賈華平:關(guān)于水泥窯富氧煅燒的一些看法
近年來,越來越多的新技術(shù)在水泥行業(yè)得到應(yīng)用,富氧燃燒技術(shù)就是其中之一,但尚沒有被行業(yè)接受,這是為什么?中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問賈華平在近期舉行的“2020第八屆中國(guó)水泥節(jié)能環(huán)保技術(shù)交流大會(huì)”以《水泥窯富氧煅燒—— 釋疑解惑與成功例證》給出了自己的看法。
中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問 賈華平
一,行業(yè)引入與發(fā)展概況
人類可用于燃燒的資源是有限的,且燃燒過程的排放物是造成環(huán)境污染的主要原因。富氧燃燒作為一種高效燃燒技術(shù),既可減少能耗、又能降低排放,被稱為“資源的創(chuàng)造性技術(shù)”。
富氧燃燒起源于美國(guó),成熟于德國(guó),推廣于日本,已經(jīng)在燃燒的各個(gè)領(lǐng)域開始了廣泛的應(yīng)用。
在中國(guó),我們的起步并不晚,早在1980年,甘肅白銀有色金屬公司就使用了富氧,而且達(dá)到了節(jié)約能源、強(qiáng)化熔煉和根治污染的目的,使冰銅富氧熔煉工藝獲得完全成功。
研究表明:
富氧煅燒能提高煤的活性,進(jìn)而提高煤的燃燒速度、提高其燃盡率;能降低燃點(diǎn),提高燃燒的集中度和火焰強(qiáng)度,進(jìn)而減少燃燒的邊際效應(yīng),增加燃燒熱量的利用率;能提高火焰絕對(duì)溫度,進(jìn)而提高燃燒溫度、減少?損失;能提高火焰黑度,進(jìn)而提高輻射強(qiáng)度和強(qiáng)化輻射傳熱;還能減少燃燒后的排氣量,降低煙氣帶走的熱量。
在中國(guó)的水泥行業(yè),富氧煅燒至少在理念上是被多數(shù)人認(rèn)可的。從2004年開始,就有人提出了水泥熟料的富氧煅燒理念,但由于水泥行業(yè)的利潤(rùn)較低,考慮到富氧還要增加成本,未能真正應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。隨著富氧成本的不斷降低,對(duì)高煤耗、低利潤(rùn)的水泥行業(yè),其誘惑力是可以想象的。在2011年至2014年期間,據(jù)筆者不完全統(tǒng)計(jì),小至700t/d窯、大到5000t/d窯—— 先后有十多家水泥公司參與了富氧煅燒試驗(yàn)。
但是,由于各生產(chǎn)線的情況不同、提供富氧煅燒技術(shù)的公司不同、富氧制備工藝不同、富氧助燃方案不同,各公司的試驗(yàn)結(jié)果可謂千差萬別,一時(shí)難有定論、懷疑四起、褒貶不一,高潮一退又偃旗息鼓了。除了這些企業(yè)自發(fā)的試驗(yàn)以外,富氧煅燒還作為 “十二五” 國(guó)家科技支撐計(jì)劃、并且已經(jīng)啟動(dòng),但后續(xù)、遺憾的沒了后續(xù)。
二,卡殼誤解與釋疑解惑
創(chuàng)新需要容忍失敗、研究需要堅(jiān)忍不拔,理論來之于實(shí)踐,又總是被實(shí)踐修正?!?創(chuàng)新的歷史反復(fù)證明,在多數(shù)人山窮水盡之后,往往會(huì)迎來少數(shù)人的柳暗花明!
富氧燃燒作為近代燃燒技術(shù)的一大突破,在鋼鐵、玻璃等行業(yè)的成功,已經(jīng)充分證明了其在強(qiáng)化燃燒、提高燃燒效率,推動(dòng)節(jié)能減排方面的突出功效。為什么水泥行業(yè)就不行呢?
—— 首先是理論上能不能節(jié)能?
—— 再就是會(huì)不會(huì)增加NOx排放?
1,富氧煅燒會(huì)不會(huì)增加NOx排放?
在環(huán)保力度越來越嚴(yán)的今天,富氧煅燒會(huì)不會(huì)增加NOx排放?這是個(gè)原則問題、也是有關(guān)人員擔(dān)心的主要問題。如果解決不了這個(gè)問題,富氧煅燒在水泥行業(yè)將無從談起!雖然第一波富氧煅燒的熱潮無功而返,但基本體現(xiàn)出“富氧煅燒可以不增大NOx排放”,
—— 為我們解開了一個(gè)關(guān)鍵心結(jié) !
我們知道,NOx的形成與燒成溫度有很強(qiáng)的相關(guān)性。實(shí)驗(yàn)表明,燃燒溫度在1550℃到1900℃之間時(shí),NOx是以指數(shù)方次急劇上升,特別在1750℃后幾乎是直線上升,而水泥窯的火焰溫度峰值就在這個(gè)區(qū)間。因此,要降低NOx的生成,就必須控制好火焰溫度,最好是降低一些火焰溫度。
—— 而富氧煅燒恰恰是提高火焰溫度的,難免有人推理富氧煅燒將導(dǎo)致NOx排放的增加,這也是應(yīng)該給予理解的。
雖然推理并不等于事實(shí),但事實(shí)也要用數(shù)據(jù)說話!那么,事實(shí)上又是什么結(jié)果呢?
筆者曾在2012年主持了一條5000t/d線上的試驗(yàn),廢氣排放是由當(dāng)?shù)丨h(huán)保局的在線監(jiān)測(cè)儀控制的,企業(yè)人為干預(yù)的可能性不大,而且作為試驗(yàn) 我也絕對(duì)不允許人為干預(yù)!
使用富氧前后的NOx排放見下表:
由表可見,
在采用富氧煅燒以后,在線監(jiān)測(cè)儀顯示,廢氣中的氮氧化物不但沒有增加,甚至還有所降低。無獨(dú)有偶,我對(duì)東北某3200t/d線上的試驗(yàn)作了電話了解,回答是“實(shí)際運(yùn)行中,根據(jù)窯頭新增的火焰溫度場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)、和SNCR在線煙氣檢測(cè)裝置數(shù)據(jù),使用富氧后NOx排放沒有增加”。
2014年9月25,中國(guó)建材總院高工房晶瑞在寧波做了一個(gè)《水泥行業(yè)碳減排技術(shù)》的主題報(bào)告,報(bào)告給出了富氧燃燒在國(guó)外水泥企業(yè)的應(yīng)用情況,不論是濕法窯、預(yù)熱器窯、預(yù)分解窯,還是燒 燃料油、煤、焦油、垃圾,都沒有增加氮氧化物的排放。
—— 詳見下表:
國(guó)內(nèi)外大量的事實(shí)表明,—— 富氧煅燒并不會(huì)增加NOX的排放。那么,為什么事實(shí)與大眾的推理、擔(dān)憂、疑慮不一樣呢?筆者在此作一些探討供參考:
事實(shí)上,由于富氧煅燒強(qiáng)化了燃燒條件,提高了燃燒強(qiáng)度,從而為拉長(zhǎng)火焰,擴(kuò)大火焰的分布空間,減小火力的集中度,降低火焰峰值創(chuàng)造了條件。
通過適當(dāng)?shù)募哟笕紵鞯妮S流風(fēng)、減小旋流風(fēng),就能把短粗火焰拉成細(xì)長(zhǎng)。在保持火焰總體強(qiáng)度基本不變的情況下,增大火焰的分布空間,將火焰的核心燃燒區(qū)扁平化拉長(zhǎng)。
通過加大1700℃以下的核心區(qū)間,在保持燒成帶煅燒強(qiáng)度的同時(shí),縮小1700℃以上的峰值區(qū)間,通過降低火焰燃燒的峰值溫度,從而減少氮氧化物的生成機(jī)會(huì)。
(1)雖然NOX的形成與燒成溫度有很強(qiáng)的相關(guān)性,實(shí)驗(yàn)表明燃燒溫度從1550℃起到1900℃,NOX以指數(shù)方次急劇上升,特別在1750℃后幾乎是直線上升。
我們要特別注意這個(gè)“特別”,燃燒溫度在1750℃以下和1750℃以上是大不一樣的!
—— 這正是我們可以作為的空間。
水泥窯的火焰溫度峰值正好在1750℃上下,而我們的熟料煅燒并不需要1750℃,我們能否把這個(gè)“以上”削掉呢?
(2)從合肥院對(duì)全國(guó)部分水泥窯的檢測(cè)結(jié)果來看,
運(yùn)行穩(wěn)定的水泥窯NOx排放都相對(duì)較低;相反的是,運(yùn)行較差的水泥窯NOx排放就相對(duì)較高。
這主要是因?yàn)榉€(wěn)定的運(yùn)行可以相應(yīng)的降低煅燒強(qiáng)度,減小火焰的燃燒峰值,抑制NOx的形成。
試驗(yàn)證明富氧煅燒能促進(jìn)水泥窯的穩(wěn)定運(yùn)行,這一點(diǎn)大家是異口同聲沒有異議的,
—— 而穩(wěn)定運(yùn)行有利于抑制NOx的形成。
(3)上面談的都是關(guān)于廢氣中NOx的含量問題,就環(huán)境保護(hù)來講,還有一個(gè)問題必須考慮,那就是生產(chǎn)一噸熟料NOx的貢獻(xiàn)值。
—— 在廢氣中NOx含量相同的情況下,廢氣排放量的減少,意味著噸熟料貢獻(xiàn)值的降低。
根據(jù)齊硯勇教授的有關(guān)研究,當(dāng)燃燒用空氣中的氧含量由21%提高到30%時(shí),5000tpd熟料線 預(yù)熱器出口的廢氣量將由816067m3/h減少到624529m3/h,排放廢氣量減少了23.47%。
—— 詳見:水泥商情網(wǎng)讀者報(bào)2012(2)《富氧燃燒條件下預(yù)分解窯廢氣量計(jì)算》。
2,水泥窯富氧煅燒到底有沒有效果?
有關(guān)專家提出的另一個(gè)問題是:氧沒有熱值,不可能節(jié)煤。
有時(shí)候?qū)<业脑捯膊灰欢ǘ紝?duì),特別像我這一號(hào)的所謂“專家”,說錯(cuò)話是經(jīng)常的事,還望大家給予諒解。也許專家說完就后悔了,只是礙于面子不好公開收回而已。—— 但不管對(duì)與不對(duì),對(duì)專家的話必須給予重視!
我們下面就來探討一下這個(gè)問題:
(1) 說不清的氧化與碳化
除了核物理,一般的熱量都來自于氧化反應(yīng)(包括沒有氧參與的氧化反應(yīng)),是某種勢(shì)能與熱能的轉(zhuǎn)換,而不是無中生有,這與能量守恒并不矛盾。
對(duì)于煤炭的氧化反應(yīng),在反應(yīng)以后碳和氧的勢(shì)能都發(fā)生了變化,都對(duì)產(chǎn)生的熱能作出了貢獻(xiàn)。
—— 正確的理解應(yīng)該是,熱能是碳和氧反應(yīng)的共同結(jié)果,而不是參與反應(yīng)的某一方的貢獻(xiàn)。這與化學(xué)概念在歷史上的形成過程有關(guān)。
總體上講,能與氧發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)比較多,而能與碳發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)比較少,故在物質(zhì)(比如碳)與氧反應(yīng)后稱為該物質(zhì)被氧化了,反應(yīng)叫作氧化反應(yīng);
但就個(gè)體來講,碳與氧同樣是參與反應(yīng)的雙方,既可以叫碳被氧化了、當(dāng)然也可以叫氧被炭化了。
碳和氧反應(yīng)能產(chǎn)生熱能我們就說碳具有熱值,氫和氧反應(yīng)能產(chǎn)生熱能我們又說氫具有熱值。
同樣都對(duì)熱能的產(chǎn)生作出了貢獻(xiàn),為什么就不能說氧具有熱值呢?
主要是因?yàn)檠跄芘c多種元素發(fā)生“氧化反應(yīng)”,而其他元素之間能發(fā)生“氧化反應(yīng)”的不多,而且貢獻(xiàn)的熱能也有限。
實(shí)際上,這只是由于在語言的形成過程中,遵循從簡(jiǎn)和方便的原則而已。
準(zhǔn)確的說,既不存在氧不能產(chǎn)生熱量、也不存在煤炭就能產(chǎn)生熱量,而是在碳和氧反應(yīng)后共同產(chǎn)生了熱量。
(2) 說得清的富氧與節(jié)煤
富氧煅燒,不是要憑空增加可燃物的燃燒能量,這也不符合能量守恒定律。而是通過提高可燃物燃燒能量的利用率,通過減少浪費(fèi)實(shí)現(xiàn)節(jié)煤。
由于燃料在富氧中能夠充分燃燒,熱輻射會(huì)迅速增強(qiáng),從而大大提高燃料的燃燒速度和燃盡率。
① 富氧煅燒將燃料本身具有的能量得以比較集中的釋放出來,用在它該用的地方,減小了燃燒的邊際效應(yīng),減少了由于不完全燃燒導(dǎo)致的它在不該用的地方繼續(xù)燃燒造成的浪費(fèi)。
② 由于燃料在富氧中的燃燒比較集中,而且提高了火焰黑度,熱輻射迅速增強(qiáng),提高了火焰對(duì)窯內(nèi)物料的傳熱速度,將燃料本身具有的能量得以更多的傳給物料,用在它該用的地方,減少其釋放出的能量不能全部傳給物料而隨廢氣流失造成的浪費(fèi)。
③ 富氧煅燒,也可在一定程度上減少燃燒用風(fēng),減少廢氣排放,降低熱能損失。
④ 減少廢氣排放,同時(shí)具有減小廢氣處理系統(tǒng)能力降低投資、降低高溫風(fēng)機(jī)和尾排風(fēng)機(jī)電耗的好處。
(3) 富氧要用在需要它的地方
富氧煅燒不是包治百病的靈丹妙藥,如果不是對(duì)癥下藥、如果不是癥位用藥、如果你本身就沒病,
—— 那么,再好的藥物對(duì)你也是沒有效果的。
雖然同是富氧燃燒,但不同的行業(yè)、不同的生產(chǎn)線,其工況就不會(huì)一樣,富氧燃燒的效果也就不會(huì)一樣,切忌簡(jiǎn)單地盲目照搬。
比如,
富氧煅燒在水泥行業(yè)的效果不如其他行業(yè)好,因?yàn)槎鄶?shù)行業(yè)的燒成系統(tǒng)只有一把火,一旦這把火的燃燒能量利用不好,就白白地給浪費(fèi)了;
而水泥行業(yè)的燒成系統(tǒng)卻有兩把火,即使窯前的第一把火有些不完全燃燒,還有機(jī)會(huì)在窯尾的第二把火繼續(xù)燃燒;即使燃燒能量未能集中利用,還有一個(gè)龐大的預(yù)熱器在等著它,甚至還有余熱發(fā)電系統(tǒng)。
浪費(fèi)的多節(jié)約的潛力才大,浪費(fèi)的少節(jié)約的潛力就小。
再如,
將富氧用在分解爐不如用在窯頭效果好,這與富氧在燒成系統(tǒng)的節(jié)煤原理有關(guān)。
窯頭以輻射傳熱為主,對(duì)火力的分布比較敏感,對(duì)燃燒速度、燃盡率、火焰形狀有較高的要求;而分解爐不同,主要是對(duì)流傳熱,原理就是無焰燃燒,只要停留時(shí)間足夠、料場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布合理就沒問題,在這些方面
—— 富氧幾乎起不到什么作用,所以就不可能有效果。
成功的經(jīng)驗(yàn)是財(cái)富,失敗的教訓(xùn)更是寶貴的財(cái)富。在第一波試用失敗的基礎(chǔ)上啟動(dòng)第二波試用,就必須找到第一波失敗的教訓(xùn)、接受這些教訓(xùn),才能避免重蹈覆轍。
以下作一些不全面的簡(jiǎn)單探討:
富氧煅燒= 富氧+煅燒 —— 我們拆開來分析可能會(huì)更清晰一些。
實(shí)際上,富氧早已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療以及其他工業(yè)領(lǐng)域,“富氧” 包括其系統(tǒng),無非就是個(gè)商品而已。對(duì)水泥行業(yè)也沒什么不同,就是個(gè)投資大小和運(yùn)行成本高低。誰的富氧系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、性價(jià)比高我們就用誰的,這不應(yīng)該成為水泥行業(yè)關(guān)注的技術(shù)焦點(diǎn);
而“煅燒”才是我們的職責(zé)所在,我們已經(jīng)習(xí)慣了“常氧”煅燒,在高原地區(qū)也適應(yīng)了“貧氧”煅燒,唯獨(dú)沒有用過“富氧”煅燒,尚缺乏這方面的煅燒經(jīng)驗(yàn)。
“煅燒”是水泥生產(chǎn)方的專業(yè)和職責(zé),缺經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該自己去摸索總結(jié),—— 遺憾的卻總是將責(zé)任推給富氧商。
隔行如隔山嘛,富氧商的擅長(zhǎng)是制氧,他們對(duì)水泥煅燒能有什么比你更好的辦法呢?所以,—— 職責(zé)錯(cuò)位,是第一波試用失敗的根本原因!
任何事物都是一分為二的,有利就有弊,富氧煅燒也不例外,問題在于如何趨利避害。
那么,利弊是什么、如何趨利避害,是否具備趨利避害的條件、能否創(chuàng)造趨利避害的條件?
富氧能促進(jìn)煤粉燃燒、富氧煅燒能提高燃燒溫度,這都能加快煤粉燃燒速度、容易造成短焰急燒,
—— 而短焰急燒卻是熟料燒成的大忌!這就是富氧煅燒的主要弊端所在。
那么,你現(xiàn)有的工況能不能適應(yīng)這個(gè)弊端,包括熟料的液相量、有害成分,包括你的耐材磚、燃燒器、篦冷機(jī),甚至包括分解爐大小、回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)短。
如果不能適應(yīng),富氧煅燒就很難發(fā)揮出它應(yīng)有的效果。實(shí)際上,最好的辦法。不是被動(dòng)的去適應(yīng)這個(gè)弊端,而是主動(dòng)的去抑制甚至消除這個(gè)弊端。
解決短焰急燒最簡(jiǎn)單的方法就是加大燃燒器的推力、將火焰高溫區(qū)拉長(zhǎng),這對(duì)提高產(chǎn)質(zhì)量、保護(hù)窯皮和耐火磚、降低NOX生成都是求之不得的。
但問題是,如果你的燃燒器不具備這個(gè)推力(多數(shù)國(guó)產(chǎn)燃燒器不具備這個(gè)能力),而是簡(jiǎn)單粗暴的增加一次風(fēng)風(fēng)量、增大風(fēng)速,
—— 這不僅效果有限、而且會(huì)加速燃燒器的磨損,燃燒器早晚被磨穿也就在所必然,還能談什么富氧效果呢?
三,成功案例與發(fā)展前景
科學(xué)必須實(shí)事求是,實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。水泥窯富氧煅燒到底能不能成功,不是由專家裁決的,而是看事實(shí)結(jié)果。
在經(jīng)過第一波熱潮之后,水泥窯富氧煅燒之火并沒有熄滅,部分不甘心失敗的企業(yè)在總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)、汲取了教訓(xùn)之后,整體方案已逐漸的邁向成熟,并取得了很好的效果。鑒于時(shí)間有限,這里僅簡(jiǎn)單列舉幾個(gè)5000tpd線的案例供大家參考。
1,遼寧某公司不設(shè)制氧系統(tǒng)案例:
該公司 5000tpd 生產(chǎn)線由于煤磨產(chǎn)能不足,煤粉細(xì)度過粗,嚴(yán)重制約著系統(tǒng)能力的發(fā)揮。為了打破制約瓶頸,希望通過富氧助燃改善煤粉燃燒狀況,改善系統(tǒng)對(duì)粗煤粉的適應(yīng)性。鑒于自己缺乏制氧經(jīng)驗(yàn),沒有建設(shè)富氧系統(tǒng),而是決定“簡(jiǎn)單的”購買富氧,使用附近鋼廠制氧車間的富裕能力。
2016年7月2 日,完成了富氧配套改造,并投入富氧煅燒。
富氧資源,通過管道取自鋼廠的富氧管網(wǎng)。富氧進(jìn)廠后設(shè)計(jì)了多個(gè)使用點(diǎn),便于燒成系統(tǒng)富氧引入點(diǎn)的優(yōu)化確立:
① 經(jīng)窯頭一次風(fēng)機(jī)入口進(jìn)窯頭燃燒器,作為一次風(fēng)使用;
② 經(jīng)篦冷機(jī)一室冷卻風(fēng)機(jī)入口進(jìn)篦冷機(jī)高溫區(qū),作為入窯二次風(fēng)使用;
③ 經(jīng)送煤粉羅茨風(fēng)機(jī)入口進(jìn)入煤風(fēng)管道(窯頭、窯尾均可引入),作為一次風(fēng)使用。
富氧配套管網(wǎng)及初選引入點(diǎn)如下圖所示。
在配套改造完成后,分階段分別對(duì)三個(gè)富氧引入點(diǎn)進(jìn)行了效果試驗(yàn):
第一階段:在一次風(fēng)中加入富氧,進(jìn)行了不同富氧濃度對(duì)燒成系統(tǒng)的影響試驗(yàn)。在不同富氧濃度下,通過調(diào)整系統(tǒng)工況使其達(dá)到最大產(chǎn)能。
試驗(yàn)結(jié)果表明:最佳的富氧濃度在27%-30%之間,臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高了 9%,煤耗降低 9.41%,電耗降低 14.01%。
試驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。
第二階段:在二次風(fēng)中逐步摻入富氧。
試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),由于二次風(fēng)風(fēng)量太大,富氧閥門在全開的情況下,二次風(fēng)的氧含量依舊很低,燒成工況沒有明顯變化,停用富氧后燒成工況也沒見影響,因效果不明顯而停用。
第三階段:在分解爐供煤煤風(fēng)中逐步摻入一定比例的富氧。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),也沒有取得明顯效果,只好停止使用。
該公司自2016年開始使用一次風(fēng)富氧煅燒至今多年,是國(guó)內(nèi)連續(xù)使用富氧煅燒時(shí)間最長(zhǎng)的公司。
他們的總結(jié)認(rèn)為:由于富氧煅燒技術(shù)在經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能降耗、環(huán)境保護(hù)等方面均具有顯著的優(yōu)越性,可以預(yù)見富氧燃燒技術(shù)在水泥回轉(zhuǎn)窯中的應(yīng)用有廣闊的前景。
2,河南某公司膜法制氧系統(tǒng)案例:
該公司 5000tpd 生產(chǎn)線, 采用MZYR-12000型膜法制氧系統(tǒng)富氧煅燒,氣體的富氧濃度為29%±2%,富氧氣體流量為12000±200Nm3/h。燒成系統(tǒng)設(shè)有兩個(gè)富氧引入點(diǎn):
① 頭煤一次風(fēng)機(jī)入口;② 尾煤送煤風(fēng)機(jī)入口。
該公司配套建設(shè)的膜法富氧系統(tǒng)如下圖所示。
從2012年11月14日至11月18日進(jìn)行了120小時(shí)連續(xù)無富氧運(yùn)行測(cè)試,從11月19日至11月24日進(jìn)行了144小時(shí)連續(xù)加富氧運(yùn)行測(cè)試,分解爐富氧由于效果不明顯停用。
—— 經(jīng)對(duì)比測(cè)試,節(jié)煤效果達(dá)到8.18 %。
使用富氧煅燒前后,紫外線測(cè)溫儀測(cè)試的火焰溫度由1380℃~1450℃ 提高到1580℃~1600℃,提高了150℃左右;二次風(fēng)溫度由1050℃~1100℃ 提高到1144℃~1194℃,提高了100℃左右。
2012年11月25日水泥窯富氧煅燒投入正式運(yùn)行。
從11月25日到12月2日,又進(jìn)行了192小時(shí)的正式有富氧運(yùn)行觀察,節(jié)煤率達(dá)到了10.19%。
從2012年11月25日正式投入運(yùn)行,至2013年1月9日停窯檢修,平均日產(chǎn)熟料提高約200t/d左右,平均節(jié)煤率為10.73%。
使用富氧煅燒后的操作員評(píng)價(jià):
爐窯操作運(yùn)行穩(wěn)定,窯內(nèi)熱負(fù)荷穩(wěn)定,窯皮平穩(wěn);熟料質(zhì)量穩(wěn)定并有提高,熟料的外觀顏色明顯改善;由于受到篦冷機(jī)能力的限制,在使用富氧期間窯還有提產(chǎn)空間,沒能充分發(fā)揮出來;不影響低溫余熱發(fā)電工作;向大氣排放的主要指標(biāo)均呈下降趨勢(shì)。
3,山東某公司深冷法制氧系統(tǒng)案例:
該公司 5000tpd 線海拔較低、接近于海平面,
以20170218~0228 對(duì)燒成系統(tǒng)的熱工標(biāo)定為基礎(chǔ),配套設(shè)計(jì)了深冷法富氧系統(tǒng)。熱工標(biāo)定的幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)為:窯生產(chǎn)能力6096t/d,煤的熱值6700kcal/kg,煤耗111.46kg/t熟料,標(biāo)煤耗106.68 kg/t熟料。該公司的富氧系統(tǒng)如下圖所示。
在富氧系統(tǒng)建成之后,20170420~0426又做了一次富氧煅燒前的空白標(biāo)定,標(biāo)定的幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)為:窯生產(chǎn)能力6120t/d,煤的熱值6680kcal/kg,煤耗109.74kg/t熟料,標(biāo)煤耗104.72 kg/t熟料。
富氧煅燒投運(yùn)后即刻顯示出滿意的效果,遺憾的是還沒有調(diào)到最佳工況,窯頭燃燒器就出現(xiàn)了內(nèi)管磨穿問題,燒成工況開始明顯的惡化,只好于20171201~1205進(jìn)行了富氧煅燒的效果標(biāo)定。標(biāo)定的幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)為:窯生產(chǎn)能力6552 t/d,煤的熱值6400 kcal/kg,煤耗96.38 kg/t熟料,標(biāo)煤耗88.12 kg/t熟料。
由此可見,在生產(chǎn)系統(tǒng)不盡理想的情況下,富氧煅燒已取得了不錯(cuò)的效果:
生產(chǎn)能力提高了7%,由6120t/d提高到6552t/d,提產(chǎn)432t/d;
實(shí)物煤耗降低了12.17%,由109.74kg/t熟料降低到96.38 kg/t熟料,降低13.36 kg/t熟料;
標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低了15.85%,由104.72 kg/t熟料降低到88.12 kg/t熟料,降低16.6 kg/t熟料。
隨后,該公司利用年底整修的機(jī)會(huì),采用了有關(guān)公司開發(fā)的富氧專用燃燒器,并對(duì)燒成系統(tǒng)進(jìn)行了部分優(yōu)化改造,富氧煅燒的效果得到了進(jìn)一步發(fā)揮。篦冷機(jī)的能力,依然制約著富氧煅燒的提產(chǎn)空間。該公司對(duì)富氧煅燒提產(chǎn)、提質(zhì)、節(jié)煤等各方面都很滿意,一直使用至今。
4,水泥窯富氧煅燒的前景展望
最新的消息:
國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)著名的大型集團(tuán)也開始了嘗試富氧煅燒,于2020年9月25日,在其分公司的一條 5000tpd 生產(chǎn)線上,投運(yùn)了深冷法富氧系統(tǒng)。
該公司的富氧系統(tǒng)如下圖所示。
據(jù)有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)人員的初步試驗(yàn)消息:
燒成系統(tǒng)的產(chǎn)量平均提高了12.28%,由5600~5800t/d提高到6300~6500t/d,平均提高700t/d;標(biāo)煤耗降低了8~9 kg標(biāo)煤/t熟料。
富氧取之于空氣,空氣資源豐富而價(jià)廉,正所謂不用白不用;空氣主要由氧氣和氮?dú)饨M成,我們不僅要看到富氧的價(jià)值,富氧系統(tǒng)排出的“廢氣”—— 氮?dú)庖彩菍氋F的財(cái)富。
進(jìn)一步將氮?dú)馍唐坊挚蔀樗喔G富氧煅燒增加一塊兒效益,必將再次撬動(dòng)投資決策的平衡點(diǎn)。
反過來佐證,青海鹽湖海納公司的化工“富氮”系統(tǒng),排放的廢氣就是我們的資源“富氧”,該公司的 5000tpd 水泥熟料線已經(jīng)在謀劃富氧煅燒。鹽湖海納的深冷法富氮系統(tǒng)如下圖所示。
水泥窯富氧煅燒的星星之火已經(jīng)再次燃起,希望水泥行業(yè)的專家們要主動(dòng)介入、擔(dān)起責(zé)任,不要再依靠外行了。
編輯:賁子喻
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