催化強(qiáng)燃技術(shù)在立窯煅燒高標(biāo)號水泥熟料中的應(yīng)用

隨著水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，立窯水泥面臨的形勢越來越嚴(yán)峻，雖然用立窯煅燒水泥熟料，具有投資少、能耗低、原材料品質(zhì)要求較寬等優(yōu)點，但也存在著污染大、水泥質(zhì)量不穩(wěn)定、難以生產(chǎn)高標(biāo)號水泥等缺點，因此，旋窯水泥將逐步擴(kuò)大市場份額，一部分立窯水泥企業(yè)將遭淘汰，已是必然趨勢。立窯水泥企業(yè)要想生存下去，只有走技術(shù)創(chuàng)新的路，通過引入高新技術(shù)，改變傳統(tǒng)的、粗放的生產(chǎn)工藝，充分揚(yáng)長避短，降低污染、降低能耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量。本文介紹的催化強(qiáng)燃技術(shù)就是可以達(dá)到上述目標(biāo)的有效手段之一，下面就此作一個簡要介紹，供有興趣的企業(yè)參考。

二、快速煅燒：

眾所周知，燃煤燃燒是水泥熟料形成的必要條件之一，但是對它的認(rèn)識也僅此而已，在相當(dāng)時期內(nèi)，水泥生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)多著重在設(shè)備、配料、成球、通風(fēng)等方面，而對燃燒過程這一方面研究較少。近期，國內(nèi)外科技人員對此關(guān)注逐漸增加，并從大量科學(xué)實驗中發(fā)現(xiàn)：只需提高煅燒的升溫速度(而不是煅燒溫度)，就可以顯著影響水泥熟料的燒成；通過急劇增溫，可以使生料的預(yù)熱、分解、固相反應(yīng)和固液體反應(yīng)，部分或基本重疊，降低反應(yīng)活化能，節(jié)能降耗，提高水泥熟料質(zhì)量，從而提出了快速煅燒的新理念。然而，這一新理念如何應(yīng)用于實踐，目前多從研制新的煅燒方式與燃燒設(shè)備入手，對于在現(xiàn)有立窯生產(chǎn)設(shè)備與工藝中如何應(yīng)用，尚未見相關(guān)報道。

催化強(qiáng)燃技術(shù)就是可以在現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備與工藝上實現(xiàn)快速煅燒的科研成果。

三、技術(shù)簡介：

催化強(qiáng)燃技術(shù)是將特制的催化強(qiáng)燃劑(簡稱"快煤粉")摻入燃煤中，再與其他水泥原料配制成黑生料，然后入窯煅燒成水泥熟料的技術(shù)，因此應(yīng)用此項技術(shù)不需對現(xiàn)有設(shè)備、工藝進(jìn)行改造，不需增加投資，簡便易行。

此項技術(shù)已在安徽、江蘇、河北、河南、廣西等省二十余家水泥廠試用，經(jīng)過了連續(xù)生產(chǎn)應(yīng)用驗證，取得了如下綜合效果：

1、提高立窯產(chǎn)量10-20%，個別廠增幅達(dá)30%以上（詳見本文"實例"）。

2、節(jié)煤 15-20%：缺煤地區(qū)可以停用外運優(yōu)質(zhì)煤，全部利用當(dāng)?shù)?6000KJ/kg左右低熱值煤、或揮發(fā)分小于4%的難燃煤、或含硫3%左右的高硫煤，熟料產(chǎn)量、質(zhì)量不降反升。

3、部分或全部取消螢石復(fù)合礦化劑，減少環(huán)境污染。

4、提高水泥熟料質(zhì)量，可在原有強(qiáng)度指標(biāo)基礎(chǔ)上提高3-8Mpa，在其他生產(chǎn)條件配套情況下，可以穩(wěn)定生產(chǎn)525#水泥。

四、作用特點：

催化強(qiáng)燃技術(shù)的催化作用主要表現(xiàn)在提高燃燒速度與燃燒強(qiáng)度的同時，還能促使物料化學(xué)反應(yīng)充分、迅速，其效果是綜合性的，因而明顯區(qū)別于一般燃煤助燃劑與水泥礦化劑。 1、 快煤粉有別于一般助燃劑：水泥熟料煅燒不同于一般燃燒過程。首先就在于它要求燃燒物質(zhì)盡可能在燒成帶集中、充分釋放熱量，維持煅燒反應(yīng)所需之溫度，使熟料礦物發(fā)育成熟，而進(jìn)入冷卻帶時迅速冷卻，使形成物不退化分解，此即常說的"急燒快冷"，快煤粉就充分顯示了這一特點：其次，一級燃燒的目的是釋放熱能，而對燃盡后的物質(zhì)沒有特定要求，而水泥熟料煅燒既是一個燃燒過程，又是一個水泥熟料物理化學(xué)反應(yīng)過程，其最終目的是形成達(dá)到質(zhì)量指標(biāo)的產(chǎn)品，因此快煤粉不同于一般助燃劑，就在于必須充分考慮到其組分對水泥熟料質(zhì)量的有益作用。 2、 快煤粉有別于復(fù)合礦化劑：復(fù)合礦化劑的主要作用是通過降低熟料煅燒中液相出現(xiàn)溫度與粘度，加速固相溶解和固液相反應(yīng)，從而達(dá)到節(jié)能降耗，降低 f-Ca0的目的，為此，復(fù)合礦化劑已在全國普及推廣，然而在實踐中也逐步暴露出復(fù)合礦化劑的-些缺點：如礦物晶格發(fā)育不充分、凝結(jié)時間不正常、物料易出現(xiàn)"鐵殼黃心"、氟化物對大氣的污染等。催化強(qiáng)燃技術(shù)是采用催化同步燃燒方式以高溫煅燒，兼顧助熔、礦化，使熟料礦物晶格發(fā)育充分、料球燒得透、酥脆、易磨性好，同時快煤粉中的有效組分還對熟料冷卻中礦物分解轉(zhuǎn)化產(chǎn)生阻斷作用，從而提高熟料質(zhì)量與產(chǎn)量。

綜上所述，催化強(qiáng)燃技術(shù)是以催化為主要作用，其"快煤粉"具有中藥劑"君臣使佐"的配伍特點，其有效組分各司其責(zé)，又協(xié)同配合，在反應(yīng)過程的不同階段，充分發(fā)揮其綜合效應(yīng)，使水泥熟料煅燒的全過程都處于"佳化"狀態(tài)。

五、應(yīng)用實例：
1、 安徽某水泥廠，年生產(chǎn)能力23萬噸，當(dāng)?shù)靥N(yùn)藏大量低熱值煤，無法應(yīng)用，必須購入山西優(yōu)質(zhì)無煙煤，兩者熱值相差5000-7000KJ/kg，售價相差130-150元/噸。過去工廠也曾作過摻燒低熱值煤試驗，但只要摻比超過煤量10%,熟料產(chǎn)量與質(zhì)量就要大幅度降低。1997年在當(dāng)?shù)卣С窒?，在該廠Φ2.5×10m力窯試用，經(jīng)過連續(xù)三個月生產(chǎn)應(yīng)用，實現(xiàn)了100%用當(dāng)?shù)氐蜔嶂得喝〈鷥?yōu)質(zhì)煤，而且熟料產(chǎn)量、質(zhì)量還有了明顯增長，
其經(jīng)濟(jì)效益十分可觀，經(jīng)廠方初步測算，僅購煤成本一項，全年即可節(jié)約300萬元左右。

2、 河南某水泥有限公司，年生產(chǎn)能力24萬噸，生產(chǎn)425#水泥。希望能通過應(yīng)用催化強(qiáng)燃技術(shù)，提高熟料3天強(qiáng)度，以便增大混合材摻量，降低生產(chǎn)成本，同時通過降低煤耗與礦化劑摻量，充抵摻加"快煤粉"費用，經(jīng)過四天試用，復(fù)合礦化劑摻量減少50%，煤量減少10%，使原材料費用保持不變，熟料3天抗壓強(qiáng)度由原來32-34Mpa，提高到37-39Mpa，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，還使熟料日產(chǎn)量增加了18%：其綜合效益得到了當(dāng)?shù)匦姓块T與企業(yè)的認(rèn)可。

3、 河北某縣水泥廠，自九八年八月應(yīng)用催化強(qiáng)燃技術(shù)后，原摻量為2%的復(fù)合礦化劑已取消，配熱從1200Kcal/kg降到1100Kcal/kg，一號窯平均臺時產(chǎn)量比應(yīng)用前提高29.35%，后來由于供煤條件變化，改用京西難燃煤，熟料產(chǎn)量質(zhì)量仍可保持原有水平。

六、結(jié)語：
1、催化強(qiáng)燃技術(shù)是改進(jìn)立窯水泥熟料生產(chǎn)，實現(xiàn)快速煅燒，節(jié)能降耗，提高熟料質(zhì)量和產(chǎn)量，減少環(huán)境污染的有效途徑之一。

2、實踐證明，應(yīng)用劣質(zhì)煤資源不僅可以煅燒水泥熟料，而且可以煅燒出高質(zhì)量水泥熟料，這對缺煤地區(qū)開發(fā)當(dāng)?shù)刭Y源，降低生產(chǎn)成本，具有特殊意義。

3、該技術(shù)對不同地區(qū)、不同煤質(zhì)、不同原料的二十余家水泥廠進(jìn)行了大量試燒，積累了一定的應(yīng)用經(jīng)驗，完善了相關(guān)配套技術(shù)(包括快煤配制技術(shù)、立窯煅燒技術(shù)等)，有利于普及推廣。

4、大量實際應(yīng)用也證明，該技術(shù)的應(yīng)用也存在一定局限性，它不適用于揮發(fā)分過高的半煙煤、不適用于生科配制設(shè)備無剩余能力的企業(yè)、不適用于土立窯或習(xí)慣于機(jī)窯土燒的企業(yè)。

5、此項技術(shù)的環(huán)境效果尚需做進(jìn)一步評價，雖然取代了復(fù)合礦化劑，肯定減少氟化物的排放量，由于燃燒充分，反應(yīng)迅速完全，一氧化碳、二氧化硫等有害氣體排放量亦必然會有顯著降低，但由于條件限制，未能采集到足夠數(shù)據(jù)供分析比較所用，有待于今后完善。

6、此項技術(shù)經(jīng)過適當(dāng)改變，亦可用于水泥旋窯(其催化強(qiáng)燃劑簡稱為"猛煤粉")，已在小型旋窯經(jīng)過了生產(chǎn)性驗證；可以通過摻入50%左右劣質(zhì)煙煤或半煙煤，在不降低產(chǎn)量、質(zhì)量前提下，降低熱耗20%。某廠經(jīng)測算，噸熟料綜合成本可降低9．71元。有關(guān)介紹，將另行專文論述。

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