燃煤爐渣在水泥熟料配料中的使用

楊亞明 湯 軒

(富蘊天山水泥有限責(zé)任公司， 新疆 富蘊 836199）

關(guān)鍵字：燃煤爐渣；配料；熟料

現(xiàn)在國家對環(huán)保日益要求嚴(yán)格，煤炭資源緊張的同時，每年對水泥行業(yè)進(jìn)行能源審計及進(jìn)行碳排放交易的推行，對企業(yè)的綠色生產(chǎn)經(jīng)營提出新的挑戰(zhàn)。根據(jù)水泥生產(chǎn)的特點，通過積極開發(fā)利廢技術(shù)，有效地利用工業(yè)廢料廢渣作為水泥生產(chǎn)的原料、燃料以及混合材料，已經(jīng)成為工業(yè)綜合利廢、保護(hù)資源、節(jié)能降耗、變廢為利的一條有效途徑。

通過本地周邊走訪，發(fā)現(xiàn)縣城鍋爐房每年可產(chǎn)生2～3 萬噸燃煤爐渣。燃煤爐渣是工業(yè)和民用鍋爐及其他燃燒設(shè)備燃煤所排出的廢渣，具有一定的火山灰性質(zhì)，可用作水泥生產(chǎn)的材料，如能大量消納，是減少其對環(huán)境污染的一種有效途。

1 燃煤爐渣的成分

在2017 年2 月份以來，化驗室通過對縣城鍋爐房燃煤爐渣進(jìn)行取樣化驗，結(jié)果表明燃煤爐渣中有部分未燃盡的煤，其熱值4633.84KJ/kg。SiO2：53.33%Al2O3：17.59%，計劃在生料配料中使用，降低原料成本及煤耗，節(jié)約熟料成本。

從2017 年3 月開始試進(jìn)1500 噸燃煤爐渣。通過進(jìn)廠檢驗，結(jié)果表明燃煤爐渣主成分為鋁硅質(zhì)材料，含有較高的酸性氧化物 (SiO2、A1203)，可作為生料中硅質(zhì)及鋁質(zhì)組分，替代黏土配料。燃煤爐渣的熱值均值在5339.43KJ/kg，可替代部分燃料，從而減少熟料燒成過程中碳酸鹽分解所需用煤，降低熟料煤耗。

2 燃煤爐渣的使用

化驗室根據(jù)燃煤爐渣的化驗結(jié)果，嘗試用燃煤爐渣配料生產(chǎn)熟料。 為使試驗過程順行，減少生產(chǎn)過程造成波動，先用1%的爐渣代替礦渣進(jìn)行配料，操作人員能夠穩(wěn)定駕馭生產(chǎn)后，再逐步加大爐渣用量。其方案的三率值設(shè)計為：KH=0.90～0.94，N=2.4～2.7，P=1.2～1.5。

從4 月2 日開始使用。在生產(chǎn)中根據(jù)窯煅燒情況及熟料全分析調(diào)整燃煤爐渣配比，最高時燃煤爐渣配比在4%時，窯上出現(xiàn)熟料液相量提前，熟料有黃心料。后期燃煤爐渣配比穩(wěn)定在2%左右，優(yōu)化生料配比，比較有利于熟料煅燒。

表1 2016 年與2017 年熟料全分析對比（單位：%）

表2 2016 年與2017 年熟料礦物組成及強度對比（單位：%：MPa）

通過2016 年與2017 年熟料的全分析、礦物組成和強度對比的結(jié)果，表明在生料中使用燃煤爐渣2%配料對熟料的3天、28 天強度沒有影響。

燃煤爐渣的熱值在5000KJ/k 左右。通過穩(wěn)定熱工，優(yōu)化參數(shù)。2017 年熟料的煤耗是152.67kg/t.較2016 年下降4.64kg/t

表3 2016 年與2017 年熟料煤耗對比（單位；kg/t）：

3 燃煤爐渣存在的問題及解決辦法

針對燃煤爐渣中帶有少量的熱值，會導(dǎo)致尾溫過高，液相提前出現(xiàn)的可能，我們對煅燒操作提出控制要求，分解爐出口溫度從以前的850-880℃降低至830-860℃，頭煤、尾煤比例控制在40 ：60，將尾溫控制在1050±30℃以內(nèi)，以防液相過早出現(xiàn)造成的預(yù)熱器結(jié)皮、堵塞現(xiàn)象，控制入窯分解率在85%～90%之間，以免因分解率過高而引起窯內(nèi)長厚窯皮結(jié)圈等情況的發(fā)生。

由于配料方案的變化，需要加強對窯工的理論知識和實際操作培訓(xùn)，才能保證生產(chǎn)順利。

4 取得的效果

從4 月2 日～9 月25 日共使用燃煤爐渣8873 噸，在生料中使用燃煤爐渣配料平均配比在2.28%。生產(chǎn)熟料24.9 萬噸。

4.1 降低熟料成本、降低煤耗

1） 降低熟料原料成本：通過在生料中使用燃煤爐渣配料平均配比在2.28%，節(jié)約3.18 元/噸；2） 降低熟料煤耗：熟料煤耗從2016 年157.31kg/t 下降到2017 年152.67kg/t。節(jié)約4.64kg/t。降低成本0.77 元/噸。累計降低熟料成本：98.36 萬元。

4.2 資源綜合利用

燃煤爐渣屬于國家資源綜合利用免稅目錄中的廢渣。今年生產(chǎn)出廢渣摻量在20%以上，符合免稅要求P.O42.5 水泥6.2994 萬噸。免稅200 萬元左右。

5 結(jié)語

利用燃煤爐渣進(jìn)行配料生產(chǎn)水泥熟料經(jīng)過在生產(chǎn)過程中的調(diào)整摸索和優(yōu)化煅燒操作等措施，該配料方案取得了成功。給企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。同時，保護(hù)資源、節(jié)能降耗、變廢為利，也創(chuàng)造了社會效益。