高硫煤在預(yù)分解窯上的應(yīng)用實踐

　　0  前言
　　某1000t/d預(yù)分解窯廠從2008年7月開始，窯內(nèi)頻繁出球，長長厚窯皮，煙室也結(jié)了皮，窯尾漏料嚴(yán)重，粉塵滿天飛，工作環(huán)境惡劣。從生料、熟料化學(xué)成分看沒有多大變化，采用的煅燒操作方法和窯熱工控制參數(shù)亦無多大變化。那到底是什么原因造成這種現(xiàn)象呢?通過認(rèn)真分析，在2008年7月以前，水泥中石膏配比都在6%～7%之間波動，但從7月開始，水泥中石膏配比減到4%～5%之間(石膏成分比較穩(wěn)定、水泥中SO₃控制目標(biāo)一致)，于是就懷疑是熟料中SO₃過高所致，通過檢測，熟料中SO₃明顯偏高，達(dá)到2.0%左右，由此推斷是因為煤中的硫含量過高導(dǎo)致了熟料中SO₃偏高。通過采用艾士卡法檢測煤中全硫達(dá)4%左右。由于使用了高硫煤作燃料，硫的礦化作用致使熟料液相提前出現(xiàn)，液相量過大，促使了窯內(nèi)長長厚窯皮，頻繁結(jié)球，以致窯尾漏料使生產(chǎn)環(huán)境惡化。

　　1 高硫煤對熟料煅燒的影響
　　1.1高硫煤促使熟料液相量過大
　　 由于煤中的高硫帶入，在燒結(jié)過程中，因為SO₃的礦化作用，液相提前出現(xiàn)，而且液相量大大增加，在該情況下，如果生料中Fe₂O₃、Al₂O₃含量配置不當(dāng)，勢必導(dǎo)致液相量過大、通風(fēng)不良，產(chǎn)生強(qiáng)大還原氣氛(結(jié)球料中有白色的極度還原熟料)，煤粉燃燒不完全，結(jié)球在所難免，熟料質(zhì)量降低是必然結(jié)果。

　　1.2 高硫煤促使熟料C₃S含量降低
　　液相出現(xiàn)提前，C₃S形成過快，部分C₂S尚未來得及吸收CaO形成C₃S便被包裹在C₃S晶體中，導(dǎo)致熟料中C₃S含量偏低，同時較高的SO₃存在，它勢必爭奪部分CaO而形成CaSO₄使熟料的實際飽和比降低，若配料時再按常規(guī)計算，則保證C₃S生成的CaO量就顯得相對不足，致使熟料中C₃S含量進(jìn)一步偏低，導(dǎo)致熟料強(qiáng)度的降低。

　　2 使用高硫煤煅燒水泥熟料的實踐
　　2.1確定適宜的熟料飽和比和降低熟料液相量
　　在用高硫煤煅燒水泥熟料時，為保證有足夠的C₃S生成量，在配料時就必須比常規(guī)配料的CaO量要高得多，即熟料的KH應(yīng)達(dá)到0.95左右，同時，要降低Al₂O₃的含量，但是該廠采用灰石、砂巖、鐵礦三組份配料，為保證適宜的熟料飽和比和硅酸率，Al₂O₃的降低始終有一個限度，于是同時通過逐漸穩(wěn)妥地降低出窯熟料中Fe₂O₃含量來降低液相量，改善物料的燒結(jié)范圍，即在配料中逐步提高硅酸率(SM 2.9)和鋁氧率(IM1.8)的控制指標(biāo)，降低熟料中的液相量，提高熟料硅酸鹽礦物的總體含量，特別是C₃S的含量，使熟料中的Fe₂O₃降低至2.5%左右或更低(根據(jù)窯內(nèi)煅燒狀況)。同時，在調(diào)整配料方案期間，密切關(guān)注物料的變化和操作參數(shù)的變化，以便及時作相應(yīng)調(diào)整。

　　2．2 嚴(yán)格控制高硫煤全硫含量
　　對于進(jìn)廠的高硫煤實行預(yù)均化，采用平鋪直取法，對每一批入庫煤進(jìn)行綜合分析，主要是發(fā)熱量和全硫的穩(wěn)定性。高硫煤雜質(zhì)多，成分波動大，熱值不穩(wěn)定。一般來說，含硫量越高，其熱值相對較低。因此，對高硫煤要有一個嚴(yán)格的內(nèi)控指標(biāo)。一般高硫煤成分及熱值波動較大，應(yīng)盡量采用同一供應(yīng)煤點或盡量少的煤點，并搞好預(yù)均化，力求其成分和熱值穩(wěn)定控制在內(nèi)控品質(zhì)指標(biāo)范圍內(nèi)，以減少配料難度，提高熱工制度的穩(wěn)定性。該廠對高硫煤的質(zhì)量要求為：St.ad≤4.0%、S_net,ad≥5000×4.18kJ/kg、Mar≤4.0%、Vad≥13.0%。

　　2.3  確定合理的熱工操作參數(shù)，穩(wěn)定熱工制度
　　在窯操作上，嚴(yán)格控制煙室溫度，使其不致過高，提高窯快轉(zhuǎn)率，穩(wěn)定熱工制度，在保證熟料fCaO合格的情況下，適當(dāng)快窯，避免因慢窯而結(jié)球。在保證入窯物料分解率的前提下，盡量降低分解爐溫度。通過一段時間的實踐總結(jié)，窯熱工參數(shù)控制目標(biāo)為：入窯物料分解率控制在85%～90%，分解爐出口溫度控制在840～860℃，窯速控制在3.6r/min，并適當(dāng)減少了窯頭煤用量，將窯尾溫度由原來的1000℃左右降低至900℃左右，避免了窯內(nèi)由于煤粉燃燒不充分而產(chǎn)生還原氣氛，使窯系統(tǒng)保持在低溫煅燒狀態(tài)，緩解高硫煤造成的燒成范圍變窄、操作困難的狀況，同時也減輕了窯內(nèi)長長厚窯皮、結(jié)球的幾率。

　　3 高硫煤煅燒水泥熟料的效果
　　 通過上述措施，窯內(nèi)煅燒狀況得到了改善，窯內(nèi)長厚窯皮、結(jié)球、窯尾漏料現(xiàn)象得到了抑制，工藝質(zhì)量事故明顯減少。由于熟料中較高的SO₃爭奪CaO而形成CaS0₄使熟料中實際CaO顯得相對不足，故相應(yīng)提高了熟料飽和比的目標(biāo)值，使得C₃S含量提高到了60%左右，熟料3天強(qiáng)度達(dá)到了30MPa以上，熟料質(zhì)量得到了明顯改善。由于結(jié)球等工藝事故的減少，窯連續(xù)運轉(zhuǎn)的時間延長，相應(yīng)熟料產(chǎn)量也得到了大幅度提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

　　4 結(jié)束語
　　實踐證明，高硫煤采用較高飽和比、低鋁、低鐵的配料方案，加上窯操作的薄料快轉(zhuǎn)，較低的入窯物料分解率等措施，在一定程度上可以有效地消除高硫煤對熟料煅燒系統(tǒng)穩(wěn)定運行的不良影響，抑制和消除了結(jié)球現(xiàn)象的發(fā)生，穩(wěn)定了窯的熱工制度，提高了窯的產(chǎn)質(zhì)量。