l硫碱比-关于“硫碱比”问题的讨论.docVIP

从悬浮预热及预分解窑诞生以来，由于窑气中挥发性组份能绝大部分冷凝在悬浮物料上形成闭路循环，对生产过程和熟料质量有较大的危害，因此引起了世界范围的关注，其中，对碱和硫的允许含量及其之间的比例也作了大量的研究，并明确地提出了硫碱比的概念。 随着我厂1000t/d预分解窑投入运行，笔者开始参与这万面的实践，对硫碱比问题逐步产生了一些看法·供同行参考。 2?????????????? 关干硫碱比的适用范围 ? 硫碱比即新型干法窑入窑原、燃料中硫和碱的摩尔比:S/R-molS03/(molNazO十molKzO)，本文采用文献「l推荐的S/R=S03/(0.85K20+1·29NazO)计算式。 世界各大水泥公司提出的具体计算式与之大同小异，但取值各有不同，多在0.5-1.0之间，其理论依据为:控制合适的硫碱比，使锻烧过程挥发在窑气中的硫、碱组份能尽量多的结合成硫酸盐，由于硫酸盐的沸点较高，二次挥发率低，随熟料排出窑外，从而避免在窑尾富集形成结皮。 文献[]指出:具有决定意义的不是原、燃烧中硫碱的比率，而是存在于气氛中硫碱的比率。对于烧煤，特别是烧高灰份煤的水泥窑，不但要考虑碱的挥发率，而且还耍看到挥发性碱在高温窑气中研发生的反应。因此，国外水泥工作者根据其原料、配料率值以及烧油等条件下总结出来的硫碱比需要进行分析。 我厂PC窑在S/R0.4的情况下，因为SO3而发生堵塞就是一个例子。 ? 我厂地处北方，原、燃料中的碱含量较高，硫含量较低，设计计算生料中的硫碱比仅为0.152,详见表1。对于这种原、燃料，预分解窑能否正常运转。我们在进行薄行性研究时，对条件类似的牡丹江、鹤岗、绥化三厂进行了调研，三厂生料的挥发性组份含量见表2。 表1 哈尔滨水泥厂PC窑物料中挥发性组分含量(%) 组份 K2O Na2O SO3 cl- S/R 石灰石 0.25 0.15 0.02 0.004 ? 黏土 2.65 2.01 0.29 0.007 ? 铁粉 0.38 0.22 6.12 0.005 ? 煤灰份 2.73 0.85 0.60 0.009 ? 生料 0.60 0.42 0.16 0.004 0.152 熟料 1.00 0.64 0.27 0.069 ? 煤粉 S=0.20% ? ? ? ? 表2 北方三厂生料中的挥发性组分含量(%) 厂名 K2O Na2O SO3 cl- S/R 牡丹江 0.46 0.29 0.14 0.005 0.183 鹤岗 0.63 0.40 0.45 0.024 0.428 绥化 0.54 0.34 ….. 0.003 ? 调研结果表明，三厂在生料中碱含量偏高，硫含量较低，在煤粉硫含量很低的条件下，都能较正常地运转。 因此我厂改造选用了预分懈窑，同时预留了必要时上放风系统的余地。 该窑1992年10月点火调试，到1993年4一6月出现了频繁的预热器堵寨现象。 查找原因发现在三风道喷嘴旋流风的螺旋体角度小、燃烧效率较低的情况下，生料中SO3含量偏高。生料中SO30.16%时,运行基本正常;预热器经常塌料;SO20.25%时,就有堵塞的危险SO30.4时，很快就会堵塞。 最近又看到了珠江水泥厂的有关报导[3]，该厂近年硫碱比增加(1994年平均为1·65)起初，这些高硫碱比的物料确实给生产带来许多闲难，结皮堵塞影响正常生产，熟料质量亦明显下降- 经过多方研究攻关，采取调整工艺配方，确保燃料的完全燃烧，重点抑制硫的挥发循环等揩施、不采用旁路放风，完全可以优质高效地生产水泥熟料，圈此，笔者认’硫碱比的适用范围有必要进一步探讨. 3硫酸盐的形成与挥发 ?? 硫碱比的理论依据主要有两点:其一，锻烧过程挥发出来的硫和碱能够首先形成硫酸盐，在窑气中硫碱比合适时能绝大部分生成硫酸盐;其二，形成的硫酸盐在胺烧过程中二次挥发率很低，固定在熟料中排出窑外。 文献[4]指出:对这些复杂系统确切的热力学数据尚未获得，因此几乎不可能预测这些反应过程。因此，在新型干法窑的各种工况下，这两条依据的可靠性还需要迸一步证明，但下述情况却便我们有理由对这两条依据的普遍性提出怀疑。 3·1不论原、燃料中的硫碱比高低，结皮样中都含有大量S03 ??? ?在新型干法窑系统中，挥发性物质外选列大气里的量很少，基本上都保留在熟料中排出。当内 外循环达到动态平衡时，熟料中的硫碱比可以认为是原、燃料硫碱比的综合反映。 表3为几个厂结皮样 ?? 表3几个厂的结皮样化学分析结果 本溪厂 生料 0.30 0.10 0.30 ----- 0.78 ? 熟料 0.54 0.23 -- ----- --- ? 窑尾斜坡结皮1 1.88 0.34 7.83 0.26 3.85 ? 窑尾斜坡结皮2 8.95 0.50 25.06 0.16 3.04