硫鋁酸鹽水泥熟料煅燒中的問題及對策
出現(xiàn)的問題
我廠自1993年開始試生產(chǎn)硫鋁酸鹽水泥,窯型為Φ2.6m/3.3m×75m中空回轉(zhuǎn)窯,Φ1.2m×22m單筒冷卻機,采用半干法生產(chǎn)。投產(chǎn)以來一直比較順利,熟料色澤好,化學成分比較理想,強度能達到預期目標。2000年為降低生產(chǎn)成本,采用低揮發(fā)分煤煅燒。單通道噴煤管改為雙通道噴煤管。改造后鋁酸鹽水泥熟料的煅燒較為順利,但是當生產(chǎn)硫鋁酸鹽水泥熟料時,燒出來的熟料都為紅褐色或棕黃色,其外觀色澤與鋁酸鹽熟料接近,有些熟料外為紅褐色內(nèi)為灰黑色。雖多次調(diào)整熱工參數(shù),仍改變不了熟料的顏色,致使燒出來的熟料都為廢品。
2 原因分析
2.1 生料、熟料的化學成分
表1為生料的部分化學成分,表2為棕黃色熟料及外呈紅褐色內(nèi)呈灰黑色熟料的部分化學成分。
注:1、2號樣為棕黃色熟料,3號樣為外呈紅褐色內(nèi)呈灰黑色熟料。
從表1、表2可以看出,熟料SO3比灼燒生料的SO3低得多。除SO3在煅燒過程中有部分揮發(fā)外,還有4%~6%的SO3沒有進入熟料,損失掉的這部分SO3從窯尾放空。這部分SO3究竟是被分解了還是被還原了呢?當燒成溫度大于1400℃時,已形成的硫鋁酸鈣(3CaO·3Al2O3·CaSO4)及CaSO4會分解生成CaO·Al2O3和12CaO·7Al2O3,而當時煅燒的硫鋁酸鹽熟料容重為800~900g/L,窯尾溫度只有350~400℃,說明窯內(nèi)的燒成溫度并沒有高到使CaSO4分解的程度。那么只有可能CaSO4被還原成SO2,但是從理論上說使用雙通道噴煤管時煤的燃燒充分,窯內(nèi)通風較好,不應該形成還原氣氛。
2.2 對窯尾廢氣的化學成分分析見表3
從表3可看出,窯尾廢氣中SO2的含量非常高,按第1項數(shù)據(jù)進行計算,SO2=11265×50000×10-6=563.3kg/h,每小時應有563.3kg的SO2從窯尾排出。按表2中的1號樣(燒失量按0.00計算)與灼燒生料SO3之差算出,應有8.62%的SO3被還原成SO2排空了,合SO2為6.90%,按窯產(chǎn)量為8t/h計算,理論上每小時產(chǎn)生SO2: 6.90%×8.00×1000=552.0(kg)
實測值與理論計算值比較接近,因此可判斷損失掉的SO3被還原成SO2排空,以致造成熟料中SO3含量過低,使熟料顏色接近鋁酸鹽熟料。從表2中可看出外呈紅褐色內(nèi)呈灰黑色的熟料中的SO3比棕黃色熟料中的SO3高,是因為外部的SO3被還原成SO2排空,而內(nèi)部的SO3卻沒有被還原。
2.3 確定還原氣氛的來源
1)煤粉過粗。因當時為雨季,煤比較濕(煤磨為風掃磨,熱風進口溫度只有300℃左右,所以烘干能力有限),不易粉磨,加之煤磨也存在一些工藝問題,造成細度最粗時達到34.0%;2)煤粉水分過大,入窯煤粉水分達3.5%;3)窯頭風機功率小,一次進風量小,過??諝庀禂?shù)過小。
3 采取的措施
1)選擇在大棚內(nèi)堆放較干的煤,降低入磨原煤水分;2)對煤磨進行調(diào)整,使煤粉細度降至13.0%左右;3)窯尾負壓保持在80~100Pa,拉長火焰,順火煅燒,增大窯內(nèi)空氣量;4)增大窯頭風機功率;5)在煅燒硫鋁酸鹽熟料前,將窯內(nèi)燒鋁酸鹽熟料形成的結圈打掉,使窯內(nèi)通風良好。
采取上述措施后,在2000年10月份,我們又組織了一次硫鋁酸鹽熟料的煅燒,生料與熟料的成分見表4。
這一次煅燒的硫鋁酸鹽熟料色澤灰中發(fā)綠,結粒均勻,強度等指標都達到了預期的目標。
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