石油焦用于水泥窯煅燒的嘗試

陸才科

(華潤(rùn)水泥（上思）有限公司， 廣西 防城港 535500)

石油焦具有熱值高全硫含量高的不同，可分為高硫焦和低硫焦，高硫焦一般用作水泥廠和發(fā)電廠的燃料。過(guò)高的硫會(huì)導(dǎo)致窯及預(yù)熱器頻繁結(jié)皮結(jié)圈，且可能會(huì)導(dǎo)致SO2排放超標(biāo)，有必要根據(jù)企業(yè)自身工藝、原材料條件進(jìn)行試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證使用石油焦的可行性。

試驗(yàn)方案

HRSS公司有兩條5000t/d的新型干法熟料生產(chǎn)線，兩線共用煤炭均化堆，故試驗(yàn)同時(shí)在兩線開(kāi)展。試驗(yàn)分別采用山西5000及內(nèi)蒙5500兩種煙煤與石油焦搭配使用，石油焦的設(shè)計(jì)搭配比例分別為10%、15%、20%逐步遞增。每種比例分別試驗(yàn)一堆煤。熟料率值設(shè)計(jì)與原控制方案保持一致，KH=0.925±0.02，SM=2.05±0.1,IM=1.50±0.1。

試驗(yàn)重點(diǎn)監(jiān)控使用過(guò)程中窯系統(tǒng)工況、硫排放、氨水用量及熟料質(zhì)量。

試驗(yàn)過(guò)程

1 配煤結(jié)果

表一

表二

表三

2 試驗(yàn)分析

2.1 煤耗分析

試驗(yàn)一煤耗偏高，主要原因：剛開(kāi)始使用石油焦，窯的工藝參數(shù)沒(méi)調(diào)整到位；熟料 KH值控制過(guò)高，物料易燒性差；煤粉細(xì)度粗，燃燒不完全。通過(guò)操作工藝參數(shù)的調(diào)整及降低入窯煤粉的細(xì)度等措施，試驗(yàn)2 三煤耗正常。

2.1 工況分析

1）、石油焦中的硫?qū)ΩG系統(tǒng)二氧化硫的排放影響不大；硫排放主要受石灰石中含硫影響。

2）、石油焦難磨，導(dǎo)致煤粉電耗上升；但入窯煤的熱值提高，用煤量下降，熟料工序電耗下降；

3）、隨著石油焦摻量的增加，燒成帶長(zhǎng)度有縮短趨勢(shì)，余熱發(fā)電量上升，氨水消耗上升。主要是石油焦燃燒烈度高，放熱集中，造成高溫型NOx增加，2 三次風(fēng)溫升高。

4）、隨著石油焦摻量的增加，煙室易結(jié)皮，后燃所致。

2.3 質(zhì)量分析

摻石油焦對(duì)熟料的標(biāo)準(zhǔn)稠度、凝結(jié)時(shí)間、與外加劑適應(yīng)性均無(wú)不良影響，但熟料28天抗壓強(qiáng)度隨著石油焦摻量的上升而下降?；瘜W(xué)分析結(jié)果表明熟料中SO3

試驗(yàn)三因使用時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)可控，直接將剩余石油焦全部搭配完畢，故摻量較計(jì)劃偏高。

使用德國(guó)耐馳綜合熱分析儀對(duì)三個(gè)配比的煤樣進(jìn)行熱分析，結(jié)果如下表所示。

結(jié)果顯示，與普通煙煤相比，三種煤均呈現(xiàn)出著火溫度高、燃燒烈度高、燃盡時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，這與石油焦的燃特性有關(guān)。但摻量最高的3#樣品燃盡時(shí)間反而最低，應(yīng)是因?yàn)槠涫褂玫臒熋翰町愃隆?/p>

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.1 指標(biāo)及質(zhì)量情況

含量隨石油焦摻量上升而上升，且硫堿比大幅升高，超過(guò)了0.8-1.0的最佳硫堿比。查閱文獻(xiàn)1可知，低堿水泥的強(qiáng)度隨熟料SO3含量上升而下降，28天強(qiáng)度最大可降低10%。通過(guò)改變熟料化學(xué)成分，如提高SM，可以避免由于硫的固溶引起的強(qiáng)度下降。

4 效益分析

按煙煤700元/噸,石油焦800元/噸計(jì)算。與空白相比，摻量為15.5%時(shí)，熟料成本上升1.63元/噸；摻量27.5%時(shí)，成本下降4.84元/噸。如煙煤與石油焦差價(jià)達(dá)230元每噸時(shí)，成本相當(dāng)。

5 結(jié)論

石油焦可用于熟料煅燒；隨著石油焦摻量上升，結(jié)皮有增多趨勢(shì)，但尚可控；在27%摻量范圍內(nèi)硫排放無(wú)明顯升高；隨著石油焦摻量上升，氨水用量明顯上升；隨著石油焦摻量的上升，熟料28天抗壓強(qiáng)度會(huì)有所下降；隨著石油焦摻量上升，余熱發(fā)電量上升；隨著石油焦摻量上升，熟料綜合成本下降。