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煤矸石部份代替铝钒土配料的生产实践

作者:邵维忠 (… 出处:乐投letou网 更新时间:2014/1/14 16:01:37    热     ★★★

    煤矸石代替铝质校正材料配料,可降低熟料煤耗,吨熟料可节约标煤7~10kg,但因其硫、碱、氯等有害成分较多,易结皮、结圈,影响了正常生产,故许多厂家在试用一段时间后,被迫停止使用。我公司在考察了辽东水泥、千山山水两个兄弟厂家后,决定使用煤矸石部分代替铝矾土配料。
1 配料方案确定
1.1  煤矸石配料对煅烧系统的影响
 我公司目前选用的是西马矿的洗矸,其与铝矾土的化学成分比较见表1,燃料工业分析见表2。由表中可见,煤矸石较铝矾土中碱含量升高0.48倍,氯含量也大幅升高,且每kg煤矸石又带进了0.0286kg单质硫。众所周知,氯、硫、碱三种成分易在熟料煅烧过程中形成化合物,并造成循环富集,将导致熟料煅烧系统结皮堵塞,因此,煤矸石配料的关键在于如何控制生料和燃料中的硫、碱、氯等有害成分的循环富集。
 

1.2 煤矸石配料方案的实践
 我们对煤矸石带入系统内的硫、碱、氯等有害成分升高对煅烧系统的影响机理进行了分析研究,为避免硫、碱、氯等有害成分的循环富集,结合前期公司生产运行实际情况,制订了如下煤矸石配料方案。
   (1)严格控制硫碱比在0.8~1.0,以保证硫、氯的化合物均与碱生成不易挥发的硫酸盐和氯化物,减少游离硫和游离碱,生成的化合物存在于窑料中,挥发温度高于熟料煅烧温度的化合物作为熟料成分排出窑外,挥发温度低于煅烧温度的化合物则产生循环。
 如果硫碱比偏小,易形成游离碱循环富集,易在预热器二、三级形成结皮堵塞,我们前期主要是二级发生过两次结皮堵塞;反之,则易形成游离硫循环富集,易在预热器五级、分解炉、窑尾结皮或结圈。
 为了实现硫碱比的合理控制,我们设计了两个配料方案:
 方案一:投料初期,由于生料均化库内有大量库存,故采用高硫碱比1.2配料方案,煤矸石完全取代现有的铝矾土配料,用以将原有生料的硫碱比0.5逐渐调整到0.8以上,原燃材料化学分析见表3、燃料的工业分析见表4、生料配比见表5。
   方案二(见表4):当入窑生料硫碱比达到0.8时,生料配料执行方案二,即硫碱比调整到0.88,加入部分铝矾土取代部分煤矸石,进行煤矸石稳定配料生产。

 

 

 

 

  (2)严格控制生产用原燃材料质量,提高稳定性:
  ①燃料煤:
       a 、不同货源的煤都要有合理的库存,以确保均化搭配需要;
       b、不同货源的煤要有相对稳定的热值,相邻两批次间波动范围在 200kCal/kg以内;
  ②石灰石、砂岩、铝矾土、煤矸石:
      a、制订严格的供应计划,不同供应商要按计划供货,严禁无计划进厂;
      b、不同供应商必须保证所供应原料质量满足公司控制指标。
  ③生产过程控制及过程产品质量控制:
     a、选择合理三率值,提高生料易烧性,减少煅烧用煤,降低系统温度。初步选择三率值为:KH=0.92,n=2.5,p=1.45。
     b、所有原燃材料必须按工艺技术要求,经预均化后才能使用,未经均化的原燃材料严禁进入生料制备和熟料煅烧系统;
     c、生产初期,出磨和入窑生料坚持每小时一个样,直至方案二执行后取得稳定的硫碱比,恢复正常控制过程,即入窑生料每两小时一个样;入窑物料表观分解率每四小时一次;
    d、加强出磨煤粉控制,水份<3.5%,细度<5%,确保煤粉充分燃烧,避免窑内出现还原气氛;
    e、动力部加强对熟料煅烧系统的热工仪表校准管理,确保数据反馈准确及时;
    f、生产现场巡检人员对熟料煅烧系统漏风治理,确保各部位温度均一稳定;同时加强对热电偶清结皮和对负压管清堵处理,减少热工参数测量误差,为中控操作提供可靠数据;
    g、加大空气炮工作频率,加强机械清结皮力度;定期督促现场巡可巡检人员用压缩空气对四、五级预热器锥体进行清扫,减轻结皮累积效应。
 ④中控操作控制:
     a、合理使用风煤,控制窑尾进料室温度不超过1200℃,杜绝系统还原气氛,减少甚至杜绝窑料中硫酸盐分解与挥发,减轻窑尾进料室结皮堵塞;
     b、合理使用风煤,适当降低分解炉内烟气温度及入窑物料温度,严格控制分解炉出口温度不超过880℃,预热器一级出口温度不超过300℃,入窑物料表观分解率控制在90%~92%,减少物料在预热器、分解炉内出现熔体结皮;
     c、合理控制入窑二次风温稳定在1200±30℃;
     d、微调、精调,保证系统热工制度均衡稳定,杜绝局部高温和温度频繁波动;
     e、督促现场巡检人员,勤观察物料外观颜色,杜绝还原气氛;勤观察处理热工仪表,确保热工参数反馈准确。
  ⑤产品质量控制:
     a、控制熟料容重在1280~1350g/l;
     b、熟料中碱含量≤0.9%;
1.3 煤矸石配料方案总结
     a、生产初期每周进行一次总结,总结内容包括:1)配料方案执行情况;2)节煤效果;3)产品质量,尤其是熟料需水性和熟料强度;
     b、稳定生产后,每进行一次总结,必要时提出相应改进方案。
2  实验总结
2.1  实验过程简述
     2011年10月10日,我们采用西马矿洗矸代替铝矾土,进行配料实验,煤矸石掺加量基本维持在(5±0.5)%,设计配料方案得到如期执行,11日中午煤矸石入窑煅烧,预热器C1~C3出口温度平均升高10~20℃,系统负压基本无影响,出窑熟料各龄期强度与铝矾土配料基本一致。
2.2 实验结果统计

 

 

 

2.3 实验结果总结
 通过近两个月的生产实践,我们的煤矸石配料工作取得了阶段性的成功,基本每吨熟料降低原煤消耗2.5公斤,熟料质量无明显影响。但在后续的生产实验中,我们认为在煤矸石配料工作中,有如下几点需要重点关注:
   (1)原燃材料质量。通过实验,煤矸石配料生产的熟料硫碱比基本稳定在0.8~0.9,为此在下一步生产过程中,必须加强原燃材料的有害成分控制,尤其是碱含量的控制,以降低预热器和窑内结皮堵塞机率,保证熟料后期强度。
   (2)加强生产过程物料管理,改善物料均化效果。良好的物料均化是保证生料配料稳定的前提,也是稳定入窑生料质量的必要条件。只有入窑生料稳定了,窑内热工制度才能有基本的保证,实现稳定操作。
   (3)中控操作必须突出精细化。窑操作人员必须时刻关注窑系统热工参数微小的变化,认真调整,尤其是烧成带温度的合理控制,是降低物料中有害成分循环富集的必要保证。通过十一月份和十二月份两次计划停窑检查,我们发现,煤矸石配料对预热器系统结皮影响颇大,尤其是C5下料管的结皮速度提高了近三倍,加大了堵塞的风险,为此,中控操作人员必须时刻警惕,关注预热器四级、五级下料管的温度压力变化,降低预热器系统堵塞损失。
   (4)加强工艺技术管理,定期定时对回转窑系统进行必要的检修检查,处理煤矸石配料带来的危险因素,保证生产有计划顺利进行。

来源:《四川水泥》2012-05

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