第一篇:新型干法水泥窯處置固體廢棄物的技術(shù)與優(yōu)勢??
龍源期刊網(wǎng) http://www.tmdps.cn 新型干法水泥窯處置固體廢棄物的技術(shù)與優(yōu)勢
作者:夏建萍 葛巍 徐嬌霞 來源:《環(huán)境與發(fā)展》2014年第03期
摘要本文綜述了利用新型干法水泥窯處置固體廢棄物的國內(nèi)外現(xiàn)狀,探討了該方法在技術(shù)上的可行性,分析了其在環(huán)保上的優(yōu)勢。
關(guān)鍵詞新型干法水泥窯 固體廢棄物 處置
中圖分類號 X75文獻標(biāo)識碼 A文章編號2095-672X(2014)03-0072-02 Abstract: This article summarizes the current situation of disposal of solid waste with the new dry process cement kiln at home and abroad,discusses the feasibility of this method in technology,analysis of its environmental advantages.Key words: New dry process cement kiln; Solid waste; Disposal 1前言
利用新型干法水泥窯處置固體廢棄物是以通過水泥熟料礦物化高溫?zé)Y(jié)過程實現(xiàn)固體廢棄物毒害特性分解、降解、消除、惰性化、穩(wěn)定化及對水泥生產(chǎn)有用成分再利用等為目的的一種廢物處置技術(shù)手段,可以達到垃圾處理的無害化、減量化和資源化的目標(biāo),減少對自然資源的不可再生能源的需求,實現(xiàn)資源的再利用和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。國家《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)》已將“利用現(xiàn)有2000噸/日及以上新型干法水泥窯爐處置工業(yè)廢棄物、城市污泥和生活垃圾”列入第一類“鼓勵類”第十二條“建材”中第1項。2 國內(nèi)外利用水泥窯處理固體廢棄物的現(xiàn)狀
早在20世紀(jì)70年代,美國、德國、加拿大、日本等發(fā)達國家就已開始研究利用可燃性固體廢棄物作為替代燃料用于水泥生產(chǎn)。隨著水泥窯焚燒廢物的理論與實踐的發(fā)展與各國相關(guān)環(huán)保法規(guī)的健全,該項技術(shù)在經(jīng)濟和環(huán)保方面顯示出了巨大優(yōu)勢,2000年以后,得到了廣泛的認可和應(yīng)用,在發(fā)達國家城市危險廢物和城市生活垃圾處理中發(fā)揮著越來越重要的作用[1]。
我國從20世紀(jì)90年代開始進行利用水泥窯處理廢棄物的研究和實踐,如中挪合作項目《水泥窯爐協(xié)同處置廢棄物技術(shù)指南》、中瑞合作項目《水泥窯爐處置過期農(nóng)藥》等【1】。一些水泥企業(yè)在科研院所的協(xié)作指導(dǎo)下,已經(jīng)成功地實施了危險廢物和城市生活垃圾的處置實踐,見表2。通過在生產(chǎn)試驗過程中的跟蹤監(jiān)測結(jié)果表明,這些水泥生產(chǎn)線的廢氣排放和產(chǎn)品質(zhì)量均能達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。3利用新型干法水泥窯處置固體廢棄物的技術(shù)可行性
龍源期刊網(wǎng) http://www.tmdps.cn 國內(nèi)不少水泥企業(yè)在利用水泥回轉(zhuǎn)窯處理固體廢棄物方面已經(jīng)做出了大量的探索與研究,而這種技術(shù)的可行性正是基于新型干法水泥窯先進的工藝條件。新型干法水泥窯是指回轉(zhuǎn)窯窯尾配加懸浮預(yù)熱器和預(yù)分解爐的回轉(zhuǎn)窯,代表了當(dāng)代水泥工業(yè)的最新技術(shù),具有以下特點[2]:
3.1處理溫度高由于熟料煅燒的要求,水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料燒成溫度必須保證在1450℃左右,在如此高溫下廢棄物中有機物的有害成分焚毀率可達99.99%以上,即使很穩(wěn)定的有機物也能被完全分解。
3.2焚燒空間大水泥回轉(zhuǎn)窯是一個旋轉(zhuǎn)的筒體,一般直徑在3.0~5.0m,長度在45~100m,以每小時100~240轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn),焚燒空間很大,不僅可以接受處理大量的廢棄物,而且可以維持均勻的、穩(wěn)定的焚燒氣氛。
3.3焚燒停留時間長由于水泥回轉(zhuǎn)窯筒體較長,斜度小,旋轉(zhuǎn)速度低,物料在窯中高溫下停留時間長,物料從窯尾到窯頭總停留時間大于30分鐘,在高于1300℃的停留時間大于4s,是一般專用焚燒爐所無法比擬的。
3.4處理規(guī)模大上述三個特點,加之回轉(zhuǎn)窯運轉(zhuǎn)率高(一般年運轉(zhuǎn)率大于90%),決定了水泥窯的廢物處理規(guī)模較大。并且,隨著水泥預(yù)分解窯生產(chǎn)技術(shù)水平的提高,回轉(zhuǎn)窯的日產(chǎn)能力逐步提高,其熱穩(wěn)定性和抗波動能力不斷加強,從而在處理廢棄物的規(guī)模和采用可替代原燃料的數(shù)量上也有較大的空間。
4利用新型干法水泥窯處置固體廢棄物的環(huán)保優(yōu)勢
與普通焚燒爐相比,新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯處理廢棄物具有環(huán)保上的優(yōu)越性[3]。
(1)水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)呈堿性氣氛,一方面能對燃燒后產(chǎn)生的酸性物質(zhì)(如HCl、SO2和CO32-等)起中和作用,使其變成鹽類固定下來,可避免普通焚燒爐燃燒廢氣產(chǎn)生的二次污染問題。
(2)水泥回轉(zhuǎn)窯焚燒有毒有害廢料,可便于有害廢料中可能存在的金屬元素(包括重金屬)固化在熟料礦物中,起到尾氣凈化和重金屬高溫固化的雙重作用。
(3)水泥熟料需消耗燃料,某些含熱值的廢棄物在水泥窯中焚燒,可替代部分水泥生產(chǎn)所需燃料。廢棄物焚燒后的殘渣均成為無害鹽類,往往具有可利用的組分,可替代部分水泥生產(chǎn)的天然原料,并且在廢棄物的處理過程中,直接參與了熟料的固相反應(yīng)、液相反應(yīng)和熟料燒結(jié)過程,參與熟料的形成。水泥回轉(zhuǎn)窯處置廢棄物實現(xiàn)了廢棄物處理和資源化利用,應(yīng)該是廢棄物處理的發(fā)展方向。5結(jié)論
龍源期刊網(wǎng) http://www.tmdps.cn 國內(nèi)外的理論和實踐已經(jīng)證明利用新型干法水泥窯協(xié)同處置固體廢棄物是無害化、減量化和資源化處置危險廢物和城市生活垃圾的重要技術(shù)途徑。近年來我國水泥行業(yè)發(fā)展較快,借鑒發(fā)達國家的先進經(jīng)驗,利用水泥窯協(xié)同處置固體廢棄物,是一種“雙贏”的處理方式,在消納各種廢棄物的同時,使水泥生產(chǎn)走上綠色環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展之路,為循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展做出重要貢獻。
參考文獻
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夏建萍(1971-),女,漢族,本科,高級工程師,主要從事環(huán)境影響評價、環(huán)保工程設(shè)計工作.
第二篇:新型干法水泥生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯操作技術(shù)
懸浮預(yù)熱窯外分解技術(shù)---中控室窯操作員操作技術(shù) 窯操作員現(xiàn)場看火的具體要求
1)作為一名回轉(zhuǎn)窯操作員,首先要學(xué)會看火。要看火焰形狀、黑火頭長短、火焰亮度及是否順暢有力,要看熟料結(jié)粒、帶料高度和翻滾情況以及后面來料的多少,要看燒成帶窯皮的平整度和窯皮的厚度等。2)操作預(yù)分解窯要堅持前后兼顧,要把預(yù)分解系統(tǒng)情況與窯頭燒成帶情況結(jié)合起來考慮,要提高快轉(zhuǎn)率。在操作上,要嚴(yán)防大起大落、頂火逼燒,要嚴(yán)禁跑生料或停窯燒。
3)監(jiān)視窯和預(yù)分解系統(tǒng)的溫度和壓力變化、廢氣中O2和CO含量變化和全系統(tǒng)熱工制度的變化。要確保燃料的完全燃燒,減少黃心料。盡量使熟料結(jié)粒細小均齊。
4)嚴(yán)格控制熟料fCaO含量低于1.5%,立升重波動范圍在±50g/L以內(nèi)。5)在確保熟料產(chǎn)質(zhì)量的前提下,保持適當(dāng)?shù)膹U氣溫度,縮小波動范圍,降低燃料消耗。
6)確保燒成帶窯皮完整堅固,厚薄均勻,堅固。操作中要努力保護好窯襯,延長安全運轉(zhuǎn)周期。
2預(yù)熱器系統(tǒng)的調(diào)節(jié)
2.1 撒料板角度的調(diào)節(jié)
撒料板一般都置于旋風(fēng)筒下料管的底部。經(jīng)驗告訴我們,通過排灰閥的物料都是成團的,一股一股的。這種團狀或股狀物料,氣流不能帶起而直接落入旋風(fēng)筒中造成短路。撒料板的作用就是將團狀或股狀物料撒開,使物料均勻分散地進入下一級旋風(fēng)筒進口管道的氣流中。在預(yù)熱器系統(tǒng)中,氣流與均勻分散物料間的傳熱主要是在管道內(nèi)進行的。盡管預(yù)熱器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式有較大差別,但下面一組數(shù)據(jù)基本相同。一般情況下,旋風(fēng)筒進出口氣體溫度之差多數(shù)在20℃左右,出旋風(fēng)筒的物料溫度比出口氣體溫度低10℃左右。這說明在旋風(fēng)筒中物料與氣體的熱交換是微乎其微的。因此撒料板將物料撒開程度的好壞,決定了生料受熱面積的大小,直接影響換熱效率。撒料板角度的太小,物料分散效果不好。反之,極易被燒壞,而且大股物料下塌時,由于管路截面積較小,容易產(chǎn)生堵塞。所以生產(chǎn)調(diào)試期間應(yīng)反復(fù)調(diào)整其角度。與此同時,注意觀察各級旋風(fēng)筒進出口溫差,直至調(diào)到最佳位置。
2.2 排灰閥平衡桿角度及其配重的調(diào)整
預(yù)熱器系統(tǒng)中每級旋風(fēng)筒的下料管都設(shè)有排灰閥。一般情況下,排灰閥擺動的頻率越高,進入下一級旋風(fēng)筒進氣管道中的物料越均勻,氣流短路的可能性就越小。排灰閥擺動的靈活程度主要取決于排灰閥平衡桿的角度及其配重。根據(jù)經(jīng)驗,排灰閥平衡桿的位置應(yīng)在水平線以下,并與水平線之間的夾角小于30。有人作過計算,最好能調(diào)到150左右。因為這時平衡桿和配重的重心線位移變化很小,而且隨閥板開度增大上述重心和閥板傳動軸間距同時增大。力矩增大,閥
板復(fù)位所需時間縮短,排灰閥擺動的靈活程度可以提高。至于配重,應(yīng)在冷態(tài)時初調(diào),調(diào)到用手指輕輕一抬平衡桿就起來,一松手平衡桿就復(fù)位。熱態(tài)時,只需對個別排灰閥作微量調(diào)整即可。
2.3 壓縮空氣防堵吹掃裝置吹掃時間的調(diào)整
預(yù)熱器系統(tǒng)中,每級旋風(fēng)筒根據(jù)其位置、內(nèi)部溫度和物料性能的不同,在錐體一般都設(shè)有1~3圈壓縮空氣防堵吹掃裝置??諝鈮毫σ话憧刂圃?.6—0.8MPa。系統(tǒng)正常運行時,由計算機定時進行自動吹掃。吹掃時間可以根據(jù)需要人為設(shè)定。一般為每隔20min左右,整個系統(tǒng)自動輪流吹掃一遍。每級旋風(fēng)筒吹掃3—5s。當(dāng)預(yù)熱器系統(tǒng)壓力波動較大或頻繁出現(xiàn)塌料等異常情況時,隨時可以縮短吹掃時間間隔,甚至可以定在某一級旋風(fēng)筒上進行較長時間的連續(xù)吹掃。當(dāng)然無異常情況,不應(yīng)采取這種吹掃方法。因為吹人大量冷空氣將會破壞系統(tǒng)正常的熱工制度,降低熱效率,增加系統(tǒng)熱耗。新窯第一次點火及掛窯皮期間的操作方法
新窯耐火襯料烘干結(jié)束后,一般可以繼續(xù)升溫進行投料運行。但如果耐火襯料烘干過程中溫度控制忽高忽低波動較大,升溫速率太高,則最好將其熄火,待冷卻后進行系統(tǒng)內(nèi)部檢查。如果發(fā)現(xiàn)耐火襯料大面積剝落,則必須進行修補,甚至更換。
3.1窯頭點火升溫 3.1.1 窯頭點火
現(xiàn)代化的預(yù)分解窯,窯頭都采用三風(fēng)道或四風(fēng)道燃燒器,噴嘴中心都設(shè)有點火裝置。新窯第一次掛窯皮,最好使用輕柴油點火。因為這樣點火,油煤混合燃燒,用煤量少,火焰溫度高,煤粉燃盡率也高。如果用木材點火,火焰溫度低,初期噴出的煤粉只有揮發(fā)分和部分固定碳燃燒。煤粉中大部分固定碳未燃盡就在窯內(nèi)沉降。而且木材燃燒后留下大量木灰,這些煤灰和木灰在高溫作用下被燒融,粘掛在耐火磚表面,不利于粘掛永久、堅固、結(jié)實和穩(wěn)定的窯皮。
窯頭點火一般用浸油的棉紗包綁在點火棒上,點燃后置于噴嘴前下方,隨后即刻噴油。待窯內(nèi)溫度稍高一些后開始噴人少量煤粉。在火焰穩(wěn)定、棉紗包也快燒盡時,抽出點火棒。以后隨著用煤量的增加,火焰穩(wěn)定程度的提高,逐漸減少輕柴油的噴人量,直至全部取消。在此期間,窯尾溫度應(yīng)遵循升溫曲線要求緩慢上升。在RSP型分解爐上,為使RSP分解爐渦流分解室有足夠的溫度加速煤粉的燃燒,窯頭點火前應(yīng)將2個C4旋風(fēng)筒排灰閥桿吊起。這樣,窯尾部分高溫廢氣可以進入渦流分解室經(jīng)排灰閥、下料管人C4旋風(fēng)筒,對渦流分解室起到預(yù)熱升溫的作用。
3.1.2 升溫曲線和轉(zhuǎn)窯制度
系統(tǒng)從冷態(tài)窯點火升溫到開始掛窯皮期間窯尾廢氣溫度、C5出口溫度和C1出口溫度以及不同溫度段的轉(zhuǎn)窯制度。當(dāng)窯點火升溫約達24h以后,即窯尾廢氣溫度約為750—800℃時,啟動生料喂料系統(tǒng),向窯內(nèi)喂入5%左右的設(shè)計喂料量,為掛好窯皮創(chuàng)造條件。3.2 投料掛窯皮
當(dāng)預(yù)熱器系統(tǒng)充分預(yù)熱,窯尾溫度達950℃左右,這時分解爐渦流分解室溫度可達650—700℃,窯頭火磚開始發(fā)亮發(fā)白時,早先喂人的幾噸生料也即將
進入燒成帶。這時,窯頭留火待料,保持燒成帶有足夠高的溫度,并將吊起的2個C4排灰閥復(fù)原。三次風(fēng)管閥門開至10%左右,打開渦流燃燒室和分解室閥門,開始向渦流分解室噴輕柴油和少量煤粉。當(dāng)C1出口溫度達400—450℃時,打開置于C1出口至高溫風(fēng)機廢氣管道上的冷風(fēng)閥,摻人冷風(fēng)調(diào)節(jié)廢氣溫度,保護高溫風(fēng)機。待C5出口溫度達900℃時,適當(dāng)開大三次風(fēng)管閥門后即可下料。喂料量為設(shè)計能力的30%-40%。喂料后逐漸關(guān)閉冷風(fēng)閥,適當(dāng)加大喂煤量和系統(tǒng)排風(fēng)量,窯以較低的轉(zhuǎn)速(如0.3—0.6r/min)連續(xù)運轉(zhuǎn)并開始掛窯皮。當(dāng)系統(tǒng)比較正常,分解爐溫度穩(wěn)定后,就可以撤除點火噴油嘴。如果系統(tǒng)燒無煙煤,則應(yīng)適當(dāng)延長點火噴嘴的使用時間,但油量可以減少,以對無煙煤起助燃作用。
掛好窯皮是延長燒成帶火磚壽命,提高回轉(zhuǎn)窯運轉(zhuǎn)率的重要環(huán)節(jié)。其關(guān)鍵是掌握火候,待生料到達燒成帶時及時調(diào)整燃料量和窯速,確保穩(wěn)定的燒成帶溫度。窯速與喂料量相適應(yīng),使粘掛的窯皮厚薄一致、平整、均勻、堅固。掛窯皮期間嚴(yán)防燒成帶溫度驟變。溫度太高,掛上的窯皮易被燒垮,生料易燒流,在窯內(nèi)“推車”會嚴(yán)重磨蝕耐火磚;溫度突然降低會跑生料,形成疏松夾心窯皮,極易塌落,影響窯皮質(zhì)量。
掛窯皮時間,一般約需3—4個班。窯皮掛到一定程度以后,生料喂料量可以3-5t/h的速度增加,直至100%的設(shè)計能力。窯速和系統(tǒng)排風(fēng)也隨燃料和生料喂料量的增加而逐漸加大。3.3 冷卻機的操作
1)掛窯皮初期,窯產(chǎn)量很低。待熟料開始人冷卻機時再啟動篦床。但篦速一定要慢,使熟料在篦床上均勻散開,并保持一定的料層厚度。2)以設(shè)定冷卻風(fēng)量為依據(jù),使篦下壓力接近設(shè)定值。注意避免冷卻風(fēng)機閥門開度太大,否則吹穿料層,造成短路。
3)運行中注意觀察拉鏈機張緊情況并檢查有無空氣泄漏和串風(fēng)現(xiàn)象。漏風(fēng)嚴(yán)重時,可暫時停拉鏈機,使機內(nèi)積攢一定量的細料,以提高料封效果。
4)操作中如發(fā)現(xiàn)篦板翹起或脫落,要及時處理,嚴(yán)防篦板掉入熟料破碎機,造成嚴(yán)重事故。
3.4 三次風(fēng)管閥門的調(diào)節(jié) 1)分解爐點火時,三次風(fēng)溫度很低。因此打開電動高溫蝶閥時,宜小且緩慢,以避免渦流分解室溫度驟降給點火帶來困難。
2)投料后適當(dāng)?shù)卣{(diào)整渦流分解室頂部3個閥門的開度,以滿足它們所在位置管道阻力的差異。當(dāng)生料喂料量達設(shè)計產(chǎn)量的80%左右時,使總閥門開度達70%-100%。
3.5 系統(tǒng)溫度的控制
從投料掛窯皮到窯產(chǎn)量達設(shè)計能力之前,燒成系統(tǒng)熱耗一般都相對較高。因此系統(tǒng)溫度可比正常值偏高控制: 1)窯尾溫度:1000-1050℃;
2)分解爐混合室出口溫度:900℃; 3)C1出口廢氣溫度:350—400℃。3.6 廢氣處理系統(tǒng)的操作
1)系統(tǒng)投料之前,一般增濕塔不噴水,但出口廢氣溫度應(yīng)≤250℃,以免損壞電除塵器的極板和殼體。
2)增濕塔投入運行后,注意塔底窯灰水分,嚴(yán)防濕底。
3)待燒成系統(tǒng)熱工制度基本穩(wěn)定后,電除塵器才能投入運行,并控制電除塵器
人口廢氣CO含量在允許范圍以內(nèi)。掛窯皮的影響因素
4.1 生料化學(xué)成分
所謂掛窯皮就是液相凝固到耐火磚表面的過程。因此熟料燒成液相量的多少液相粘度的高低直接影響到窯皮的形成,而生料化學(xué)成分直接影響液相量及其粘度。以前濕法窯,人們主張掛窯皮期間的生料硅酸率適當(dāng)偏低一些,而飽和比適當(dāng)偏高一些。但對于預(yù)分解窯,目前窯頭都使用三風(fēng)道或四風(fēng)道燃燒器,回轉(zhuǎn)窯正常運行時,一次風(fēng)量少,二次風(fēng)溫度又很高。因此煤粉燃燒速度、火焰溫度遠高于濕法窯。如果降低硅酸率,液相量相應(yīng)增加,物料容易燒流,掛上的窯皮不吃火容易脫落。所以一般都主張掛窯皮的生料應(yīng)與正常生料成分相同為好。4.2 燒成溫度和火焰控制
掛好燒成帶窯皮的主要因素除有一定的液相量和液相粘度以外,還要有適當(dāng)?shù)臏囟?,氣流、物料和耐火磚之間要有一定的溫差。一般應(yīng)控制在正常生產(chǎn)時的燒成溫度。掌握熟料結(jié)粒細小而均齊,不燒大塊更不能燒流,嚴(yán)禁跑生料。升重控制在正常生產(chǎn)指標(biāo)內(nèi)。要保持燒成溫度穩(wěn)定、窯速穩(wěn)定、火焰形狀完整、順暢。這樣掛出的窯皮厚薄一致、平整、均勻、堅固。4.3 喂料量和窯速
為了使窯皮掛得堅固、均勻、平整,穩(wěn)定窯內(nèi)熱工制度是先決條件。掛窯皮期間,穩(wěn)定的喂料量和穩(wěn)定的窯速是至關(guān)重要的。喂料量過多或窯速過快,窯內(nèi)溫度就不容易控制,粘掛的窯皮就不平整,不堅固。所以新窯第一次掛窯皮起始喂料量和窯速最好能控制設(shè)計產(chǎn)量的35%左右。掛到一定程度以后再視窯皮粘掛情況逐漸緩慢增加。4.4 掛窯皮期間的噴嘴位置
一般情況下,噴嘴位置應(yīng)盡量靠前(往外拉)一點,同時偏料,火焰宜短不宜長。這樣高溫區(qū)較集中,高溫點靠前,使窯皮由窯前逐漸往窯內(nèi)推進。隨著生喂料量的逐漸增加,噴嘴要相應(yīng)往窯內(nèi)移動。待窯產(chǎn)量增加到正常情況,噴嘴也隨之移到正常生產(chǎn)的位置。掛窯皮期間切忌火焰太長,否則高溫區(qū)不集中,窯皮掛得遠或前薄后厚,甚至出現(xiàn)前面窯皮尚未掛好,后面已經(jīng)形成結(jié)圈等不利情況?;剞D(zhuǎn)窯火焰的調(diào)節(jié)
目前國內(nèi)預(yù)分解窯大多采用三風(fēng)道或四風(fēng)道燃燒器,而火焰形狀則是通過內(nèi)流風(fēng)和外流風(fēng)的合理匹配來進行調(diào)整的。由于預(yù)分解窯入窯生料CaC03分解率已高達90%左右,所以一般外流風(fēng)風(fēng)速應(yīng)適當(dāng)提高,這樣可以控制燒成帶稍長一點,以利于高硅酸率料子的預(yù)燒和細小均齊熟料顆粒的形成。如需縮短火焰使高溫帶集中一些或煤質(zhì)較差,燃燒速度較慢時,則可以適當(dāng)加大內(nèi)流風(fēng),減少外流風(fēng);如果煤質(zhì)較好或窯皮太薄,窯簡體表面溫度偏高,需要拉長火焰,則應(yīng)加大外流風(fēng),減少內(nèi)流風(fēng)。但是外流風(fēng)風(fēng)量過大時容易造成火焰太長,產(chǎn)生過長的浮窯皮,容易結(jié)后圈,窯尾溫度也會超高;內(nèi)流風(fēng)風(fēng)量過大,容易造成火焰粗短、發(fā)散,不僅窯皮易被燒蝕,頂火逼燒還容易產(chǎn)生熟料結(jié)粒粗大并出現(xiàn)黃心熟料。
目前國內(nèi)大中型預(yù)分解窯生產(chǎn)線大多設(shè)有中央控制室。操作員在中控室操作時主要觀察彩色的CRT上顯示帶有當(dāng)前生產(chǎn)工況數(shù)據(jù)的模擬流程圖。但火焰顏色,實際燒成溫度、窯內(nèi)結(jié)圈和窯皮等情況在電視屏幕上一般看不清楚,所以最好還應(yīng)該經(jīng)常到窯頭進行現(xiàn)場觀察。
在實際操作中,假如發(fā)現(xiàn)燒成帶物料發(fā)粘,帶起高度比較高,物料翻滾不靈活,有時出現(xiàn)餅狀物料,這說明窯內(nèi)溫度太高了。這時應(yīng)適當(dāng)減少窯頭用煤量,同時適當(dāng)減少內(nèi)流風(fēng),加大外流風(fēng)使火焰伸長,緩解窯內(nèi)太高的溫度。
若發(fā)現(xiàn)窯內(nèi)物料帶起高度很低并順著耐火磚表面滑落,物料發(fā)散沒有粘性,顆粒細小,熟料fCaO高,則說明燒成帶溫度過低,應(yīng)加大窯頭用煤量,同時加大內(nèi)流風(fēng),相應(yīng)減少外流風(fēng),使火焰縮短,燒成帶相對集中,提高燒成帶溫度,使熟料結(jié)粒趨于正常。
假如發(fā)現(xiàn)燒成帶窯簡體局部溫度過高或窯皮大量脫落,則說明燒成溫度不穩(wěn)定,火焰形狀不好,火焰發(fā)散沖刷窯皮及火磚。這時應(yīng)減少甚至關(guān)閉內(nèi)流風(fēng),減少窯頭用煤量,加大外流風(fēng),使火焰伸長或者移動噴煤管,改變火點位置,重新補掛窯皮,使燒成狀況恢復(fù)正常。
總之,窯內(nèi)火焰溫度、火焰形狀要勤觀察勤調(diào)整,以滿足實際生產(chǎn)的需要。篦式冷卻機的操作和調(diào)整
篦式冷卻機的操作目標(biāo)是要提高其冷卻效率,降低出冷卻機的熟料溫度,提高熱回收效率和延長篦板的使用壽命。操作時,可通過調(diào)整篦床運行速度,保持篦板上料層厚度,合理調(diào)整篦式冷卻機的高壓、中壓風(fēng)機的風(fēng)量,以得利于提高二、三次風(fēng)溫度。當(dāng)床上料層較厚時,應(yīng)加快床運行速度,開大高壓風(fēng)機的風(fēng)門,使進入冷卻機的高溫熟料始終處于松動狀態(tài)。并適當(dāng)關(guān)小中壓風(fēng)機的風(fēng)門,以減少冷卻機的廢氣量;當(dāng)析上料層較薄時,較低的風(fēng)壓就能克服料層阻力而吹透熟料層。因此,這時可適當(dāng)減慢床運行速度,關(guān)小高壓風(fēng)機風(fēng)門,適當(dāng)開大中壓風(fēng)機風(fēng)門,以利于提高冷卻效率。增濕塔的調(diào)節(jié)和控制
增濕塔的作用是對出預(yù)熱器的含塵廢氣進行增濕降溫,降低廢氣中粉塵的比電阻值,提高電除塵器的除塵效率。
對于帶五級預(yù)熱器的系統(tǒng)來說,生產(chǎn)正常操作情況下,C1出口廢氣溫度為320~350℃,出增濕塔氣體溫度一般控制在120—150℃,這時廢氣中粉塵的比電阻可降至1010Ωcm以下。滿足這一要求的單位熟料噴水量為0.18—0.22t/t。實際生產(chǎn)操作中,增濕塔的調(diào)節(jié)和控制,不僅要控制噴水量,還要經(jīng)常檢查噴嘴的霧化情況,這項工作經(jīng)常被忽視,所以螺旋輸送機常被堵死,給操作帶來困難。
一般情況下,在窯點火升溫或窯停止喂料期間,增濕塔不噴水,也不必開電除塵器。因為此時系統(tǒng)中粉塵量不大,更重要的是在上述2種情況下,燃煤燃燒不穩(wěn)定,化學(xué)不完全燃燒產(chǎn)生CO濃度比較高,不利于電除塵器的安全運行。假如這時預(yù)熱器出口廢氣溫度超高,則可以打開冷風(fēng)閥以保護高溫風(fēng)機和電除塵器極板。但投料后,當(dāng)預(yù)熱器出口廢氣溫度達300℃以上時,增濕塔應(yīng)該投入運行,對預(yù)熱器廢氣進行增濕降溫。煤粉細度的控制原則
關(guān)于煤粉細度,各水泥廠都有自己的控制指標(biāo)。它主要取決于燃煤的種類和質(zhì)量。煤種不同,煤粉質(zhì)量不同,煤粉的燃燒溫度、燃燒所產(chǎn)生的廢氣量也是不同的。對正常運行中的回轉(zhuǎn)窯來說,在燃燒溫度和系統(tǒng)通風(fēng)量基本穩(wěn)定的情況下,煤粉的燃燒速度與煤粉的細度、灰分、揮發(fā)分和水分含量有關(guān)。絕大多數(shù)水泥廠,水分一般都控制在1.0%左右。所以揮發(fā)分含量越高,細度越細,煤粉越容易
燃燒。當(dāng)水泥廠選定某礦點的原煤作為燒成用煤后,揮發(fā)分、灰分基本固定的情況下,只有改變煤粉細度才能滿足特定的燃燒工藝要求。然而煤粉磨得過細,不僅增加能耗,還容易引起煤粉的自燃和爆炸。因此選定符合本廠需要的煤粉細度,對穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的熱工制度,提高熟料產(chǎn)質(zhì)量和降低熱耗都是非常重要的。下面介紹幾個根據(jù)煤粉揮發(fā)分和灰分含量來確定煤粉細度的經(jīng)驗公式: 1)用煙煤
對預(yù)分解窯來說,目前國內(nèi)外水泥廠都采用三風(fēng)道或四風(fēng)道燃燒器。由于它們的特殊性能,煤粉細度可以適當(dāng)放寬。簡單地說,當(dāng)煤粉灰分<20%時,煤粉細度應(yīng)為揮發(fā)分含量的0.5-1.0倍;當(dāng)灰分高達40%左右時,細度應(yīng)為揮發(fā)分含量的0.5倍以下。
國內(nèi)某水泥廠用過優(yōu)質(zhì)煤也用過劣質(zhì)煤。根據(jù)該廠多年的生產(chǎn)實踐,總結(jié)出經(jīng)驗公式如下:
R=0.15*(V+C)/(A+W)*V 另一個廠則用如下經(jīng)驗公式: R=(1—0.01A—0.0011Ⅳ)X0.5V 式中:
R-----90um篩篩余,%;
V、C、A、W——分別代表人窯和分解爐煤粉的揮發(fā)分、固定碳、灰分和水分,%。下同。2)用無煙煤
①伯力鳩斯公司介紹燒無煙煤時煤粉細度經(jīng)驗公式:
R≤·27 x*V/C
②國外某公司的研究成果經(jīng)驗公式:
R≤(0.5—0.6)*V ③天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院燒無煙煤煤粉細度經(jīng)驗公式: R=V/2—(0.5—1.0)必須指出,許多水泥廠對煤粉水分控制不夠重視,認為煤粉中的水分能增加火焰的亮度,有利于燒成帶的輻射傳熱。但是煤粉水分高了,煤粉松散度差,煤粉顆粒易粘結(jié)使其細度變粗,影響煤粉的燃燒速度和燃盡率;煤粉倉也容易起拱,影響喂煤的均勻性。生產(chǎn)實踐證明,人窯煤粉水分控制≤1.0%對水泥生產(chǎn)和操作都是有利的。預(yù)分解窯的操作特點
9.1 燒成帶較長,窯速很快
預(yù)分解窯燒成帶的長度約為窯簡體直徑的5.0—5.5倍,較其它窯型都長。又由于人窯生料CaC03分解率一般高達90%左右,因此窯內(nèi)物料預(yù)燒好,化學(xué)反應(yīng)速度加快,所以出現(xiàn)竄料的可能性減少,這為提高窯速創(chuàng)造了良好條件。正常情況下窯速一般控制在3.0r/min左右。由于窯速快,窯內(nèi)料層薄,物料填充率只有7%左右,而且來料比較均勻。所以熟悉預(yù)分解窯的窯操作員普遍反映,這種窯料子好燒,好控制,好操作。但是必須指出,我國絕大多數(shù)的預(yù)分解窯,包括早期建成甚至在建的,其L/D為15—16,與預(yù)熱器窯基本相當(dāng)。這使出分解帶后的生料溫度升到1250℃所需時間為預(yù)熱器窯的近3倍,約15min左右。這樣,使得已形成的C2S和CaO礦物晶體在較長的過渡帶內(nèi)長大,活性降低,不
利于C,S的形成。為了解決這個問題,德國洪堡公司開發(fā)了L/D=10的短窯(我國新疆水泥廠4號窯中4.0m*43m就是這種窯型)。窯簡體的縮短,使過渡帶也相應(yīng)縮短,生料通過過渡帶的時間約為6min。這樣剛形成的C2S和剛分解出來的CaO活性很高,有利于C3S的形成和熟料產(chǎn)質(zhì)量的提高。
由于三通道尤其是四通道燃燒器的廣泛應(yīng)用以及堿性耐火磚質(zhì)量的提高,為進一步提高燒成溫度創(chuàng)造了條件。窯速也由3.0r/min提高到3.5r/min左右,最高已達4.0r/min,使物料在窯內(nèi)停留時間相應(yīng)縮短,從而提高了出過渡帶礦物的活性。燒成溫度的提高和窯速的加快,也促進了C3S礦物的形成速率。而第三代空氣梁式篦冷機的廣泛應(yīng)用,使出窯熟料得到急速淬冷,冷卻機熱回收效率已達73%以上。所有這些使我國預(yù)分解窯的產(chǎn)質(zhì)量都有很大提高,燃料消耗大大降低,3000t/d以上規(guī)模的預(yù)分解窯熟料熱耗已接近3000kJ/kg。其熱工參數(shù)和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)已達到國際先進水平。9.2 黑影遠離窯頭
由于入窯生料CaCO3,分解率很高,窯內(nèi)分解帶大大縮短,過渡帶尤其是燒成帶相應(yīng)延長,物料竄流性小,一般窯頭看不到生料黑影。因此看火操作時必須以觀察火焰、窯皮、熟料顏色、亮度、結(jié)粒大小、帶料高度、升重以及窯的傳動電流為主。必須指出,因為窯速快,物料在窯內(nèi)停留時間只有25min左右,所以窯操作員必須勤觀察,細調(diào)整,否則跑生料的現(xiàn)象也是經(jīng)常發(fā)生的。9.3 冷卻帶短,易結(jié)前圈
預(yù)分解窯冷卻帶一般都很短,有的根本沒有冷卻帶。出窯熟料溫度高達1 300℃以上,這時熟料中的液相量仍未完全消失,所以極易產(chǎn)生前結(jié)圈。9.4 黑火頭短,火力集中
三通道或四通道燃燒器能使風(fēng)、煤得到充分混合。所以煤粉燃燒速度快,火焰形狀也較為活潑,內(nèi)流風(fēng)、外流風(fēng)比例調(diào)節(jié)方便,比較容易獲得適合工藝煅 燒要求的黑火頭短、火力集中的火焰形狀。9.5 要求操作員有較高的素質(zhì)
預(yù)分解窯人窯生料CaC03有90%左右已經(jīng)分解,所以生料從分解帶到過渡帶溫度變化緩慢,物料預(yù)燒好,進入燒成帶的料流就比較穩(wěn)定。但由于預(yù)分解窯系統(tǒng)有預(yù)熱器、分解爐和窯3部分,窯速快,生料運動速度就快,系統(tǒng)中若出現(xiàn)任何干擾因素,窯內(nèi)熱工制度就會迅速發(fā)生變化。所以操作員一定要前后兼顧,全面了解系統(tǒng)的情況,對各種參數(shù)的變化要有預(yù)見性。發(fā)現(xiàn)問題,預(yù)先小動用煤量,盡可能少動或不動窯速和喂料量,以避免系統(tǒng)熱工制度的急劇變化,要做到勤觀察、小動作,及時發(fā)現(xiàn)問題,及時排除。預(yù)分解窯風(fēng)、煤、料和窯速的合理控制
操作好預(yù)分解窯,風(fēng)、煤、料和窯速的合理匹配是至關(guān)重要的。喂多少料,需要燒多少煤,也就決定了系統(tǒng)排風(fēng)量。根據(jù)窯內(nèi)物料的煅燒狀況,窯速該打多 快,窯操作員必須隨時做到心中有數(shù)。10.1 窯和分解爐風(fēng)量的合理分配
窯和分解爐用風(fēng)量的分配是通過窯尾縮口和三次風(fēng)管閥門開度來實現(xiàn)的。正常生產(chǎn)情況下,一般控制氧含量在窯尾為1%左右,在爐出口為3%左右。如果窯尾O:含量偏高,說明窯內(nèi)通風(fēng)量偏大。其現(xiàn)象是窯頭窯尾負壓比較大,窯內(nèi)火焰較長,窯尾溫度較高,分解爐用煤量增加時爐溫上不去,而且還有所下降。出現(xiàn)這種情況,在喂料量不變的情況下,應(yīng)關(guān)小窯尾縮口閘板開度(當(dāng)三次風(fēng)管
閥門開度較小時也可開大三次風(fēng)閥門,以增加分解爐燃燒空氣量,也有利于降低系統(tǒng)阻力)。與此同時,相應(yīng)增加分解爐用煤量,以利于提高人窯生料CaCO3分解率。如果窯尾O2含量偏低,窯頭負壓小,窯頭加煤溫度上不去,說明窯內(nèi)用風(fēng)量小,爐內(nèi)用風(fēng)量大。這時應(yīng)適當(dāng)關(guān)小三次風(fēng)管閥門開度。需要時增加窯用煤量,減小分解爐用煤量。
10.2 窯和分解爐用煤分配比例
分解爐的用煤量主要是根據(jù)人窯生料分解率、C5和C1出口氣體溫度來進行調(diào)節(jié)的。如果風(fēng)量分配合理,但分解爐溫度低,人窯生料分解率低,C5和C1出 口氣體溫度低,說明分解爐用煤量過少。如果分解爐用煤量過多,則預(yù)分解系統(tǒng)溫度偏高,熱耗增加,甚至出現(xiàn)分解爐內(nèi)煤粉燃盡率低,煤粉到C5內(nèi)繼續(xù)燃燒,致使在預(yù)分解系統(tǒng)產(chǎn)生結(jié)皮或堵塞。
窯用煤量的大小主要是根據(jù)生料喂料量、人窯生料CaCO3分解率、熟料升重和fCaO來確定的。用煤量偏少,燒成帶溫度會偏低,生料燒不熟,熟料升重低,fCaO高;用煤量過多,窯尾廢氣帶人分解爐熱量過高,勢必減少分解爐用煤量,致使人窯生料分解率降低,分解爐不能發(fā)揮應(yīng)有的作用,同時窯的熱負荷高,耐火磚壽命短,窯運轉(zhuǎn)率就低,從而降低回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)能力。
窯/爐用煤比例取決于窯的轉(zhuǎn)速、L/D及燃料的特性等。一般情況下,控制在(40%~45%):(60%—55%)比較理想。生產(chǎn)規(guī)模越大,分解爐用煤量也應(yīng)按 高比例控制。
10.3 窯速和窯喂料量成正比關(guān)系
回轉(zhuǎn)窯的窯速隨喂料量的增加而逐漸加快。當(dāng)系統(tǒng)正常運行時,窯速一般應(yīng)控制在3.0r/min,不過近年來又有提高的趨勢,最高已達4.0r/min,這是預(yù)分解窯的重要特性之一。窯速快,窯內(nèi)料層薄,生料與熱氣體之間的熱交換好,物料受熱均勻,進入燒成帶的物料預(yù)燒好。如果遇到垮圈、掉窯皮或小股塌料,窯內(nèi)熱工制度稍有變化,增加一點喂煤量,系統(tǒng)很快就能恢復(fù)正常;假如窯速太慢,窯內(nèi)物料層就厚,物料與熱氣體熱交換差,預(yù)燒不好,生料黑影就會逼近窯頭,窯內(nèi)熱工制度稍有變化,極易跑生料。這時即使增加喂煤量,由于窯內(nèi)料層厚,燒成帶溫度回升也很緩慢,容易出現(xiàn)短火焰逼燒,產(chǎn)生黃心料,熟料fCaO也高。同時大量未燃盡的煤粉落人料層造成不完全燃燒,還容易出現(xiàn)大蛋或結(jié)圈。10.4 風(fēng)、煤、料和窯速合理匹配是燒成系統(tǒng)操作的關(guān)鍵
窯和分解爐用煤量取決于生料喂料量。系統(tǒng)風(fēng)量取決于用煤量。窯速與喂料量同步,更取決于窯內(nèi)物料的煅燒狀況。所以風(fēng)、煤、料和窯速既相互關(guān)聯(lián),又互相制約。對于一定的喂料量,煤少了,物料預(yù)燒不好,燒成帶溫度提不起來,容易跑生料;煤多了,系統(tǒng)溫度太高,物料易被過燒,窯內(nèi)容易產(chǎn)生結(jié)圈、結(jié)蛋,預(yù)熱器系統(tǒng)容易形成結(jié)皮和堵塞;風(fēng)少了,煤粉燃燒不完全,系統(tǒng)溫度低。在這種情況下再多加煤,溫度還是提不起來,CO含量增加,還原氣氛下使Fe203變成FeO,產(chǎn)生黃心熟料。在風(fēng)、煤、料一定的情況下,窯速太快生料黑影就逼近窯頭,易跑生料;窯速太慢,則窯內(nèi)料層厚,生料預(yù)燒不好,容易產(chǎn)生短火急燒形成黃心熟料,熟料fCaO含量高。
由此可見,風(fēng)、煤、料和窯速的合理匹配是穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的熱工制度、提高窯的快轉(zhuǎn)率和系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)率,使窯產(chǎn)量高、熟料質(zhì)量好及煤粉消耗少的關(guān)鍵所在。應(yīng)盡快跳過低產(chǎn)量的塌料危險區(qū)
預(yù)分解窯生產(chǎn)工藝的最大特點之一是約60%的燃料量在分解爐內(nèi)燃燒。一般人窯生料溫度可達830~850℃,分解率達90%以上。這就為快轉(zhuǎn)窯、薄料層、較長火焰煅燒熟料創(chuàng)造有利條件。因此,在窯皮較完整的情況下,窯開始喂料的起點值應(yīng)該比較高,一般不低于設(shè)計產(chǎn)量的60%。以后逐步增加喂料量,但應(yīng)盡量避免拖延低喂料量的運行時間。在喂料量逐漸增加的階段,關(guān)鍵要掌握好風(fēng)、煤、料和窯速之間的關(guān)系。操作步驟應(yīng)該是先提風(fēng)后加煤,先提窯速再加料。初期加料幅度可適當(dāng)大些,喂料量達80%以后適當(dāng)減緩。加料期間,只要系統(tǒng)的熱工參數(shù)在合理范圍的上限,盡管大膽操作。這樣即使規(guī)模很大的預(yù)分解窯,達到100%的設(shè)計喂料量只需約1h。一般情況下,喂料量加至設(shè)計值80%以上,窯運行就比較穩(wěn)定了。我們操作過大到3200t/d,小到360t/d規(guī)模的預(yù)分解窯,在窯皮正常的情況下,從開始喂料到最高產(chǎn)量,一般都能在1h以內(nèi)完成。如果說80%以下喂料量為塌料的危險區(qū),那么喂料量從60%增加到80%,只需要十幾分鐘的時間,以后窯況就趨于穩(wěn)定。這是因為預(yù)分解系統(tǒng)中料量已達到一定濃度,料流順暢,旋風(fēng)筒錐體出料口、排灰閥和下料管內(nèi)隨時都有大量生料通過,對上述部位的外漏風(fēng)和內(nèi)漏風(fēng)都能起到抑制作用,因此很少塌料。即使有也是小股生料,對操作運行沒有太大影響。所以人們都說,操作預(yù)分解窯窯產(chǎn)量越高越容易操作就是這個道理。窯內(nèi)結(jié)大蛋的原因及其相應(yīng)措施
12.1 熟料配料方案中硅酸率偏低
配料方案中A1203、Fe203,含量高,SiO2含量低是形成窯內(nèi)結(jié)蛋的前提條件之一。所以國內(nèi)外絕大多數(shù)預(yù)分解窯都控制A1203,+Fe203<9%,液相量24%左右,Si02>22%,n>2.50。12.2 有害成分的影響 分析結(jié)果表明,結(jié)皮或結(jié)蛋料中有害成分明顯高于相應(yīng)人窯生料中的含量。因為有害成分能促進中間相特征礦物的形成,而其就是形成結(jié)蛋結(jié)皮的特征礦物,如鈣明礬石(2CaS04·K2S04),硅方解石(2C2S·CaC03)等。有害成分越多、它們的揮發(fā)率越高,系統(tǒng)中富集程度越高,特征礦物生成的機會也越多,窯內(nèi)出現(xiàn)結(jié)蛋的可能性就越大。所以目前國內(nèi)外預(yù)分解窯一般都控制人窯生料中R20<1.0%,Cl—<0.015%,灼燒基硫堿克分子比控制在0.5~1.0;燃料中控制S03<3.0%。12.3 看火操作和煤粉細度對窯內(nèi)結(jié)蛋的影響
在回轉(zhuǎn)窯操作中,風(fēng)、煤調(diào)配不當(dāng)有時是很難避免的。當(dāng)窯內(nèi)通風(fēng)不良時,就會造成煤粉不完全燃燒,煤粉跑到窯后去燒,煤灰不均勻地摻人生料,火焰過長,窯后溫度過高,液相提前出現(xiàn),容易在窯內(nèi)結(jié)蛋。另外,煤粉細度、灰分和煤灰熔點溫度的高低也都會影響回轉(zhuǎn)窯的操作。煤粉粗、灰分高,容易引起煤灰與生料混合不均勻。當(dāng)窯尾溫度過高時,窯后物料出現(xiàn)不均勻的局部熔融,成為形成結(jié)蛋的核心,然后在窯內(nèi)越滾越大形成大蛋。
12.4 開、停窯越頻繁,喂料喂煤不穩(wěn)定,系統(tǒng)塌料越嚴(yán)重,窯內(nèi)熱工制度波動越大,窯內(nèi)越容易結(jié)大蛋。
綜上所述,為避免或減少窯內(nèi)結(jié)大蛋的問題,理化中心應(yīng)該合理調(diào)整熟料率值,嚴(yán)格控制人窯生料的有害成分和煤粉質(zhì)量,提高人窯生料的均勻性。窯操作員應(yīng)該精心操作,把握好風(fēng)、煤、料和窯速的合理匹配,穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的熱工
制度,這樣窯內(nèi)結(jié)大蛋的問題是可以避免的。結(jié)圈形成的原因、預(yù)防措施和處理方法
13.1 結(jié)圈形成的原因
當(dāng)窯內(nèi)物料溫度達到1 200℃左右時就出現(xiàn)液相,隨著溫度的升高,液相粘度變小,液相量增加。暴露在熱氣流中的窯襯溫度始終高于窯內(nèi)物料溫度。當(dāng)它被料層覆蓋時,溫度突然下降,加之窯簡體表面散熱損失,液相在窯襯上凝固下來,形成新的窯皮。窯繼續(xù)運轉(zhuǎn),窯皮又暴露在高溫的熱氣流中被燒熔而掉落下來。當(dāng)它再次被物料覆蓋,液相又凝固下來,如此周而復(fù)始。假如這個過程達到平衡,窯皮就不會增厚,這屬正常狀態(tài)。如果粘掛上去的多,掉落下來的少,窯皮就增厚。反之則變薄。當(dāng)窯皮增厚達一定程度就形成結(jié)圈。形成結(jié)圈的原因主要有如下幾點:
13.1.1 入窯生料成分波動大,喂料量不穩(wěn)定
實際生產(chǎn)過程中,窯操作員最頭疼的事是人窯生料成分波動太大和料量不穩(wěn)定。窯內(nèi)物料時而難燒時而好燒或時多時少,遇到高KH料時,窯內(nèi)物料松散,不易燒結(jié),窯頭感到“吃火”,熟料fCaO高,或遇到料量多時都迫使操作員加煤提高燒成溫度,有時還要降低窯速;遇到低KH料或料量少時,窯操作上不能及時調(diào)整,燒成帶溫度偏高,物料過燒發(fā)粘,稍有不慎就形成長厚窯皮,進而產(chǎn)生熟料圈。
13.1.2 有害成分的影響
分析結(jié)圈料可以知道,CaO+A1203+Fe203+Si02含量偏低,而R20和S03含量偏高。生料中的有害成分在熟料煅燒過程中先后分解、氣化和揮發(fā),在溫度較低的窯尾凝聚粘附在生料顆粒表面,隨生料一起人窯,容易在窯后部結(jié)成硫堿圈。在人窯生料中,當(dāng)MgO和R20都偏高時,R20在MgO引起結(jié)圈過程中充當(dāng)“媒介”作用形成鎂堿圈。根據(jù)許多水泥廠的操作經(jīng)驗,當(dāng)熟料中MgO>4.8%時,能使熟料液相量大量增加,液相粘度下降,熟料燒結(jié)范圍變窄,窯皮增長,浮窯皮增厚。有的水泥廠雖然熟料中MgO<4.0%,但由于R20的助熔作用,使熟料在某一特定溫度或在窯某一特定位置液相量陡然大量增加,粘度大幅度降低,迅速在該溫度區(qū)域或窯某一位置粘結(jié),形成熟料圈。13.1.3 煤粉質(zhì)量的影響
灰分高、細度粗、水分大的煤粉著火溫度高,燃燒速度慢,黑火頭長,容易產(chǎn)生不完全燃燒,煤灰沉落也相對比較集中,就容易結(jié)熟料圈。取樣分析結(jié)圈料未燃盡煤粉較多就是例證。另外,喂煤量的不穩(wěn)定,使窯內(nèi)溫度忽高忽低,也容易產(chǎn)生結(jié)圈。
13.1.4 一次風(fēng)量和二次風(fēng)溫度的影響
三風(fēng)道或四風(fēng)道燃燒器內(nèi)流風(fēng)偏大,二次風(fēng)溫度又偏高,則煤粉一出噴嘴就著火,燃燒溫度高、火焰集中,燒成帶短,而且位置前移,容易產(chǎn)生窯口圈,也稱前結(jié)圈。13.2 前結(jié)圈
在正常煅燒條件下,物料溫度達1350—1450 ℃時,液相量約為24%,粘度比較大。當(dāng)熟料離開燒成帶時,溫度仍在1300℃以上,在燒成帶和冷卻帶的交界處,熟料和窯皮有較大的溫差。帶有液相的高溫熟料覆蓋在溫度相對較低的窯口窯皮上就會粘結(jié)形成前結(jié)圈。對于預(yù)分解窯來說,前結(jié)圈是不可避免的,只是高一點和矮一點的問題,尤其當(dāng)窯操作員控制二次風(fēng)溫度過高、燃燒器內(nèi)流風(fēng)偏
大和采用短焰急燒時,燒成帶高溫區(qū)更為集中,液相更多,粘度更小,熟料進入冷卻帶時,仍有大量液相在交界處迅速冷卻。溫差越大粘結(jié)越嚴(yán)重,前圈長得更快。另外,短焰急燒,熟料晶相生長發(fā)育差,易燒出大塊熟料。但熟料中細粉比例也增加,冷卻機返回窯的粉塵量大,這樣更促進前圈的增長。13.3 熟料圈
它結(jié)的位置是在燒成帶與過渡帶之間,是窯操作員最頭疼,對窯危害最大的結(jié)圈。在熟料煅燒過程中,當(dāng)窯內(nèi)物料溫度達到1280℃時,其液相粘度較大,最 容易形成熟料圈。這時如果生料KH、n值較低,操作時窯內(nèi)拉風(fēng)又太大,火焰太長,燒成帶后邊浮窯皮逐漸增長、長厚,發(fā)展到一定程度就形成熟料圈。13.4 熟料圈形成以后的現(xiàn)象 1)火焰短而粗,火焰前部白亮但發(fā)渾,窯內(nèi)氣流不暢,火焰受阻伸不進窯內(nèi)。窯前溫度升高,窯簡體表面溫度也升高。2)窯尾溫度降低,窯尾負壓明顯上升。
3)窯頭負壓降低,并頻繁出現(xiàn)正壓,發(fā)生倒煙現(xiàn)象。4)燒成帶來料不均勻,波動大。5)窯傳動電流負荷增加。
6)結(jié)圈嚴(yán)重時窯尾密封圈出現(xiàn)漏料。13.5 結(jié)圈的預(yù)防措施
13.5.1 選擇適宜的配料方案,穩(wěn)定入窯生料成分
一般說燒高KH、高n的生料不易結(jié)圈,但熟料難燒,fCaO含量高,對保護窯皮和熟料質(zhì)量不利;反之,熟料燒結(jié)范圍窄,液相量多,熟料結(jié)粒粗,窯不好操作,易結(jié)圈。但生產(chǎn)經(jīng)驗告訴我們,燒較高KH和相對較低的n,或較高的n和相對較低的KH的生料都比較好燒,又不容易結(jié)圈。因此,窯上經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)圈時,應(yīng)改變熟料配料方案,適當(dāng)提高KH或n,減少熔 劑礦物的含量對防止結(jié)圈有利。
13.5.2 減少原燃料帶入的有害成分
一般粘土中堿含量高,煤中含硫量高。因此,如果窯上經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)圈時,視結(jié)圈料分析結(jié)果,最好能改變粘土或原煤的供貨礦點,以減少有害成分對結(jié)圈的 影響。
13.5.3 控制煤粉細度,確保煤粉充分燃燒 13.5.4 調(diào)整燃燒器控制好火焰形狀
確保風(fēng)、煤混合均勻并有一定的火焰長度。經(jīng)常移動噴煤管,改變火點位置。
13.5.5 提高快轉(zhuǎn)率
三個班統(tǒng)一操作方法,穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的熱工制度。在保持喂料喂煤均勻,加強物料預(yù)燒的基礎(chǔ)上盡量加快窯速。采取薄料快轉(zhuǎn)、長焰順燒,提高快轉(zhuǎn)率,這對防止回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈都是有利的。
13.5.6 確定一個經(jīng)濟合理的窯產(chǎn)量指標(biāo)
通過一段時間的生產(chǎn)實踐,每臺回轉(zhuǎn)窯都有自己特定的合理的經(jīng)濟指標(biāo)。這就是回轉(zhuǎn)窯在某高產(chǎn)量范圍內(nèi)能達到熟料優(yōu)質(zhì),煤耗最低,運轉(zhuǎn)率最高。所以回 轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量不是越高越好。經(jīng)驗告訴我們,產(chǎn)量超過一定限度以后,不是由于系統(tǒng)抽風(fēng)能力所限致使煤灰在窯尾大量沉降并產(chǎn)生還原氣氛,就是由于拉大排風(fēng)使 窯內(nèi)氣流斷面風(fēng)速增加,火焰拉長,液相提前出現(xiàn),這都容易形成熟料圈。13.6 結(jié)圈的處理方法
不管是前結(jié)圈還是后結(jié)圈,處理結(jié)圈時一般都采用冷熱交替法,盡量加大其溫度差,使圈體受溫度的變化而垮落。也有用水槍打的,但前結(jié)圈一般太堅固,后結(jié)圈離窯頭太遠,處理效果大多不理想。13.6.1 前結(jié)圈的處理方法
前結(jié)圈不高時,一般對窯操作影響不大,不用處理。但當(dāng)結(jié)圈太高時,既影響看火操作,又影響窯內(nèi)通風(fēng)及火焰形狀。大塊熟料長時間在窯內(nèi)滾不出來,容 易損傷燒成帶窯皮,甚至磨蝕耐火磚。這時應(yīng)將噴煤管往外拉,調(diào)整好用風(fēng)和用煤量,及時處理。
1)如果前圈離窯下料口比較遠并在噴嘴口附近,則一般系統(tǒng)風(fēng)、煤、料量可以不變,只要把噴煤管往外拉出一定距離,就可以把前圈燒垮。2)如果前圈離下料口比較近,并在噴嘴口前則將噴嘴往里伸,使圈體溫度下降而脫落。如果圈體不垮,則有兩種處理方法 ①把噴煤管往外拉出,同時適當(dāng)增加內(nèi)流風(fēng)和二次風(fēng)溫度,這樣可以提高燒成溫度,使燒成帶前移,把火點落在圈位上。一般情況下,圈能在2~3h內(nèi)逐漸被燒掉。但在燒圈過程中應(yīng)根據(jù)進入燒成帶料量多少,及時增減用煤量和調(diào)整火焰長短,防止損傷窯皮或跑生料。
②如果用前一種方法無法把圈燒掉時,則把噴煤管向外拉出并把噴嘴對準(zhǔn)圈體直接燒。待窯后預(yù)燒較差的物料進入燒成帶后,火焰會縮得更短,前圈將被強火燒垮。但是必須指出,采用這種處理方法,由于噴煤管拉出過多,生料黑影較近,窯口溫度很高,所以窯操作員必須在窯頭勤觀察,出現(xiàn)問題及時處理。13.6.2 后結(jié)圈的處理方法
處理后結(jié)圈一般采用冷熱交替法。處理較遠的后圈則以冷為主。處理較近的后圈則以燒為主。
1)當(dāng)后圈離窯頭較遠時,這種圈的圈體一般不太堅固。這時應(yīng)將噴煤管向外拉出,使燒成帶位置前移,降低圈體的溫度,圈體會由于溫度的變化而逐漸自行 垮落。
2)當(dāng)后圈離窯頭較近時,這種圈體一般比較堅固。處理這種圈應(yīng)將噴煤管盡量伸人窯內(nèi),并適當(dāng)向上抬高一些,加大一點外流風(fēng)和系統(tǒng)排風(fēng)使火焰的高溫區(qū)移向圈體位置。但排風(fēng)不宜過大,以免降低火焰溫度。約燒3—4h左右后再將噴煤管向外拉出使圈體溫度下降。這樣反復(fù)處理,圈體受溫度變化產(chǎn)生裂紋而垮落。
不過,從總體來說,燒圈尤其是燒后圈不是一件容易的事。有時圈體很牢固,燒圈時間過長容易燒壞窯皮及襯料或在過渡帶結(jié)長厚窯皮進而在圈體后產(chǎn)生第二道后結(jié)圈。所以處理時一定要小心。熟料中fCaO高的主要原因
1)生料成分的均勻性差
原料的預(yù)均化、配料電子皮帶秤、出磨生料X熒光分析儀控制和生料的氣力均化4個關(guān)鍵環(huán)節(jié)相互銜接,緊密配合,是預(yù)分解窯窯速快、產(chǎn)量高、質(zhì)量好、熱耗低的基本條件和前提。但生產(chǎn)線上工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)不配套或某些缺陷,致使人窯生料化學(xué)成分波動較大,容易造成生料率值的很大變化,使回轉(zhuǎn)窯操作困難,熟料中fCaO含量就高。2)燒成溫度的影響
熟料煅燒溫度對fCaO影響很大。在生料成分比較均勻,熟料率值相對穩(wěn)定的情況下,較高的燒成溫度,物料在燒成帶又有足夠的停留時間,則窯內(nèi)物料的
化學(xué)反應(yīng)完全,熟料中fCaO含量就低。假如燒成溫度偏低,形成的液相量就少,液相粘度大,fCaO在液相中運動速度減慢,影響C2S+CaO---C3S的反應(yīng)速度,熟料中fCaO含量就增加。因此要減少熟料中fCaO的含量,必須適當(dāng)提高熟料煅燒溫度以避免熟料的欠燒。3)操作的影響
窯速慢并采用短焰急燒,這樣由于窯內(nèi)料層厚,高溫帶又短,物料預(yù)燒不好,熟料fCaO就會比較高。
作者
王石銀
2012-7-13
第三篇:固體廢棄物處理與處置考試筆記
固體廢物:在生產(chǎn)和生活中產(chǎn)生的喪失原有使用價值或者雖未喪失利用價值但被拋棄或者放棄的固態(tài)、半固態(tài)和置于容器中的氣態(tài)的物品。
固體廢物處置:是指最終處置或安全處置,是解決固體廢物的歸宿問題1海洋處置2陸地處置:土地耕作、衛(wèi)生填、淺地層埋藏、深井灌注處置、貯留池貯存
固體廢物處理:是通過物理、化學(xué)、生物等不同方法,使固體廢物轉(zhuǎn)化為適于運輸、貯存、資源化利用以及最終處置的一種過程
預(yù)處理是以機械處理為主涉及廢物中某些組分的簡易分離與濃集的廢物處理方法。目的是方便廢物后續(xù)的資源化、減量化、無害化處理與處置操作
分類:1按化學(xué)組成分為:有機廢物和無機廢物2按危害性分為:一般固體廢物和危險性固體廢物3按形狀分為:固體廢物(粉狀、粒狀、塊狀)和泥狀廢物(污泥)4按來源分為:礦業(yè)廢物、工業(yè)廢物、城市垃圾、農(nóng)業(yè)廢物和放射性廢物5根據(jù)《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》及國際慣例,可分為城市固體廢物、工業(yè)固體廢物、農(nóng)業(yè)固體廢物、危險廢物等
固體廢物危害:1侵占土地2污染土壤,廢物直接進入土壤造成污染,有害成分經(jīng)風(fēng)化雨淋由地表徑流進入土壤造成污染3污染空氣,固廢中細微顆粒、粉塵隨風(fēng)飄揚,垃圾分解釋放有毒氣體,焚燒法處理固廢也會污染大氣4污染水體,有害成分隨地表徑流或隨風(fēng)飄遷落入水體,隨滲濾液進入土壤使地下水污染5影響環(huán)境衛(wèi)生,固體廢物綜合利用率低,環(huán)境污染嚴(yán)重,對人體健康構(gòu)成威脅6其他危害,可能造成燃燒、爆炸、腐蝕等特殊傷害7處置不當(dāng)對人體健康造成危害,由病原體或污染物質(zhì)引起 固體廢物資源化途徑:1提取各種有價值成分2生產(chǎn)建筑材料3生產(chǎn)農(nóng)肥4回收能源5取代某種工業(yè)原料
無害化是指對已產(chǎn)生又無法或暫時尚不能資源化利用的固體廢物,經(jīng)過物理、化學(xué)或生物方法,進行對環(huán)境無害或低危害的安全處理、處置,達到廢物的消毒、解毒或穩(wěn)定化,以防止并減少固體廢物的污染危害
減量化就是通過適宜的手段減少固體廢物數(shù)量、體積,并盡可能地減少固體廢物的種類、降低危險廢物的有害成分濃度、減輕或清除其危險特性等。減量化是防治固體廢物污染環(huán)境的優(yōu)先措施
資源化就是指采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)從固體廢物中回收有用組分和能源,加速物質(zhì)和能源的循環(huán),再創(chuàng)經(jīng)濟價值的方法
物理處理方法:是通過濃縮或相變改變固體廢物的結(jié)構(gòu),但不破壞固體廢物組成的一種處理方法,包括壓實、破碎、篩分、分選、脫水、蒸發(fā)、萃取、吸附等工序,主要作為資源化的預(yù)處理技術(shù)
化學(xué)處理方法:使固體發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化從而回收物質(zhì)和能源的一種資源化方法。包括煅燒、焙燒、燒結(jié)、溶劑浸出、熱分解、焚燒、電離輻射
生物處理方法:利用微生物分解固體廢物中可降解的有機物,從而達到無害化或綜合利用。包括好氧處理(堆肥),厭氧處理(沼氣)和兼性厭氧處理(細菌冶金)
固廢的生物處理:1固廢的好氧堆肥處理2固廢的厭氧消化處理3固廢的微生物浸出4固廢的其他生物處理技術(shù),如有機廢物蚯蚓處理等
生物處理的作用和特點有以下四個方面:1穩(wěn)定化和殺菌、消毒作用2減量化3回收能源4回收有用物質(zhì)
破碎:利用外力克服固體質(zhì)點間的內(nèi)聚力使之由大變小的過程。目的:1為便于運輸和貯存,經(jīng)破碎減容2為便于分選回收,經(jīng)破碎達到解體或適合于分選設(shè)備的適用粒度范圍3為便于熱處理,增加比表面積4為便于制造建材,滿足建材制品對原料的粒度要求5為便于填埋壓實,經(jīng)破碎增加密實度6為保護處理設(shè)備,經(jīng)破碎減小沖擊力 壓實:是一種通過機械的方法對固體廢物進行減容,降低運輸成本,便于裝卸、儲存和處置的固體廢物預(yù)處理技術(shù) 分選:將固體廢物中各種可回收利用的廢物或不利于后續(xù)處理要求的廢物組分采用適當(dāng)技術(shù)分離出來的過程 濃縮脫水法:1重力脫水法2氣浮脫水法3離心脫水法焚燒法是一種高溫分解和深度氧化的綜合過程。能使可燃 性固體廢物通過氧化分解,達到減容,消毒,回收能量及 副產(chǎn)品的多重目的。能同時實現(xiàn)減量化,無害化和資源化優(yōu)點: 減量(80~90%以上);消毒(徹底);資源化(能源和副產(chǎn)品)。缺點:二次污染(大氣);投資及運行管理費高;過程控制嚴(yán)格 熱解是一種在缺氧或無氧條件下的燃燒過程,是在低電極電位還原條件下的吸熱分解反應(yīng),也稱為干餾或炭化過程 有機廢物的熱解是利用有機物的熱不穩(wěn)定性、導(dǎo)熱系數(shù)(W/cm2·k)和熔融熱(J/kg)等熱性能的差異,在還原條件下進行的吸熱分解過程好氧堆肥是以好氧菌為主的微生物對有機廢物進行吸收、氧化、分解的復(fù)雜生物化學(xué)反應(yīng)過程。在堆肥過程中,好氧菌通過自身的生命活動,以廢物中的有機物為養(yǎng)料,將其一部分氧化分解成簡單的無機物并釋放出微生物生長所需的能量,將其另一部分合成為新的細胞物質(zhì),使微生物生長繁殖 好氧堆肥工序:1前處理,包括分選破碎篩分混合等工序,主要是出去大塊和非堆肥化物料2主發(fā)酵,在發(fā)酵倉內(nèi)進行,也可露天堆積,靠強制通風(fēng)或攪拌來供給氧氣3后發(fā)酵,將主發(fā)酵工序尚未分解的易分解有機物和較難分解的有機物進一步分解,使之變成腐殖酸、氨基酸、等較穩(wěn)定有機物,得到完全腐熟的堆肥品4后處理,清除未清除雜物5脫臭6貯存垃圾收運路線設(shè)計:1每天按固定路線收運2大路線收運3車輛滿載法4采用固定工作時間法 設(shè)計垃圾收運路線原則:1收運路線應(yīng)盡可能緊湊,壁面重復(fù)或斷續(xù)2收運路線應(yīng)平衡工作量,使每個作業(yè)階段、每條路線的收集和清運時間大致相等3收運路線應(yīng)避免在交通擁擠的高峰時間段收集、清運垃圾4收運路線應(yīng)首先收集地勢較高地區(qū)垃圾5收集路線起始點最好位于停車場或車庫附近6收運路線在單行街收集垃圾,起點應(yīng)靠近街道入口處,沿環(huán)形路線進行垃圾收集工作間隙水:存在顆粒間隙中的水,約占固體水分70%,濃縮法分離 毛細管水:在毛細管中充滿的水分,約占水分20%,采用高速離心機脫水、負壓、或正壓過濾機脫水 表面吸附水:吸附在顆粒表面的水,約占7%,可用加熱法脫除 內(nèi)部水:在顆粒內(nèi)部或微生物細胞內(nèi)的水,約占3%,可采用生物法破壞細胞膜除去胞內(nèi)水或高溫加熱法、冷凍法去除衛(wèi)生填埋:為防止地下水和大氣污染,利用坑洼地填埋城市垃圾,是一種既可處置廢物,又可覆土造地的保護環(huán)境的措施 填埋場選擇:1應(yīng)服從城市發(fā)展總體規(guī)劃2場址有足夠庫容量3場址應(yīng)有良好的自然條件4場址運距應(yīng)盡量縮短5場址應(yīng)具有較好外部建設(shè)條件 填埋氣:CH4 CO2 N2 O2 NH3 H2 CO 填埋氣產(chǎn)生過程1好氧分解階段,復(fù)雜有機物通過微生物胞外酶分解成簡單有機物并進一步轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)和CO2。2好氧至厭氧過度階段,厭氧條件形成,硝酸鹽和硫酸鹽開始被還原為N2和H2S。3酸發(fā)酵階段,復(fù)雜有機物在微生物作用下水解至基本結(jié)構(gòu)單位,并在產(chǎn)酸菌作用下轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸和醇4產(chǎn)甲烷階段,在產(chǎn)甲烷菌作用下,VFA轉(zhuǎn)化成CH4HE CO2。5填埋場穩(wěn)定階段,幾乎沒有氣體產(chǎn)生,浸出液和廢物性質(zhì)穩(wěn)定垃圾清運操作方法:1移動容器操作方法,是指將裝滿垃圾的容器使用垃圾運輸工具運往轉(zhuǎn)運站或處理場,垃圾卸空后再將空容器送回原處或其他垃圾集裝點2固定容器收集操作方法,垃圾的裝車時間是該收集法一次行程所使用時間的主要影響因素 城市污泥的處理:污泥的濃縮、消化、脫水 綜合利用:一,污泥的農(nóng)田林地利用1生產(chǎn)堆肥2生產(chǎn)復(fù)混肥。二,回收能源1利用污泥產(chǎn)生沼氣2通過焚燒回收熱量3低溫?zé)峤猓@得燃料油、氣、炭。三,建材利用1污泥制磚2生產(chǎn)水泥3制作生化纖維板4生產(chǎn)陶粒
第四篇:新型干法水泥窯“堆雪人”與“紅河”現(xiàn)象以及水泥生產(chǎn)原理
個人簡歷
在新型干法窯水泥生產(chǎn)中,熟料的冷卻方式基本采用篦式冷卻機冷卻。在實際生產(chǎn)中,篦冷機前壁與回轉(zhuǎn)窯筒體轉(zhuǎn)向后側(cè)的卸料溜子處,常常會遇到篦板不能及時將熱熟料推走,使其堆積越來越高,嚴(yán)重時可堵到窯口,人們通常把這種現(xiàn)象稱為“堆雪人”;在篦床上熟料層的細料側(cè),從進料至出料呈現(xiàn)一條高溫灼紅熟料帶,俗稱“紅河”。
一、篦冷機“堆雪人”與“紅河”的危害
堆雪人與紅河是篦冷機經(jīng)常出現(xiàn)的不正?,F(xiàn)象,嚴(yán)重影響著生產(chǎn)線的正常運轉(zhuǎn)。
雪人的形成,影響系統(tǒng)通風(fēng)、入窯二次風(fēng)量、風(fēng)溫,破壞窯及預(yù)熱器系統(tǒng)的熱平衡,使窯內(nèi)煅燒狀況不好,熟料產(chǎn)量、質(zhì)量下降,嚴(yán)重時會造成窯頭正壓,窯尾漏料,窯口護鐵磨蝕加重。
紅河會造成篦板損壞。篦板受熱損壞后,部分高溫熟料經(jīng)篦板破損處落入篦床下風(fēng)斗內(nèi),易使篦床下的大梁和風(fēng)斗的密封板及斗下閥門等部件受熱變形,造成冷風(fēng)漏出機外或在篦下各室之間相互串風(fēng),熟料得不到冷卻,以致影響到熟料輸送、儲存、粉磨和水泥性能。
二、“堆雪人”的形成原因
由于入窯二次空氣量不足,燃料燃燒速度較慢,導(dǎo)致煤粉不完全燃燒,熟料在窯內(nèi)翻滾過程中表面粘上的細煤粉,一并落入篦冷機后,在熟料表面進行無焰燃燒,釋放出熱量,隨著風(fēng)冷卻的加大紅料越是不斷,使得本來應(yīng)該受到驟冷的液相不但不消失,反而可維持相當(dāng)一段時間;另一方面由于煤灰包裹在熟料表面,導(dǎo)致熟料表面鋁率偏高,液相粘度加大,更為重要的是不完全燃燒極易導(dǎo)致還原氣氛。在還原氣氛下,熟料中的被還原為低熔點的FeO,生成低熔點礦物,粘附在墻壁上。如果這種還原氣氛持續(xù)的時間過長或篦床操作不當(dāng),如停床、慢床致使物料在篦床一室形成堆積狀態(tài),使熟料與墻壁有足夠的接觸時間;再加上盲板的阻風(fēng)作用,使靠近墻壁的熟料冷卻效果差,一部分液相就會在墻壁上粘掛,逐漸形成雪人。
三、“紅河”形成的原因
熟料在篦冷機的冷卻過程是: 從窯頭落下的高溫熟料堆積在篦冷機進料口篦床上。隨篦板向前推動覆蓋在整個篦床上,冷風(fēng)經(jīng)篦縫向上透過熟料層,熟料在推動的過程中逐步得到冷卻。而熟料冷卻的好壞取決于冷風(fēng)透過熟料層的阻力。阻力小,透過的冷風(fēng)量多,則出篦冷機的熟料溫度低。阻力大,則出篦冷機熟料溫度高。
冷風(fēng)透過熟料層的透氣阻力影響因素較多 ,其計算公式較為復(fù)雜 ,為說明問題 ,簡化如
——阻力損失,Pa;V ——氣體透過篦床的速度,m/s;g ——重力加速度,;— —阻力系數(shù), 值與熟料結(jié)粒大小 ,料層內(nèi)縫隙率以及熟料粘度等有關(guān);——氣體容重 ,。
從公式來看,冷風(fēng)透過料層的阻力與氣流速度、氣體容重、阻力系數(shù)有關(guān)。當(dāng)冷風(fēng)透過高溫熟料料層時,風(fēng)料之間熱交換因溫差較大而作用強烈,此時高溫熟料將較多的熱量傳給冷風(fēng),冷風(fēng)受熱后溫度升高,體積隨之增加,其透過料層的氣流速度也相應(yīng)增加。氣體透過料層的阻力隨氣流速度的平方增加,而氣體的容重隨溫度增加而減小,結(jié)果是透氣阻力隨氣流溫度增加而呈平方增加。反之當(dāng)氣流透過溫度較低的熟料層時,氣流溫差小,透過的氣體溫度低則阻力也低,空氣易從低阻力區(qū)域的熟料層透過,氣體透過量愈多 ,熟料溫度愈低。熟料隨篦板推動而向前移動。從篦冷機的橫斷截面來看,愈是在冷端,高透氣阻力的料層和低阻力的料層之間的溫差也愈大,冷風(fēng)愈來愈集中在低阻力的熟料層透過,而高阻力的料層很少有氣流透過,此部位熟料的冷卻效果相當(dāng)要差一些。
熟料在窯內(nèi)煅燒時,受離心力的作用,產(chǎn)生離析,大顆粒一般集中在中間,隨著顆粒直
安徽建筑工業(yè)學(xué)院:孫佳佳
個人簡歷
徑變小,細顆粒愈來愈集中在窯筒體一邊。當(dāng)熟料從窯頭落至篦床上時,大顆粒集中在一側(cè),細顆粒集中在另一側(cè),篦床橫截面中部為粗細顆粒的過渡部位。當(dāng)窯速較快且窯內(nèi)細顆粒熟料較多時,細顆粒集中在一側(cè)的現(xiàn)象尤為明顯。熟料顆粒在篦床縱向隨篦板向前推動逐步覆蓋整個篦床面,雖然在推動過程中,顆粒層級配有所變化,但縱向變化不大,此時,從篦冷機的進料口至出料口,細顆粒在一側(cè)形成帶狀、較大顆粒分別形成條帶而隨顆粒直徑增大向另一側(cè)集中。由于細顆粒堆積致密,冷風(fēng)透過時阻力大,從進料口的高溫熟料層開始,冷風(fēng)較少或不透過細顆粒熟料層,較多地透過阻力低的較大顆粒層。此時細顆粒層因冷風(fēng)透過量少而得不到冷卻,其料層表面呈高溫紅色,透過冷風(fēng)的熟料層因冷卻其表面呈黑色。隨著篦板的推動,在同一橫截面上粗、細熟料顆粒層之間的溫差愈來愈大,冷風(fēng)愈來愈集中從較大顆粒的熟料層透過,而細顆粒熟料層得不到冷卻, 形成一條從冷卻機進料口至出料口的,紅熟料帶,這就是紅河現(xiàn)象出現(xiàn)的原因。
四、“堆雪人”的解決措施
篦冷機堆雪人的原因較多,有時幾種原因共存,所以應(yīng)根據(jù)具體情況具體分析,從工程設(shè)計開始就引起重視。
正確確定篦冷機與回轉(zhuǎn)窯中軸線的相對位置
篦冷機與回轉(zhuǎn)窯中軸線的相對位置是引起堆雪人的重要原因,設(shè)計者應(yīng)從在理論和實踐中總結(jié)經(jīng)驗,提出合理的位置關(guān)系。另外,在回轉(zhuǎn)窯的制造、安裝和調(diào)試過程中應(yīng)嚴(yán)格把關(guān),尤其是中軸線的相當(dāng)位置,減少尺寸誤差。
改善熟料的顆粒組成,正確控制液相量
新型干法的特點之一是熟料的細顆粒較多,當(dāng)溫度提高時,便容易形成浮動料層,使篦冷機堆雪人的幾率增高。料層厚度應(yīng)始終保持在600mm左右。在同等生料質(zhì)量的條件下,由于窯速調(diào)節(jié)不當(dāng)和三風(fēng)道噴煤管使用不好,都會使細粒熟料增多;同時熟料中的液相量與溫度也密切相關(guān)。預(yù)分解窯幾乎沒有冷卻帶,進入篦冷機的熟料溫度一般都高達 1300—1450 oC,個別甚至?xí)摺?/p>
熟料在正常煅燒的過程中,當(dāng)溫度略低于1300 oC時便開始生成液相。然后,隨溫度的繼續(xù)升高而液相量逐漸增加,但達到某一定溫度后,液相量增加的速度緩慢下來。只有溫度再劇增,液相量才會進一步增加,正常情況下溫度在1300—1400 oC的范圍內(nèi)是液相量劇增區(qū)域。適當(dāng)?shù)囊合嗔坑欣诟哔|(zhì)量熟料的形成,液相的粘度對良好熟料的形成也有重要作用。但溫度過高時液相量增加,粘度卻降低,難以形成良好的團塊,這也是篦冷機產(chǎn)生堆雪人的原因之一,所以,在操作中應(yīng)特別注意溫度的控制,避免堆雪人的現(xiàn)象產(chǎn)生。
提高篦冷機冷卻能力
篦冷機是熟料冷卻的重要設(shè)備,合理設(shè)定各室風(fēng)量和風(fēng)壓,加速熟料冷卻,努力提高入窯二次風(fēng)和入分解爐三次風(fēng)溫度,減少熱損失,提高冷卻效率,可避免堆雪人和出紅料。提高冷卻能力的措施有:增加淬冷風(fēng)量,避免冷風(fēng)短路,控制合適的高低溫度段速比,一般為1:1.2,注意風(fēng)煤料的變化。當(dāng)煤灰分大時,熟料中含量高或噴煤嘴磨損嚴(yán)重時均有堆雪人和出紅料的危險。
五、“紅河”的解決措施
紅河的起因較復(fù)雜,其解決的方法也是多樣化。解決紅河的措施是:首先應(yīng)從原料性能和熱工操作上解決,使窯內(nèi)熟料結(jié)粒均勻,從根源上解決料層透風(fēng)的均勻性,才能較好地解決紅河的問題。但各廠生產(chǎn)受種種條件的制約,很難對原料和操作作大的變動,在此情況下對篦冷機可以采取改變通風(fēng)方式和改變篦板形狀來減緩紅河狀況。
改善窯的操作
為使熟料結(jié)粒均齊,應(yīng)盡量提高入窯物料分解率,改善篦冷機的操作,盡可能提高二次
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和三次風(fēng)溫,改善噴煤管火焰形狀,縮短物料在窯內(nèi)分解帶和過渡帶的停留時間,延長在熔融帶的停留時間,在最高溫度帶保持合適的燒成溫度,以上操作狀況有利于結(jié)粒。提高入窯物料分解率的措施是加強窯、預(yù)熱器、三次風(fēng)管、廢氣管道等裝備的密閉,減少漏風(fēng),改善預(yù)熱器、分解爐的性能,提高換熱效率,增強上述裝備的隔熱,減少散熱損失等。采用側(cè)吹風(fēng)技術(shù)
側(cè)吹風(fēng)技術(shù)是在篦冷機出現(xiàn)紅河料層的側(cè)墻邊,設(shè)置一排吹風(fēng)孔,用一臺風(fēng)壓較高的風(fēng)機,在篦上水平向細顆粒層噴吹,此時部分細顆粒被吹動而使料層發(fā)生松動,而使料層的透風(fēng)阻力下降,篦下的冷風(fēng)因細料層阻力下降而得以透過料層,使熟料得到冷卻,紅河則減緩。
篦上側(cè)吹風(fēng)操作時,在高溫細顆粒熟料與篦板之間有冷風(fēng)吹過,形成一層冷風(fēng)墊層,使篦板不致受高溫熟料的過熱損壞。同時篦下冷風(fēng)因料層松動得以透過,使熟料得以冷卻,這將延長篦板的使用時間。采用特殊形狀篦面的篦板
在紅河料層下部的篦床上,設(shè)置篦面較高且形狀較為特殊的篦板。當(dāng)紅河料層隨篦板向前堆動時,其底部熟料層被特殊篦板的篦面破壞 ,致使料層料積至密度發(fā)生變化,冷風(fēng)透過料層的阻力降低,相應(yīng)冷風(fēng)可透過料層,使熟料得以冷卻,紅河現(xiàn)象得以減緩。但此類篦板磨損較重。
加強風(fēng)室(斗)的密封
在生產(chǎn)時加強風(fēng)室(斗)下鎖風(fēng)閥門的維護,減少冷風(fēng)從該部位漏出風(fēng)室(斗)外,同時加強風(fēng)室(斗)之間隔板的密閉,以防止各風(fēng)室(斗)之間的串風(fēng),以保持各室(斗)有足夠的冷風(fēng)透過料層。
采用可控氣流通風(fēng)篦板
從 1990 年代起,國外出現(xiàn)了可控氣流篦板。冷風(fēng)不從篦下風(fēng)斗向篦上料層透風(fēng),而是通過篦板下的空心梁經(jīng)篦板本身水平貼篦面噴出,然后透過料層使熟料得以冷卻。篦下空氣梁透風(fēng),結(jié)構(gòu)上可以單排或單塊篦板單獨通風(fēng),解決了風(fēng)斗供風(fēng)時通風(fēng)面積過大,冷風(fēng)集中于低阻力料層透過而高阻力熟料層冷風(fēng)透過量少而得不到冷卻,致使篦板受高溫熟料的過熱損壞的問題。采用可控氣流通風(fēng)篦板后,可以采用較高的風(fēng)壓和風(fēng)量來透過紅河料層,相應(yīng)消除和減緩紅河現(xiàn)象。可控氣流通風(fēng)篦板篦冷機的優(yōu)點是通風(fēng)均勻、鼓風(fēng)量小、出篦冷機的熟料溫度低、熱效率高、供燃燒用的二次和三次空氣溫度高、篦板損壞量少、設(shè)備事故率低、廢氣量少、收塵設(shè)備小。其冷風(fēng)量可降至 熟料以下,單位有效冷卻面積熟料量提高至 以上,篦冷機熱效率可提高至 75 %以上。
新型干法水泥是怎么樣生產(chǎn)出來的? 最佳答案
一、水泥生產(chǎn)原燃料及配料
生產(chǎn)硅酸鹽水泥的主要原料為石灰原料和粘土質(zhì)原料,有時還要根據(jù)燃料品質(zhì)和水泥品種,摻加校正原料以補充某些成分的不足,還可以利用工業(yè)廢渣作為水泥的原料或混合材料進行生產(chǎn)。
1、石灰石原料
石灰質(zhì)原料是指以碳酸鈣為主要成分的石灰石、泥灰?guī)r、白堊和貝殼等。石灰石是水泥生產(chǎn)的主要原料,每生產(chǎn)一噸熟料大約需要1.3噸石灰石,生料中80%以上是石灰石。
2、黏土質(zhì)原料
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黏土質(zhì)原料主要提供水泥熟料中的、、及少量的。天然黏土質(zhì)原料有黃土、黏土、頁巖、粉砂巖及河泥等。其中黃土和黏土用得最多。此外,還有粉煤灰、煤矸石等工業(yè)廢渣。黏土質(zhì)為細分散的沉積巖,由不同礦物組成,如高嶺土、蒙脫石、水云母及其它水化鋁硅酸鹽。
3、校正原料
當(dāng)石灰質(zhì)原料和黏土質(zhì)原料配合所得生料成分不能滿足配料方案要求時(有的 含量不足,有的 和 含量不足)必須根據(jù)所缺少的組分,摻加相應(yīng)的校正原料 1)硅質(zhì)校正原料 含80%以上(2鋁質(zhì)校正原料含 30%以上(3鐵質(zhì)校正原料含 50%以上
二、硅酸鹽水泥熟料的礦物組成
硅酸鹽水泥熟料的礦物主要由硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣()和鐵鋁酸四鈣()組成。
三、工藝流程
1、破碎及預(yù)均化
(1)破碎 水泥生產(chǎn)過程中,大部分原料要進行破碎,如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料,開采后的粒度較大,硬度較高,因此石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料,開采后的粒度較大,硬度較高,因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有比較重要的地位。
破碎過程要比粉磨過程經(jīng)濟而方便,合理選用破碎設(shè)備和和粉磨設(shè)備非常重要。在物料進入粉磨設(shè)備之前,盡可能將大塊物料破碎至細小、均勻的粒度,以減輕粉磨設(shè)備的負荷,提高黂機的產(chǎn)量。物料破碎后,可減少在運輸和貯存過程中不同粒度物料的分離現(xiàn)象,有得于制得成分均勻的生料,提高配料的準(zhǔn)確性。
(2)原料預(yù)均化 預(yù)均化技術(shù)就是在原料的存、取過程中,運用科學(xué)的堆取料技術(shù),實現(xiàn)原料的初步均化,使原料堆場同時具備貯存與均化的功能。
原料預(yù)均化的基本原理就是在物料堆放時,由堆料機把進來的原料連續(xù)地按一定的方式堆成盡可能多的相互平行、上下重疊和相同厚度的料層。取料時,在垂直于料層的方向,盡可能同時切取所有料層,依次切取,直到取完,即“平鋪直取”。
意義:
(1)均化原料成分,減少質(zhì)量波動,以利于生產(chǎn)質(zhì)量更高的熟料,并穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)。
(2)擴大礦山資源的利用,提高開采效率,最大限度擴大礦山的覆蓋物和夾層,在礦山開采的過程中不出或少出廢石。
(3)可以放寬礦山開采的質(zhì)量和控要求,降低礦山的開采成本。
(4)對黏濕物料適應(yīng)性強。
(5)為工廠提供長期穩(wěn)定的原料,也可以在堆場內(nèi)對不同組分的原料進行配料,使其成為預(yù)配料堆場,為穩(wěn)定生產(chǎn)和提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率創(chuàng)造條件。
(6)自動化程度高。
2、生料制備
水泥生產(chǎn)過程中,每生產(chǎn)1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料(包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏),據(jù)統(tǒng)計,干法水泥生產(chǎn)線粉磨作業(yè)需要消耗的動力約占全廠動力的60%以上,其中生料粉磨占30%以上,煤磨占約3%,水泥粉磨約占40%。因此,合理選擇粉磨設(shè)備和工藝流程,優(yōu)化工藝參數(shù),正確操作,控制作業(yè)制度,對保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗具有重大意義。
工作原理:
電動機通過減速裝置帶動磨盤轉(zhuǎn)動,物料通過鎖風(fēng)喂料裝置經(jīng)下料溜子落到磨盤中央,在離心力的作用下被甩向磨盤邊緣交受到磨輥的輾壓粉磨,粉碎后的物料從磨盤的邊緣溢
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出,被來自噴嘴高速向上的熱氣流帶起烘干,根據(jù)氣流速度的不同,部分物料被氣流帶到高效選粉機內(nèi),粗粉經(jīng)分離后返回到磨盤上,重新粉磨;細粉則隨氣流出磨,在系統(tǒng)收塵裝置中收集下來,即為產(chǎn)品。沒有被熱氣流帶起的粗顆粒物料,溢出磨盤后被外循環(huán)的斗式提升機喂入選粉機,粗顆粒落回磨盤,再次擠壓粉磨。
3、生料均化
新型干法水泥生產(chǎn)過程中,穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱工制度的前提,生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關(guān)作用。均化原理:
采用空氣攪拌,重力作用,產(chǎn)生“漏斗效應(yīng)”,使生料粉在向下卸落時,盡量切割多層料面,充分混合。利用不同的流化空氣,使庫內(nèi)平行料面發(fā)生大小不同的流化膨脹作用,有的區(qū)域卸料,有的區(qū)域流化,從而使庫內(nèi)料面產(chǎn)生傾斜,進行徑向混合均化。
4、預(yù)熱分解
把生料的預(yù)熱和部分分解由預(yù)熱器來完成,代替回轉(zhuǎn)窯部分功能,達到縮短回窯長度,同時使窯內(nèi)以堆積狀態(tài)進行氣料換熱過程,移到預(yù)熱器內(nèi)在懸浮狀態(tài)下進行,使生料能夠同窯內(nèi)排出的熾熱氣體充分混合,增大了氣料接觸面積,傳熱速度快,熱交換效率高,達到提高窯系統(tǒng)生產(chǎn)效率、降低熟料燒成熱耗的目的。
工作原理:
預(yù)熱器的主要功能是充分利用回轉(zhuǎn)窯和分解爐排出的廢氣余熱加熱生料,使生料預(yù)熱及部分碳酸鹽分解。為了最大限度提高氣固間的換熱效率,實現(xiàn)整個煅燒系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗,必需具備氣固分散均勻、換熱迅速和高效分離三個功能。(1)物料分散
換熱80%在入口管道內(nèi)進行的。喂入預(yù)熱器管道中的生料,在與高速上升氣流的沖擊下,物料折轉(zhuǎn)向上隨氣流運動,同時被分散。(2)氣固分離
當(dāng)氣流攜帶料粉進入旋風(fēng)筒后,被迫在旋風(fēng)筒筒體與內(nèi)筒(排氣管)之間的環(huán)狀空間內(nèi)做旋轉(zhuǎn)流動,并且一邊旋轉(zhuǎn)一邊向下運動,由筒體到錐體,一直可以延伸到錐體的端部,然后轉(zhuǎn)而向上旋轉(zhuǎn)上升,由排氣管排出。(3)預(yù)分解
預(yù)分解技術(shù)的出現(xiàn)是水泥煅燒工藝的一次技術(shù)飛躍。它是在預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)分解爐和利用窯尾上升煙道,設(shè)燃料噴入裝置,使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程,在分解爐內(nèi)以懸浮態(tài)或流化態(tài)下迅速進行,使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進行的碳酸鹽分解任務(wù),移到分解爐內(nèi)進行;燃料大部分從分解爐內(nèi)加入,少部分由窯頭加入,減輕了窯內(nèi)煅燒帶的熱負荷,延長了襯料壽命,有利于生產(chǎn)大型化;由于燃料與生料混合均勻,燃料燃燒熱及時傳遞給物料,使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過程得到優(yōu)化。因而具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗等一系列優(yōu)良性能及特點。
4、水泥熟料的燒成
生料在旋風(fēng)預(yù)熱器中完成預(yù)熱和預(yù)分解后,下一道工序是進入回轉(zhuǎn)窯中進行熟料的燒成。在回轉(zhuǎn)窯中碳酸鹽進一步的迅速分解并發(fā)生一系列的固相反應(yīng),生成水泥熟料中的、、等礦物。隨著物料溫度升高近時,、、等礦物會變成液相,溶解于液相中的 和 進行反應(yīng)生成大量(熟料)。熟料燒成后,溫度開始降低。最后由水泥熟料冷卻機將回轉(zhuǎn)窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫和水泥磨所能承受的溫度,同時回收高溫熟料的顯熱,提高系統(tǒng)的熱效率和熟料質(zhì)量。
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5、水泥粉磨
水泥粉磨是水泥制造的最后工序,也是耗電最多的工序。其主要功能在于將水泥熟料(及膠凝劑、性能調(diào)節(jié)材料等)粉磨至適宜的粒度(以細度、比表面積等表示),形成一定的顆粒級配,增大其水化面積,加速水化速度,滿足水泥漿體凝結(jié)、硬化要求。
6、水泥包裝
水泥出廠有袋裝和散裝兩種發(fā)運方式。
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第五篇:新型干法水泥技術(shù)部分習(xí)題解答.doc
新型干法水泥技術(shù)部分習(xí)題解答
第一章 新型干法水泥技術(shù)概論
1.1新型干法水泥定義:以懸浮預(yù)熱和與預(yù)分解技術(shù)為核心,把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)成就廣泛的應(yīng)用于水泥干法生產(chǎn)全過程,使水泥生產(chǎn)具有高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、清潔生產(chǎn)、符合環(huán)境保護要求和大型化、自動化、科學(xué)管理特征的現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)。
1..2新型干法水泥生產(chǎn)具有:均化、節(jié)能、環(huán)保、自動控制、長期安全運轉(zhuǎn)和科學(xué)管理六大保證體系,是當(dāng)代高新技術(shù)在水泥工業(yè)的集成。
1..3新型干法水泥生產(chǎn)的特征:①生料制備全過程廣泛采用現(xiàn)代化均化技術(shù) ②用懸浮預(yù)熱及預(yù)分解技術(shù)改變傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料堆積態(tài)的預(yù)熱和分解方法 ③采用高效多功能擠壓粉磨技術(shù)和新型機械粉體輸送裝置 ④工藝裝備大型化,使水泥工業(yè)向集約化方向發(fā)展
⑤為清潔生產(chǎn)和廣泛利用工業(yè)廢渣、廢料、再生燃料和降解有毒有害廢棄物了有利條件⑥生產(chǎn)控制自動化
⑦廣泛采用新型耐熱、耐磨、隔熱和配套耐火材料; ⑧應(yīng)用IT技術(shù),實行現(xiàn)代化科學(xué)管理等。
1.5“五穩(wěn)一?!保荷匣瘜W(xué)成分穩(wěn)定、生料喂料量穩(wěn)定、燃料成分(包括熱值、煤的細度、油的霧化等)穩(wěn)定、燃料喂料量穩(wěn)定和設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定(包括通風(fēng)設(shè)備),從而保證窯系統(tǒng)最佳的穩(wěn)定的熱工制度(溫度制度、壓強制度、氣氛制度)。
第二章 原料的預(yù)均化
2.6原料預(yù)均化的意義:①有利于穩(wěn)定水泥窯入窯生料成分的穩(wěn)定
②有利于擴大資源利用范圍③有利于利用礦山夾層礦石,擴大礦山利用年限 ④滿足礦山儲存及均化雙重要求,節(jié)約建設(shè)投資。
2.7預(yù)均化基本原理:“平鋪直取”,功能:保證取出物料的相對穩(wěn)定(P8熟悉最后一段話)。2.9預(yù)均化效果評價方法:①標(biāo)準(zhǔn)偏差②總體和個體③樣本④樣本均值⑤波動范圍⑥正態(tài)分布;⑦均化效果:進料與出料的標(biāo)準(zhǔn)偏差之比。
兩個指標(biāo):標(biāo)準(zhǔn)差、預(yù)均化效果 2.10原料預(yù)均化堆場的選用條件:
①根據(jù)生產(chǎn)工藝要求確定:生料CaCO3標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于0.2%,出磨生料CaCO3標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于2%,當(dāng)CaCO3標(biāo)準(zhǔn)偏差大于3%時,應(yīng)該考慮采用石灰石預(yù)均化堆場
②按原料成分波動范圍確定:標(biāo)準(zhǔn)偏差R<5%時,均勻性良好,不需要采用預(yù)均化;R=5%---10%時候,根據(jù)其他工藝條件綜合考慮;R>10%時,應(yīng)采用預(yù)均化堆場
③結(jié)合原料礦山的具體情況提議考慮
2.11預(yù)均化堆場布置形式:圓形均化堆場和矩形均化堆場
2.11.1矩形預(yù)均化堆場:①場內(nèi)一般有兩個料堆,一個堆料,一個取料,相互交替進行堆、取作業(yè)。長寬比一般為5---6②兩個料堆可以根據(jù)地形,采取平行布置或呈直線布置。③進料皮帶機和出料皮帶機分別布置在堆場兩側(cè)。④料堆平行布置雖然在總平面布置上比較方便,但是取料機要設(shè)置中轉(zhuǎn)臺車一邊平行移動于兩料堆間,堆料機也要選用回轉(zhuǎn)式或雙臂式以適用于平行的兩個料堆。
2.12圓形預(yù)均化堆場:①原料由皮帶機送到堆場中心,由可以圍繞中心做360度回轉(zhuǎn)的懸臂皮帶機進行堆料②取料由橋式刮板取料機完成。......2.13矩形和圓形預(yù)均化堆場的比較:①占地面積:同樣的有效儲存容積,矩形堆場占 地面積大,圓形約可以減少30%--40%②需用投資:圓形堆場設(shè)備購置費較低,比矩形堆場可節(jié)約25%,總投資可減少30%--40%③均化效果:由于圓形堆場內(nèi)外圈相差很大,物料分布不如矩形對稱均勻,故比矩形堆場均化效果差④設(shè)備操作和維護使用:圓形堆場教較矩形堆場設(shè)備簡單,易于操作,維修相對較少;⑤企業(yè)改建擴建:矩形對稱可以根據(jù)需要和場地條件進行擴建,而圓形堆場無法在原有基礎(chǔ)上擴大,只能另建新堆場。
2.14預(yù)均化堆場堆料方式:①人字形堆料法②波浪形堆料法③水平層堆料法⑤橫向傾斜堆料法⑥縱向傾斜堆料法⑦人字形與縱向傾斜層相結(jié)合的連續(xù)堆料法⑧其他堆料法。
2.16堆料機的分類:
①天橋皮帶堆料機②懸臂式皮帶堆料機③橋式皮帶堆料機④耙式堆料機 2.18影響預(yù)均化效果的主要因素:①原來成分波動呈正態(tài)分布
②無聊的離析作用
③堆料端部椎體部分造成的不良影響 ④堆料機布料不均勻
⑤堆料總層數(shù)的影響。2.19物料離析作用的影響及防止措施(P23)1減小物料顆粒級差 ○2加強堆料管理工作 ○3加強取料管理工作 ○第三章 生料預(yù)均化技術(shù)
3.19生料均化原理:采用空氣攪拌及重力作用下產(chǎn)生的“漏斗效應(yīng)”使生料粉向下落降時切割盡量多層料面予以混合。同時,在不同流化空氣的作用下,使沿庫內(nèi)平行料面發(fā)生大小不同的流化膨脹作用,有的區(qū)域卸料,有的區(qū)域流化,從而使庫內(nèi)料面產(chǎn)生徑向傾斜,進行徑向混合均化。
3.20均化庫的分類:①間歇式均化庫②雙層式均化庫③連續(xù)式均化庫④多料流式均化庫(⑤IBAU型中心室均化庫⑥CF型控制流式均化⑦MF型多料流式均化庫⑧TP型多料流)
3.21生料均化庫選型原則:
①滿足生產(chǎn)工藝要求
②根據(jù)原料波動和預(yù)均化堆場能力,考慮預(yù)均化庫德選型 ③充分考慮出磨生料的波動幅度與頻率
④生料制備系統(tǒng)“均化連”要合理匹配。3.22影響均化效果的常見因素:①充氣裝置發(fā)生泄漏、堵塞、配氣不均等 ②生料物性與設(shè)計不符,如含水量、顆粒大小發(fā)生變化等 ③壓縮空氣壓力不足或含水量大等
④機電故障
⑤無法控制的其他因素,如庫內(nèi)儲量、出入庫料物料流量、進庫物料成分波動周期等 第四章 生料粉磨技術(shù)
4.23生料粉磨的功能:為熟料煅燒提供性能優(yōu)良的粉狀生料;
要求:①使生料達到規(guī)定的顆粒大小及分布②使不同化學(xué)成分的原料顆粒能混合均勻
③粉磨高效、節(jié)能、工藝簡單、大型化集約化生產(chǎn)。4.24粉磨的基本原理:
①第一粉碎原理即雷廷格的粉碎表面積原理(粉碎物料所消耗的能量與物料新生成的表面積成正比)
②第二粉碎原理即克爾皮切夫和基礎(chǔ)克的粉碎容積或重量原理(粉碎消耗的能量與容積或重量成正比)
③第三粉碎原理即邦德的粉碎工作指數(shù)原理(粉碎物料所需的有效功與生成的碎粒直徑的平方根成反比)
物料的粉磨:是在外力作用下,通過沖擊、擠壓、研磨克服物料晶體內(nèi)部各質(zhì)點及晶體之間的內(nèi)聚力,使大塊物料變成小塊以至細粉的過程。
4.24輥壓機粉磨工藝發(fā)展特點:
①原料的烘干和粉磨作業(yè)一體化,烘干兼粉碎磨機系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用 ②磨機與新型高效選分、輸送設(shè)備相匹配,組成各種新型干法閉路粉磨系統(tǒng)以提高粉磨效率,2 增加粉磨功的有效利用 ③設(shè)備日趨大型化,以簡化設(shè)備和工藝流程,同窯的大型化相匹配 ④采用電子定量喂料稱、X熒光分析儀或γ-射線分析儀、電子計算機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng),控制原料配料,為入窯生料成分均齊穩(wěn)定創(chuàng)造條件⑤磨機系統(tǒng)操作自動化,應(yīng)用自動調(diào)節(jié)回路及電子計算機控制生產(chǎn),代替人工操作,力求生產(chǎn)穩(wěn)定
4.25風(fēng)掃磨:借氣力提升粉料,用粗粉分離器分選,固循環(huán)負荷及選粉效率均低;同時粉磨水分含量較大的物料時,磨內(nèi)風(fēng)速大,使鋼球磨不到物料的機會增加,也影響粉磨機的效率。
4.26尾卸提升循環(huán)磨系統(tǒng):同風(fēng)掃磨得基本區(qū)別在于磨內(nèi)物料是用機械方法卸出,然后又提升機送入選粉機。
4.27中卸提升循環(huán)磨特點:
①熱風(fēng)從兩端進磨,通風(fēng)量較大,又設(shè)有風(fēng)干倉,有良好的烘干效果 ②磨機粗細粉分開有利于最佳配球,對原料的硬度及力度的適應(yīng)性較好
③循環(huán)負荷大,磨內(nèi)過粉碎少,粉磨效率較高④缺點是密封困難,體統(tǒng)漏風(fēng)較多,生產(chǎn)流程也叫復(fù)雜
4.28與鋼球磨相比,輥式磨優(yōu)點: ①由于厚床粉磨,粉磨方式合理,并且磨內(nèi)氣六可將磨細的物料及時帶出,避免過粉碎,固粉磨效率較高,能耗較低②入磨熱風(fēng)從環(huán)縫噴入,風(fēng)速較大,磨內(nèi)通風(fēng)截面也大阻力小,通風(fēng)能力強,烘干效率高③允許入磨物料的力度較大,一般可以是磨輥直徑的5%,因此可以省略第二段破碎,節(jié)約投資④磨內(nèi)設(shè)有選分設(shè)備,不需增設(shè)外部循環(huán)裝置,可以節(jié)約日常維修費用⑤物料在磨內(nèi)停留時間短,生產(chǎn)調(diào)節(jié)反應(yīng)快,易于對生料成分 及細度調(diào)節(jié)控制,也便于實現(xiàn)操作的自動化⑥生產(chǎn)適應(yīng)性強,可處理粗細混雜及摻有金屬雜物的物料⑦設(shè)備布置緊湊,建設(shè)空間小??梢月短煸O(shè)置或采用輕結(jié)構(gòu)的簡易廠棚,固設(shè)備及土地投資較低⑧磨機結(jié)構(gòu)及分娩方式合理,整體密封性較好,噪音小,揚塵少,有利于環(huán)境保護
4.29生料粉磨系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制:
①調(diào)節(jié)入磨原料配比,保證粉磨作業(yè)產(chǎn)品達到規(guī)定的化學(xué)成分
②調(diào)節(jié)喂入磨機的物料總量,使粉磨過程經(jīng)常處于最佳的穩(wěn)定狀態(tài),提高粉磨效率 ③調(diào)節(jié)粉磨系統(tǒng)溫度,保證良好的烘干機正常通風(fēng),滿足烘干機粉磨作業(yè)要求 ④調(diào)節(jié)磨機系統(tǒng)壓力,保證磨機系統(tǒng)正常通風(fēng),滿足烘干機粉磨要求 ⑤控制磨機系統(tǒng)的干車喂料程序,實行磨機系統(tǒng)生產(chǎn)全過程的自動控制 4.30輥式磨的自動調(diào)節(jié)控制:
①以X-熒光儀或γ-射線儀同計算機相連,控制原料配料
②以磨機出入口壓差控制喂料量③以出磨風(fēng)管風(fēng)速或循環(huán)風(fēng)機電流控制人磨風(fēng)量 ④以出磨氣體溫度控制噴水量或循環(huán)風(fēng)量
⑤以入磨管道負壓控制磨機主風(fēng)機入口閥門開度或風(fēng)機轉(zhuǎn)速 第五章 水泥粉磨
5.31水泥粉磨功能:將水泥熟料粉磨至適宜的粒度,形成一定的顆粒級配,增大水化面積,加速水化速率,滿足水泥漿體凝結(jié)、硬化要求。
意義:提高水泥質(zhì)量,節(jié)約能源消耗、降低水泥成本。5.32現(xiàn)代水泥粉磨技術(shù)發(fā)展的特點:
①在鋼球磨系統(tǒng)實現(xiàn)大型化的同時,創(chuàng)新研發(fā)擠壓粉磨技術(shù)和裝備 ②采用高效的選粉設(shè)備
③采用新型耐磨材料,改善磨機部件材質(zhì) ④添加助磨劑,提高粉磨效率⑤降低水泥溫度,提高粉磨效率,改善水泥品質(zhì)
⑥實現(xiàn)操作自動化
⑦采用其他的技術(shù)措施
⑧開發(fā)粉狀輸送的新設(shè)備 5.4 幾種輥壓機水泥粉磨工藝方案 5.4.1預(yù)粉磨系統(tǒng)P58、混合粉磨系統(tǒng)、聯(lián)合粉磨系統(tǒng)、半終粉磨系統(tǒng)、終粉磨系統(tǒng) 5.5輥壓機終粉磨生產(chǎn)水泥與鋼球磨機相比 1水泥粒徑分布狹窄○2顆粒形貌不規(guī)則○3料餅未經(jīng)充分打散○4顆粒存在裂紋○5C3A含○6硫酸鹽載體脫水不充分○7硫酸鹽載體細度不足以及沒有充分分散。量及活性影響○5.6O-SEPA型高效選粉機
1物料粒徑分選精確,選粉效率高; 特點:○2可在較大范圍內(nèi)控制產(chǎn)品細度,并且改進了粒徑分布,有利于提高水泥質(zhì)量; ○3能處理高濃度含塵氣體,并將含塵氣流做分選氣流使用,而不影響選粉性能; ○4磨機可采取強力通風(fēng),○且選粉機內(nèi)可引入大量冷風(fēng),有利于降低系統(tǒng)溫度,提高粉磨效率;5產(chǎn)品溫度低,不需要水泥冷卻器,簡化了工藝流程; ○6機體小,葉片和輪葉磨損率低,布置緊湊,維修簡單; ○7可使磨機產(chǎn)量增加22%--24%,節(jié)能8%--20%?!?.7水泥產(chǎn)品的質(zhì)量控制(P74尤其是最后一段:關(guān)于水泥產(chǎn)品最佳的顆粒分布)
? 水泥顆粒級配對水泥性能產(chǎn)生的各種影響,主要是因為不同大小顆粒的水化速度不同,測定結(jié)果是:
? 目前比較公認的水泥最佳顆粒級配為:3-32um顆粒對強度增長起主要作用,其間粒度分布是連續(xù)的,總量不低于 65%。16-24um的顆粒對水泥性能尤為重要,含量愈多愈好。<3um的細顆粒,易結(jié)團,不要超過 10%。>65um的顆?;钚院苄?,最好沒有。
? 在通常細度的水泥中,可能有 20-40% 的熟料對混凝土強度增長沒有發(fā)揮作用。如何挖掘熟料活性潛力,改善水泥性能,應(yīng)根據(jù)水泥強度等級、混合材狀況和具體粉磨工藝,確定合理顆粒級配。
第六章 懸浮預(yù)熱技術(shù)
6.1懸浮預(yù)熱技術(shù)的內(nèi)涵:指低溫粉體物料均勻分散在高溫氣流之中,在懸浮狀態(tài)下進行熱交換,使物料得到迅速加熱升溫的技術(shù)。
6.39懸浮預(yù)熱器窯特點:長度較短的回轉(zhuǎn)窯后裝設(shè)了懸浮預(yù)熱器,使原來在窯內(nèi)以堆積狀態(tài)進行的物料預(yù)熱及部分碳酸鹽分解過程,移到懸浮預(yù)熱器中以懸浮狀態(tài)進行,因此處于懸浮狀態(tài)的生料粉能與熱氣流充分接觸,氣固接觸面積大,傳熱速度快,效率高,有利于提高窯的生產(chǎn)能力,降低熟料燒成熱耗。同時它具有運動部件少,附屬設(shè)備不多,維修比較簡單,占地面積小,投資費用較低等優(yōu)點。
6.41新型旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進:
① 加阻流型導(dǎo)流板
②設(shè)置偏心內(nèi)筒。扁圓內(nèi)筒或 “靴型”內(nèi)筒 ③采用大蝸殼內(nèi)螺旋入口結(jié)構(gòu)
④適當(dāng)降低氣流入口速度
⑤蝸殼底面做成斜面
⑥旋風(fēng)筒采用傾斜入口及頂蓋結(jié)構(gòu)
⑦加大內(nèi)筒面積
⑧縮短內(nèi)筒插入深度
⑨適當(dāng)加大旋風(fēng)筒高徑比 ⑩旋風(fēng)筒下部設(shè)置膨脹倉等。
6.42旋風(fēng)筒進風(fēng)口形式與結(jié)構(gòu):
注意進口為矩形結(jié)構(gòu)。風(fēng)速15~25m/s。蝸殼式進風(fēng)口形式:90度、180度、270度。P87 6.43換熱管道中鎖風(fēng)翻板排灰閥的作用:保持下料管經(jīng)常處于密封狀態(tài),既保持下料 均勻暢通,又能密封物料不能填充的下料管空間,最大限度地防止由于上級旋風(fēng)筒與下級旋風(fēng)筒出口換熱 管道間由于壓差容易產(chǎn)生的氣流短路。漏風(fēng)。做到換熱管道中的氣流及下料管中的物料“氣走氣路,料走料路”,各行其路。這樣,既有利于防止換熱管道中的熱氣流經(jīng)下料管上竄至上級旋風(fēng)筒下料口,引起已經(jīng)收集的物料再次飛揚,降低分離效率;又能防止換熱管道中的熱氣流未經(jīng)同物料換熱,而經(jīng)上級旋風(fēng)筒底部竄入旋風(fēng)筒內(nèi),造成 不必要的熱損失,降低換熱效率。結(jié)構(gòu):鎖風(fēng)閥必需結(jié)構(gòu)合理,輕便靈活①閥體及內(nèi)部零件堅固、耐熱、以避免過熱引起的變形損壞②閥板擺動輕巧靈活,重錘易于調(diào)整,既要避免閥板開閉動作過大,又要防止料流發(fā)生脈沖,做到下料均勻。一般閥板前端部開有圓形或弧形孔洞使部分物料經(jīng)常由此留下③閥體具有良好的氣密性,閥板形狀規(guī)整與管內(nèi)壁接觸嚴(yán)密,同時要杜絕任何連接法蘭或軸承間隙的漏風(fēng)④支撐閥板轉(zhuǎn)軸的軸承要密封良好,防止灰塵滲如。⑤閥體便于檢查、拆裝,零件要易于更換
6.40旋風(fēng)筒的功能及機理。
第七章 預(yù)熱分解技術(shù)
7.44 預(yù)分解技術(shù):將已經(jīng)過懸浮預(yù)熱后的水泥生料,在達到分解溫度前,進入到分解爐內(nèi)與分解爐內(nèi)的燃料混合,在懸浮狀態(tài)下迅速吸收燃料的燃燒熱,使生料中的碳酸鈣迅速分解成氧化鈣的技術(shù)
7.45預(yù)分解窯的特點:懸浮預(yù)熱器與回轉(zhuǎn)窯間增設(shè)了一個分解爐,使燃料燃燒的放熱過程與生料碳酸鹽分解的吸熱過程,在其中以懸浮狀態(tài)下極其迅速的進行。
7.46預(yù)分解窯的關(guān)鍵技術(shù)裝備
旋風(fēng)筒、換熱管道、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、冷卻機(簡稱筒-管-爐-窯-機)
7.47分解爐內(nèi)氣固流運動方式:渦旋式,噴騰式,懸浮式,流化床式。7.50預(yù)分解窯系統(tǒng)的粘結(jié)堵塞故障因素:
①與物料中鉀、鈉、硫的揮發(fā)系數(shù)大小有關(guān),特別是在還原氣氛中,揮發(fā)系數(shù)增大時,對結(jié)皮影響很大
②與物料易燒性的好壞有關(guān),如果物料好燒,則熟料的燒成溫度將會相應(yīng)偏低,結(jié)皮就不易發(fā)生
③與物料三氧化硫與氧化鉀的摩爾比大小有關(guān),物料中的可揮發(fā)物含量越大,窯系統(tǒng)的凝聚系數(shù)越大,則結(jié)皮 形成的可能性就越大
防止措施:①減少和避免使用高氯和高硫的原料
②使用低氯,低硫或中硫的煤 ③難以避免的過量氯硫采用:a.丟棄一部分窯灰,減少氯的循環(huán)
b.采用旁路防風(fēng)系統(tǒng) ④避免使用高灰分和灰分熔點低的煤
⑤對窯及預(yù)熱器要精心操作,使各部分的溫度、壓力穩(wěn)定及喂料量穩(wěn)定 第八章 回轉(zhuǎn)窯
8.51回轉(zhuǎn)窯的功能:①燃料燃燒功能②熱交換功能③化學(xué)反應(yīng)功能④物料運輸功能⑤降解利用廢棄物功能
8.52水泥窯“兩個熱系統(tǒng)”理論為懸浮預(yù)熱和預(yù)分解窯發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。