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    熟料高效催化劑在2500t/d生產線上的工業(yè)試驗

    《水泥》雜志 · 2017-06-09 10:26

      隨著2013版《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》的重錘落地,NOx的排放限值更加苛刻,環(huán)保的壓力將直接導致制造成本增加。因此,加大技術創(chuàng)新、引進新技術是水泥行業(yè)環(huán)保和降低成本的唯一出路。本文介紹熟料高效催化劑在2500t/d生產線上的試驗情況。

      1 作用機理

      此熟料高效催化劑是武漢理工大學硅酸鹽材料工程重點實驗室開發(fā)的一種無毒無害的粉粒狀無機材料,其基本組成是由多種礦物廢渣(如銅渣等)摻和一定比例的稀土貧礦(下腳料)復合而成,利用母體晶種技術來改善生料的易燒性。其主要作用機理如下:

      1)降低反應物質間質點鍵能,提高其化學反應活性;

      2)促進液相提前出現(xiàn),增加液相量,降低液相黏度,降低燒成共熔溫度;

      3)促進硅酸鹽礦物微晶的形成,晶格缺陷導致活化能力提高。

      由于稀土貧礦的巖性和黏土類礦物接近,銅渣的化學成分和赤鐵礦(鐵粉)的成分接近,故催化劑的加入對生料配料基本沒有影響。但銅渣中的鐵元素主要以Fe2+ 的形式存在,同時還含有部分CuO及其他微量元素;稀土貧礦中主要含有Ce、Y、La、Nd、Pr和Sc等元素。銅渣和稀土貧礦的化學成分見表1和表2。

    表1 銅渣的化學成分  %

    表2 稀土貧礦的化學成分  %

      2 試驗應用

      烏蘭察布中聯(lián)水泥有限公司2500t/d生產線采用黏土、石灰石、硅砂、鐵粉和粉煤灰五組分配料。2014年1月開始在生料配料中摻入熟料催化劑進行工業(yè)試驗。

      1)催化劑的摻入。熟料催化劑為粉體,摻入方法比較簡單。在石灰石和黏土原料庫的中間支一個30t的鋼板小倉,催化劑由TO160型斗式提升機(有效提升高度8.5m)喂入小倉,然后按外摻0.5%的比例經調速定量給料機計量后與其他原料共同入磨粉磨成生料,入窯煅燒。 在配料過程中,根據(jù)生料立磨的臺時產量連鎖自動調節(jié)流量。

      2)窯況及問題。從窯頭看火孔觀察:黑火頭較短,燃燒速率快,火焰明亮,無飛砂;從操作參數(shù)來看:分解爐溫度895℃,熟料結粒好,升重1250g/L。但試驗一周后出現(xiàn)頻繁掉窯皮現(xiàn)象。從窯筒體掃描來看:窯皮不均勻,29~31m處窯皮偏厚。由于窯皮結掉頻繁,熟料fCaO含量出現(xiàn)不合格,平均在2.5%左右。

      3)原因及措施。根據(jù)上述現(xiàn)象,技術人員初步判斷是由于催化劑的使用,生料的易燒性變好,液相出現(xiàn)早,窯內長浮窯皮所致。因此,我們將燃燒器退出窯口10mm,并調節(jié)三次風閘板,開度關小5%,強化窯內通風。同時,調整分解爐用煤量,控制分解爐溫度在860~870℃左右,操作上盡可能實現(xiàn)“薄料快轉”。在配料上,提高硅酸鹽礦物含量。調整前后配料及工藝控制參數(shù)見表3。

    表3 配料及工藝控制參數(shù)

      3 試驗效果

      經過上述調整,窯況逐漸好轉,窯內不再長浮窯皮,生產運行穩(wěn)定,質量合格。熟料結粒均齊致密,色澤好,無黃心料。使用催化劑前后熟料質量指標見表4,能耗技術指標見表5。

    表4 熟料質量指標

    從表5可以看出,試驗前后,窯臺時產量同比提高5t/h,熟料標準煤耗同比下降3.5kg/t,熟料綜合電耗同比下降2.1kWh/t。初步估算,該生產線三項綜合每年可節(jié)約資金589萬元,節(jié)能及經濟效益顯著。

    表5 熟料能耗技術指標

    編輯:俞垚伊

    監(jiān)督:0571-85871513

    投稿:news@ccement.com

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