家煤炭科學(xué)研究總院北京煤炭化學(xué)研究所針對(duì)不具備熱量?jī)x條件的小廠 礦企業(yè)研究的經(jīng)驗(yàn)公式，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的氧彈法測(cè)定的發(fā) 熱量有誤差，

5、高的可達(dá)500M.18KJ/Kg，在熱量?jī)x普及的今天已經(jīng)落后。而CT7000型多功能熱量?jī)x的熱量測(cè)定功能解 決了這一問(wèn)題。在自動(dòng)化方面，CT7000型多功能熱量?jī)x吸收了國(guó)內(nèi)外 最先進(jìn)煤炭熱量?jī)x的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了不調(diào)水溫、不稱水重，并 融合最新的電子技術(shù)，自動(dòng)化程度達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。儀器 具有操作方便、容錯(cuò)性強(qiáng)、故障率低的特點(diǎn)，并備有聯(lián)網(wǎng)接 口，方便了水泥廠選擇最適合的煤炭。二、硫在新型干法水泥生產(chǎn)中的作用煤中硫含量的波動(dòng)對(duì)新型干法水泥生產(chǎn)影響很大。作為 原料，煤灰是熟料的一部分，煤中硫直接影響生料易燒性和 熟料強(qiáng)度。一方面，適量硫的存在有助于改善生料易燒性、改善熟料強(qiáng)度。北京地區(qū)的新型干法水泥廠普遍經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，熟料中S03含量在1 %左右最佳：但山東、江西等地的新型干法水 泥廠技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)熟料中 S03含量升高熟料后期強(qiáng)度下降， 看似與北京地區(qū)經(jīng)驗(yàn)矛盾， 實(shí)質(zhì)是由于SO3含量升高后導(dǎo)致 實(shí)際飽和比降低造成的，如果保持有效飽和比不變，生料易 燒性和熟料強(qiáng)度都會(huì)得到改善。當(dāng)然，在無(wú)旁路放風(fēng)的情況 下，鉀、鈉、氯、硫不斷揮發(fā)、冷凝，如果硫和堿反應(yīng)平衡 后還有過(guò)剩硫存在，過(guò)剩硫在窯中循環(huán)也會(huì)引起結(jié)皮，且結(jié) 皮主要成分為硫酸鈣和硫硅酸鈣(2C2S?CaSO4)形成的致密層，很難清除；如果硫堿