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浅谈混合煤中硫对熟料煅烧的影响及解决措施

发布时间：2011/6/3 阅读次数：2222 字体大小: 【小】【中】【大】

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0.引言

新乡平原同力水泥有限责任公司（以下简称我公司）由河南省建设投资总公司控股投资、天津水泥工业设计研究院设计的河南省首条日产5000吨水泥熟料生产线，采用双系列五级预热器和TSD型分解炉，燃料采用低挥发分混合煤。近期由于混合煤中硫含量较高，造成分解炉结皮较多，减小了系统通风量，影响了熟料的产质量。下面谈一些浮浅的看法，供同行参考。

1. 工艺流程和设备简介

1.1工艺流程

工艺流程见图1。

1.2主要工艺设备见表1。

表1 主要工艺设备

序号	设备名称	规格型号及技术参数
1	回转窑	Φ4.8×72m,5000t/d,630Kw
2	预热器	C₁-4-Φ4.5m,C₂-2-Φ6.4m,C₃-2-Φ6.6m,C₄-2-Φ6.6m,C₅-2-Φ6.8m
3	分解炉	TSD型,Φ7.7/2-Φ4.9m
4	三次风管	倾斜段Φ3.1m,　水平段2.16m×2.28m
5	篦冷机	TC—12108, 5500t/d, 128.6㎡
6	高溫风机	W6-2×3PNO.32.5F, 93万m³/h,7KPa, 3100kw
7	窑头排风机	Y4-2×73-14NO.23.2F， 65万m³/h，500KW
8	窑尾排风机	Y4-2×73-14NO.29F, 96万m³/h，3.8kpa, 1400kw
9	煤磨	Φ3.8×7＋2.5m，38t/h
10	窑头燃烧器	TC型四风道燃烧器, 10.8t/h, 17t/h (max)
11	窑尾燃烧器	TC型三风道燃烧器,7.9t/h，11t/h(max)

2.混合煤中硫含量高对煅烧的影响

2.1我公司煤质的特点

⑴原煤的供应商较多（少时有3家、最多时有7~8家）。

⑵结合我公司的特殊地理环境及生产要求，为了降低成本，允许各个供应商在满足我公司原煤各项质量指标要求的前提条件下对原煤进行搭配调整。

⑶煤质因来源不同而差异较大。

我公司所用混合煤从工业分析结果看差别不大，但实际煤质存在较大的差异。因为在经济利益的驱动下，有的供应商会掺加一些价格低廉的高硫煤。虽然进厂混合煤全硫含量都在1.5﹪左右，但可能由含硫量差别不大的3种煤组成，也可能由含硫为0.3﹪～0.5﹪与3.5﹪～4.0﹪的煤与其他煤按比例混合而成（在煤的工业分析中分析不出来各种原煤的实际比例）。这会导致混合煤中一部分煤的硫含量偏高。这部分高硫煤对煅烧的影响一般不被重视。人们在评价煤质时往往只看其热值高低，挥发分、灰分含量多少，而忽视其均匀程度。我公司质检部对各个供应商的进厂原煤现场取样、化验，再根据化验结果确定比例进行搭配、均化。但前段时间堆取料机出现故障，只能人工移动布料机并用铲车取煤，一定程度上影响了均化效果。

2.2高硫煤对煅烧的影响

2.2.1分解炉结皮严重、硫碱比失调

2007年底分解炉出口负压升高（最大时达到-1.7KPa）、三次风压高达-1.1 KPa 。2008年元月份检修时间检查发现分解炉主炉出口处结皮的厚度有1.3m 左右，清理的难度很大。结皮的化学成份见表2。煤粉工业分析见表3。而2006年底分解炉下部的结皮化学成份见表4。

表2 分解炉出口结皮的化学成份 ﹪

名称	M	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	SO₃	Σ
含量	0.52	18.75	4.89	2.52	58.99	1.46	10.74	97.87

表3 煤粉工业分析

时间	Mad /﹪	Aad /﹪	Vad /﹪	Fad /﹪	Qgrad /KJ/Kg	Sbad /﹪	S含量极差 /﹪
07-12	0.81	24.61	10.89	63.69	25643.64	1.36	1.0 ~1.5
08-01	0.86	27.23	10.93	60.98	23411.21	1.52	3.0

表4 分解炉下部结皮的化学成份 ﹪

名称	m	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	SO₃	Σ
含量	1.05	25.27	7.63	6.52	55.18	2.50	0.98	99.13

从表2、表3、表4可以看出，本次分解炉出口结皮严重的原因是硫含量偏高。我公司进厂原料采用定矿定点开采，生料中碱含量一般稳定在0.8﹪左右（结皮前后没有明显变化）。通过对供应商的煤源考察发现混合煤中掺加了不同比例硫含量为4.0﹪的煤。在无旁路放风的情况下，硫、钾、钠、氯等低熔点物质不断挥发、冷凝。如果硫和碱反应平衡后还有过剩的硫存在，过剩的硫在窑系统中循环会形成致密的结皮（结皮的主要成分为硫酸钙和硫硅酸钙），很难清除。

2.2.2影响熟料质量

分解炉缩口及出口结皮较多，减小了系统通风量，造成了尾煤不完全燃烧。窑内因通风量减小而产生还原气氛（窑尾烟室气体成分分析显示CO含量为3﹪，O₂含量为0.8﹪～0.2﹪），使Fe₂O₃变成FeO，液相提前出现、料容易在窑内结大球产生黄心料。为保证尾煤完全燃烧，除加强结皮的清理外，一般采取加大高温风机拉风的方法。这就增大了高温风机的负荷；并把窑内高温烧成带向窑尾移动了，导致熟料提前成球而结粒偏大，黄心料、欠烧料较多。据我们统计，此时熟料f-CaO平均在2.0﹪左右，28d强度会降低5MPa，严重影响了熟料质量。

2.2.3影响熟料产量

为了保证熟料质量合格，减少黄心料、欠烧料，一般采取降低产量煅烧的方法（入窑生料喂料量从正常时的420t/h降低到385t/h左右）。

2.2.4增加了工人的劳动强度

正常情况下，分解炉下缩口及烟室处的结皮每班清理1~2次即可，结皮不严重时不用开高压水枪。但高硫煤形成的结皮较为致密、坚硬。每班需使用高压水枪清理3~4次。如清理不及时，会越结越厚。而分解炉中部缩口及出口处则很难清理，只能用6分钢管结上压缩空气吹捣，效果不明显。

3.解决措施

　　由于结皮影响系统的通风，使阻力增大，不仅使能耗上升，而且不利于水泥熟料产质量的提高。预防结皮具有重要意义。现将防止结皮的措施简介如下：

3.1避免或减少使用高硫煤。如必须使用高硫煤，应加强原煤预均化和均化工作，并将煤粉细度由5﹪降低到3﹪，提高煤粉的燃尽率。

3.2 配料时生料配得易烧些，熔剂矿物稍多一些。

3.3 适当降低分解炉出口温度，由895℃降低到880℃。避免尾温过高，液相提前出现形成黄心料、欠烧料。

3.4清理结皮要少时多次，既要减小清理结皮时降温对煅烧的影响，又要防止结皮因清理不及时越结越厚。

3.5采用新型耐火材料，在容易结皮的部位使用抗结皮浇注料。

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