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4污泥对生料性质和熟料煅烧影响的分析
1)因污泥中含F-、Cl-等卤化物和R2O,特别是氟化物为强熔剂,具有矿化作用,能够使水泥生料的最低共熔点降低,生料的易烧性增强,特别是有F-、Cl-等卤化物的参与,可降低熔体的黏度和表面张力,促进烧结的速度,相应扩大了C3S相区,增加了C3S量,熟料煅烧温度降低,熟料综合热耗下降。另外,由于入窑生料表观分解率的下降,所以窑头的给煤量与不掺加污泥相比基本没有变化。
2)因熟料的煅烧过程能在较低温度条件下出现液相,煅烧温度降低,C2S在低温液相条件下吸收CaO生成C3S,完成烧结反应,因此为保证控制液相在过渡带出现,对分解炉出口温度进行控制,与不掺加污泥相比,要降低40~45℃,窑尾给煤量降低0.3~0.5t/h。
3)经测定熟料与外加剂的相容性同不掺加污泥相比,净浆初始流动度由180mm提高到220mm,净浆流动度损失由50~60mm降低到10~20mm,因熟料与外加剂相容性的极大增强,使得水泥与外加剂的相容性大为改善。
5窑系统协同处置污泥工艺隐患和故障的解决办法
1)因加入污泥的生料中含F-、Cl-等卤化物和R2O,尤其是F-的矿化作用,使得液相提前出现,要适度降低并稳定控制分解炉出口温度为855℃左右,稳定入窑生料表观分解率为85%~92%。
2)加强分解炉缩口和鹅颈管、窑尾烟室和斜坡清理,保证预热预分解系统通风顺畅,为煤粉在窑、炉的充分燃烧创造条件。
3)加强预热预分解系统的密封堵漏,防止漏风造成富集的F-、Cl-遇到冷风凝聚结块、固化结皮,预热预分解系统出现工艺隐患及堵塞故障。
4)在保证预热预分解系统及窑各环节合理温度梯度,特别是降低用煤总量以及控制较低的分解炉出口温度的前提下,适度减少头煤比例,加大尾煤比例,提高熟料对氟化物、氯化物、碱的结合度,尽可能地将F-、Cl-、R2O等挥发物通过熟料带出整个窑预烧及煅烧系统。
5)在稳定控制分解炉出口温度为855℃左右及入窑生料分解率为85%~92%的情况下,控制二次风温1150℃左右、三次风温800℃左右、窑尾温度1100℃左右,保证控制液相在窑过渡带出现。控制好窑、炉风量的平衡,确保烧成带后部不出现生料结圈;确定好燃烧器的位置,增加燃烧器移动的频次,通过火点位置的变化,保证烧成带窑皮平整无熟料结圈,上述措施可以保证窑内通风正常及窑头煤粉的充分燃烧。
6结论
1)污泥中的F-、Cl-等卤化物和R2O等挥发性组分,能在窑系统形成挥发凝聚循环,在保证一定加入量的前提下,通过优化窑工艺操作克服窑系统的结皮堵塞,保证窑的连续运转。
2)窑系统在无旁路放风工艺条件下协同处置污泥,要按照最佳加入量加入污泥,防止污泥中的挥发物在预热预分解系统挥发凝聚循环,形成富集,导致预热器结皮堵塞。另外,当污泥的加入超过最佳量时,熟料的凝结时间延长,会影响到熟料的性能。
3)要合理控制窑系统的温度梯度,防止污泥中的挥发组分形成生料结圈、熟料结圈等工艺隐患,以保证窑主机工况的正常稳定及窑的产质量和能效指标的达标。
4)因F-、Cl-、R2O等的矿化作用,生料预烧和熟料煅烧的综合热耗降低,熟料的热耗可降低60.7~104.6kJ/kg。
5)通过工业试验,在无旁路放风工艺条件下的水泥窑协同处置污泥,单独加入三星污泥的最佳加入量为2.5%,单独加入比亚迪污泥的最佳加入量为1.0%。
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