回轉(zhuǎn)窯無煙煤煤粉制備系統(tǒng)的研究

回轉(zhuǎn)窯無煙煤煤粉制備系統(tǒng)研究現(xiàn)在中國外常見煤粉制備方法是采取立磨或球磨配雙分離、雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。中國關(guān)鍵采取一般風(fēng)掃球磨制備,回轉(zhuǎn)窯水泥廠煤磨車間關(guān)鍵生產(chǎn)工藝及煤磨機(jī)系統(tǒng)配置見表1。

2無煙煤粉磨性能及相關(guān)試驗

2.1粉磨至一定細(xì)度時所需時間

無煙煤較煙煤通常成礦地質(zhì)年代更為久遠(yuǎn),能夠認(rèn)為無煙煤是一個比煙煤晶體化更完整形態(tài)。所以質(zhì)地變硬,易磨性變差。用Φ500mm×500mm試驗小磨,標(biāo)準(zhǔn)級配條件下,將煙煤和無煙煤粗磨到0.08mm篩篩余40%細(xì)度;再換用合適級配小研磨體,磨細(xì)到0.08mm篩篩余5%,多個煤粗磨和細(xì)磨所需時間見表2。

試驗表明,相同細(xì)度下無煙煤所用粉磨時間普遍比煙煤長,也就是說無煙煤易磨性差于煙煤,尤其是細(xì)磨性能更差。

2.2不一樣研磨體對粉磨效果影響

無煙煤含有易碎難磨特征,早在90年代早期推行機(jī)立窯節(jié)能技術(shù)改造時,其中一項方法就是料、煤分別制備,以減輕機(jī)立窯化學(xué)不完全燃燒現(xiàn)象。我們依據(jù)無煙煤特點(diǎn),采取含有選擇性粉碎作用棒磨來制備煤粉,其產(chǎn)品1mm經(jīng)過率大于90%,而小于0.08mm細(xì)粉含量極低,粒度組成非常適合機(jī)立窯煅燒要求。水分小于5%時棒磨效率很高,在LJP水泥廠,1臺裝機(jī)功率為55kWΦ1.5m×2.5m棒磨在調(diào)試時,80%負(fù)荷下產(chǎn)量可達(dá)13t/h。

無煙煤用于回轉(zhuǎn)窯煅燒,對煤粉要求與機(jī)立窯完全不一樣,必需尋求新技術(shù)路徑。大量試驗室試驗結(jié)果顯示,如采取中國常規(guī)方法粉磨無煙煤必將大大增加粉磨電耗,且煤粉細(xì)度難以確保。同時發(fā)覺,采取合適尺寸小研磨體對大多數(shù)煙煤和無煙煤細(xì)磨效果均很好。福建DT水泥廠用不一樣研磨體對無煙煤粉磨效果(見表3)證實了這一點(diǎn)。同時可見,不一樣無煙煤效果也不一樣。表3中4種無煙煤易磨性最好是A,其它依次為B、C、D。

1998年在HRB水泥廠對Φ2.4m×9m煤磨進(jìn)行改造。該磨開流生產(chǎn),無計量設(shè)備。改造前篩余值約18%,有時達(dá)30%,臺時產(chǎn)量11～13t/h,喂料皮帶調(diào)速電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制器顯示值為200～220r/min。為了把煤粉篩余降下來,以利于窯煅燒。在磨內(nèi)增設(shè)篩分隔倉板,調(diào)整倉位和級配,尤其是在細(xì)磨倉采取小研磨體。試驗證實,假如工藝參數(shù)選擇適當(dāng),小研磨體一樣能夠完成煤細(xì)磨任務(wù)。經(jīng)過幾次調(diào)整,改造后在喂料量不變時,篩余值可達(dá)成5%;在篩余值約10%時,皮帶調(diào)速電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制器顯示值可達(dá)300r/min,比原來提升約50%。

3無煙煤煤粉制備工藝

3.1新建生產(chǎn)線煤粉制備工藝

我們研究設(shè)計無煙煤制備工藝系統(tǒng)首先用于福建DT水泥廠日產(chǎn)600t五級預(yù)熱器窯生產(chǎn)線。

DT水泥廠無煙煤粉磨性能試驗見表3,其工業(yè)分析和煤灰化學(xué)分析結(jié)果見表4。

從表5、表6可見,B煤揮發(fā)、點(diǎn)火性能很差。這說明,無煙煤易磨性、燃燒性能趨向是基礎(chǔ)一致。因為煤粉燃盡時間與粒徑平方成正比,所以要求煤粉0.08mm篩余小于3%。也就是說,伴隨煤質(zhì)不一樣,煤粉細(xì)度要求也不一樣,對于粉磨設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)也有待合理選擇。

依據(jù)DT廠無煙煤性能分析試驗結(jié)果和以前試驗數(shù)據(jù),確定無煙煤細(xì)磨機(jī)規(guī)格為Φ2.2m×5.8m。該磨機(jī)有2個倉,粗磨倉采取研磨體為鋼球,細(xì)磨倉采取研磨體為特制鋼段,是煤粉細(xì)磨關(guān)鍵。原煤在第一倉粉磨后經(jīng)由第一、二倉之間篩分裝置,分離后細(xì)粉進(jìn)入二倉,粗粉則繼續(xù)留在一倉。

在風(fēng)掃磨中,煤粉產(chǎn)質(zhì)量受粉磨能力和烘干能力制約。傳統(tǒng)煤磨中煙煤煤粉無須磨得很細(xì),烘干能力往往是關(guān)鍵矛盾,所以煤磨長徑比較小,能通入大量熱風(fēng)。無煙煤水分通常較煙煤低,而細(xì)度要求細(xì),易磨性又差,粉磨能力是關(guān)鍵矛盾,應(yīng)選擇較大長徑比。

傳統(tǒng)煤磨在停磨檢驗時?？煽吹侥?nèi)兩邊有很多煤粉而中間風(fēng)掃得很潔凈,說明熱風(fēng)在磨內(nèi)穿空而過,分布嚴(yán)重不均。為此在進(jìn)風(fēng)處設(shè)計了均風(fēng)裝置,使熱風(fēng)在整個斷面上分布,這也相當(dāng)于提升了磨機(jī)烘干能力,所以不設(shè)烘干倉。實際使用中制備出煤粉水分、細(xì)度都符合煅燒要求。

另外,還改善了密封裝置,降低了漏風(fēng);改善了進(jìn)料結(jié)構(gòu),使小球不易在進(jìn)料斗處堆積,使熱風(fēng)能順利入磨。

在粉磨系統(tǒng)設(shè)計中,因為當(dāng)初條件所限,仍然沿用了傳統(tǒng)粗粉分離器,其分離效率低,回粉細(xì)度<20%。其它關(guān)鍵設(shè)備包含旋風(fēng)式細(xì)粉分離器、循環(huán)風(fēng)機(jī)、袋式除塵器和排風(fēng)機(jī)等。

該系統(tǒng)于1999年初投入正常生產(chǎn)。開始階段A煤和B煤搭配使用,以后全部使用低揮發(fā)分B煤,系統(tǒng)產(chǎn)量基礎(chǔ)穩(wěn)定在7.5～8t/h,最高可達(dá)9t/h。煤粉細(xì)度2%～3%,水分1%～1.5%。該磨仍未達(dá)最大能力,主機(jī)電流僅380A(額定電流500A)。

3年來生產(chǎn)實踐表明,該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,操作簡便,制備出煤粉完全能夠滿足回轉(zhuǎn)窯煅燒要求,系統(tǒng)粉塵也可達(dá)標(biāo)排放。

隨即為1000t/d新型干法生產(chǎn)線配套Φ2.4m×6.5m無煙煤細(xì)磨機(jī)也于11月在湖南YS水泥廠投產(chǎn),煤粉細(xì)度控制為3%～5%。在達(dá)成額定裝載量2/3時,產(chǎn)量已達(dá)10t/h。

3.2原有煤粉制備系統(tǒng)在線改造

以湖南DJ水泥廠為例,該廠有3臺濕法華新窯,各有1套煤粉制備系統(tǒng)且能夠相互串用。煤粉制備系統(tǒng)步驟如圖1。

煤磨規(guī)格為Φ2.5m×3.9m,裝球量為25t,電動機(jī)功率320kW。煙煤入磨水分約12%,煤粉篩余值平均約13%,產(chǎn)量約10t/h。在對無煙煤進(jìn)行易磨性試驗和其它相關(guān)試驗、對系統(tǒng)進(jìn)行具體了解和研究后,我們確定采取以下技術(shù)方法:

1)工藝步驟改造。如圖2所表示,取消了原循環(huán)風(fēng)機(jī)和循環(huán)風(fēng)管,棄用旋風(fēng)筒,代之以高濃度煤磨袋式除塵器,廢氣全部經(jīng)除塵器由系統(tǒng)內(nèi)唯一排風(fēng)機(jī)排入大氣。使步驟大為簡化,操作愈加方便。

2)磨內(nèi)改造。采取新型分級襯板,提升粉磨效率,降低平均球徑。既不降低磨機(jī)有效容積,又不會形成使煤粉易于留存死角,還能使研磨體沿軸向合理分級,使大球多聚集于進(jìn)料端。采取小球加強(qiáng)細(xì)磨能力,結(jié)合小磨試驗結(jié)果,設(shè)計出最好級配。

3)采取高效選粉機(jī)。用CMS-30煤磨選粉機(jī)替換Φ2.5m粗粉分離器,提升了分離效率,減輕了磨機(jī)負(fù)擔(dān)。同時使煤粉細(xì)度控制變得方便、穩(wěn)定。

改造完成后,在無煙煤占60%、煙煤占40%、原煤水分約11%情況下,產(chǎn)量可達(dá)13t/h以上,煤粉細(xì)度為5%,水分<1.5%?，F(xiàn)在該廠停了1臺煤磨,僅用2臺煤磨供給3臺窯用煤粉還有富余。

4結(jié)論

回轉(zhuǎn)窯水泥廠因地制宜采取廉價無煙煤或劣質(zhì)煤來煅燒熟料,有顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。其關(guān)鍵技術(shù)之一是煤粉制備工藝及設(shè)備。無煙煤含有燃燒性能差和易磨性差特點(diǎn),在相同粉磨細(xì)度下,無煙煤所需粉磨時間大于煙煤;而采取小研磨體在多數(shù)情況下可有效地提升粉磨效率。經(jīng)過研究,開發(fā)了適合不一樣情況無煙煤煤粉制備工藝和裝備。對于老廠在線改造,可經(jīng)過理順工藝步驟、磨內(nèi)改造、采取高效分離器等方法來滿足要求;對于新建生產(chǎn)線,則采取無煙煤細(xì)磨機(jī)更為合理,選擇前需對煤多種性能進(jìn)行全方面了解,才能取得最好效果。Φ2.2m×5.8m無煙煤細(xì)磨機(jī)能夠為600t/d、700t/