预分解窑系统中碱、硫、氯等有害成分的富集及危害_豪杰

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预分解窑系统中碱、硫、氯等有害成分的富集及危害

预分解窑系统中碱、硫、氯等有害成分的富集及危害在预分解窑的生产中，由于碱在预热器系统的重新凝聚，熟料中的碱含量往往高于其他类型的回转窑。当生料及燃料中的碱、硫、氯等有害成分含量较高时，还容易造成预热器系统的黏结及堵塞，影响窑系统的均衡稳定生产，所以更应特别重视。这也就是NSP窑旁路放风技术发展的原因。在预分解窑系统中，碱、硫、氯等循环、富集是伴随着两个过程而发生，一个叫做“内循环”，另一个叫做“外循环”。所谓内循环，是指碱、硫、氯在窑内高温带从生料及燃料中挥发，到达窑系统{zd1}两级预热器(例如四级旋风预热器的第四级及第三级旋风筒)较低温度区域时，随即冷凝在温度较低的生料上，它们随着生料沉集一起进入窑内，形成一个在预热器和窑之间的循环和富集过程。而外循环则是指凝聚在生料中的碱、硫、氯等成分，随未被预热器收集的生料一起排出预热器系统，当这部分粉尘在收尘器、增湿塔及生料磨、烘干机系统中(当预热器废气作为烘干介质被生料磨、烘干机系统利用时)被收集重新人窑时，在预热器与这些设备之间所存在的循环过程。由于这个循环过程是在窑外单独进行，故称之为外循环。如果在收尘设备中收集的窑灰丢弃，外循环则基本xx。但是，由于在预热器系统中K20的冷凝率高达81％-97％，而Na20的冷凝率较低，因而预热器废气中带出的含碱、硫、氯等有害成分相当低，因此，窑灰重新回窑产生的外循环，对生产影响不大。预分解窑系统的粘结堵塞故障对旋风预热器来说，最容易发生结皮、堵塞的部位主要在窑尾烟室、下料斜坡、缩口及最下一级旋风筒锥体、最下两级旋风筒下料管等部位。结皮在整个预热器系统以及预热器主排风机的叶片上都可能发生。结皮增厚时，不但会使通风道的有效截面减小，阻力增大，影响系统通风，结皮严重或塌落时，还容易发生堵塞事故，影响正常生产。主排风机叶片结皮，会使风机发生震动，影响风机的安全运转。造成固体颗粒粘结在煅烧装置的内壁而形成预热器内结皮的原因，伦普(H·Rumpf)认为是湿液薄膜表面张力作用下出熔融黏结，作用于表面上的吸力造成的表面黏结及纤维状或网状物质的交织作用造成的黏结。由于在窑尾及预热器内的结皮中硫酸盐和氯盐含量很高，而在硫酸钾、硫酸钙和氯化钾多组分系统中，·{zd1}熔点温度为650-700℃，因此窑气中的硫酸碱和氯化碱凝聚时，会以熔态形式沉降下来，并与入窑物料和窑内粉尘一起构成黏聚性物质，而这种在生料颗粒上形成的液相物质薄膜，会阻碍生料颗粒的流动，从而在预热器内造成黏结堵塞。此外，生料成分波动、喂料不匀、火焰不当、预热器过热、燃料不xx燃烧、窑尾及预热器系统漏风、预热器内衬料剥落、翻板阀不灵等种种原因，也都会导致结皮、堵塞。法国拉法基水泥公司研究中心认为，结皮的形式主要与下列三个因素有关： (1)与物料中钾、钠、氯、硫的挥发系数大小有关，特别是在还原气氛中，挥发系数增大时，对结皮影响很大。 (2)与物料易烧性的好坏有关，如果物料易烧性较好，则熟料的烧成温度将会相应偏低，结皮就不易发生。 (3)与物料三氧化硫与氧化钾的摩尔比大小有关，物料中的可挥发物含量越大，窑系统的凝聚系数越大，则结皮形成的可能性就越大。关于结皮的主要矿物成分，一般认为是由于大量的粉尘循环及硫酸盐、氯化物的富集而生成一种灰硅钙石(Spurrite)。中国建筑材料科学研究院曾对8个结皮试样进行了X射线分析，发现8个试样中都含有硫酸盐和以复盐形式存在的硫酸盐化合物，而大部分试样中都有灰硅钙石(2C2S·CaC03)和硫硅钙石(2C2S·CaS04)。据中国水泥发展中心1983年对美国水泥工业的考察，美国波特兰水泥协会(PCA)亦认为灰硅钙石是结皮的主要成分。据其鉴定灰硅钙石的分子式是Ca5(Si04)2C03，结构式是2C2S·CaO·~aC03。并且认为Rcl是灰硅钙石形成的矿化剂。他们还曾用四种成分不同的窑灰加入到生料中进行试验，其掺合比为窑灰15％，生料85％，在同样的条件下进行加热，发现只有含氯高(6．24％)的窑灰掺人后，经800t处理后的样品中，有灰硅钙石形成。他们提出的防止结皮的措施： (1)减少和避免使用高氯和高硫的原料。 (2)使用低氯、低硫或中硫的煤。 (3)如过量的氯和硫难以避免，建议采取以下措施： ①丢弃一部分窑灰，以减少氯的循环；②采用旁路放风系统。 (4)避免使用高灰分和灰分熔点低的煤。 (5)对窑及预热器要精心操作，使各部的温度、压力稳定及喂料量稳定。根据国内外预分解窑的生产经验，必须针对形成粘结堵塞的原因，采取预防措施。

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