關于回轉窯水泥熟料煅燒的 研究工作,我國于上世紀80年代初就已開始起步,在國家與 研究設計團隊的配合參與下,回轉窯水泥熟料煅燒 的研究工作進展的十分順利。截止到目前,關于回轉窯水泥熟料煅燒的探索性研究工作取得了一定的成果,下面詳述回轉窯煅燒的工作狀況與優缺點。
水泥生產過程中,為滿足水泥熟料煅燒的控制要求,對入窯生料采取反復倒庫的 ,保證了生料 ,為系統穩定煅燒熟料創造了條件。生料率值的控制采用高飽和比、高硅酸率和高鋁氧率的配料方案,同時生料穩定性得到有效控制,波動范圍較小,基本能夠滿足生產的控制要求。高溫煅燒后的水泥熟料率值變化數據顯示,起初硅酸率較高、鋁氧率基本穩定;隨后采用油煤混燒,引入煤灰導致硅酸率有所降低、鋁氧率有所升高;再隨著油煤切換完成和系統的穩定,三個率值基本穩定控制在目標范圍之內,這也可從率值的波動誤差中得到印證。
為了增強蓄熱量,提高投料抗溫度的波動能力,在升溫投料前,已經注入了大量符合顆粒級配要求的熟料。因此,在熟料采樣分析的過程中,除了控制采樣時間外,為了防止取到預先加入系統的熟料,采樣主要從L/V閥和FCK內采樣孔內取出,此熟料的強度除個別熟料樣不合格外,熟料強度(早期、后期)較一般回轉窯熟料強度基本接近或略低,可以與回轉窯熟料相比。在起始喂料階段,床層內的溫度變化較大,主要緣于生料喂料量和燃料喂入量之間尚未建立平衡所致。隨著生料和燃料的連續喂入,熱工平衡穩定關系也得到建立。初始穩定生料投料量45t/h(熟料產量660t/d),后來生料喂入量提高到62t/h(熟料產量為950t/d)。生料喂入量比較穩定,在24h的生產運行期間,其中10h的床層溫度較穩定;但油煤平穩切換運行2h后,煤粉供給穩定性越來越差,呈現較大波動,導致溫度也出現較大波動。波動產生的直接原因是煤粉含水量較高(>4%),煤粉倉下料不暢,隨后出現煤粉倉堵塞。為了維護窯的正常運行,再次啟動燃油系統,后因燃油準備不足,終止了窯系統的生產運行。整個生產過程中,壓差基本穩定在18kPa±7kPa,得益于生料均化比較充分。在本輪試生產過程中,主要精力集中在生產控制上,對經濟指標并沒有進行嚴格的統計;連續運行時間內的數據統計分析,燒成系統熱耗為3226.96kJ/kg熟料(772kcal/kg熟料)、電耗為37.3kWh/t熟料,受當時熟料產量、原燃料和操作控制等條件的限制,指標還有一定的提升空間。因此,采用煅燒水泥熟料 ,相比新型干法預熱預分解窯有一定的優勢,1000t/d回轉窯的能耗指標與5000t/d預熱預分解窯系統相當。
利用回轉窯煅燒水泥熟料 與同規模窯外分解窯 相比,具有如下許多優越性:
(1)采用靜態設備代替動態設備,裝備過程得到簡化,有利于系統內部氣固換熱效率的提高和表面散熱控制;熟料煅燒溫度由回轉窯內1425℃±25℃的固相溫度需求,降低到1320℃±15℃的中氣固混合相溫度需求,熱耗降低約20%。
(2)因熱耗和熟料煅燒溫度的降低,有利于(降低10%~25%)和 x(降低40%以上)的減排控制。
(3)因燒成系統進行了簡化,其占地面積降低約70%,燒成系統的裝備投資降低約40%。
(4)回轉窯煅燒的熟料顆粒較小,有利于降低水泥粉磨電耗,噸水泥電耗可降低15%~20%。
(5)因系統簡化,需 監控的操作參數減少,有利于系統操作控制和生產維護管理,運行成本降低約25%。
(6)回轉窯中氣固相混合燃燒、換熱和反應,提高了熱交換效率,為使用煙煤、無煙煤甚至劣質煤奠定了基礎。
(7)生產實踐證明,利用該系統可生產P·O52.5和P·O62.5高標號水泥,滿足工程建設的需要。
所謂缺陷和未來發展的限制條件,經過分析對比如下:
(1)回轉窯的蓄熱能力小,抗波動能力相對較差。一方面要提高生產操控水平,如強化生料的均化和生產操作控制,必須滿足精細化生產操控要求(KH、SM和IM波動分別控制在2.5%、3.5%、5.0%以內,回轉窯內煅燒溫度控制在±15℃之間);另一方面,為 回轉窯蓄熱能力差的問題,在系統啟動投料過程中,除預先投入足量熟料作為蓄熱介質外,降低系統操作參數的控制幅度(如喂料量、用風量、用煤量等)尤為重要,以有利于系統穩定和操作控制。改變操作控制習慣,從原有粗放型的操作方式提高到精細化的控制方式,這也是工業生產系統控制和發展的必然結果和要求。
(2)采用回轉窯煅燒 ,難于適應粗放型替代燃料的使用,尤其難于滿足粗放型城市生活垃圾的協同處理,限制了粗放型業務的拓展,但經過精細化處理的各種固液體廢料,仍能夠使用該系統進行協同處置和利用。
總結以上回轉窯水泥熟料煅燒系統,得出結論,操控過程簡單,整個燒成系統重要的控制點參數不多,僅有6項,即預熱器出口的氧含量和溫度,分解爐出口溫度,回轉窯內氣固相反應的混合溫度和床層壓力,回轉窯多孔板下的氣相溫度。這些就可滿足生產操控要求,相比現代新型干法預熱預分解窯系統要簡單。但是操作控制要求相對較高,主要緣于系統抗沖擊能力較差所致。因此,在原、燃料制備與均化控制以及系統操作控制方面要求相對較高,完全可以通過 ,滿足系統的操控要求。 ,尚有許多優化、改進和完善的空間;尤其預熱器結構及其系統中的局部結構,均有很多優化、改進和完善的空間。