影響回轉(zhuǎn)窯煅燒硫揮發(fā)系數(shù)的因素有哪些
在預分解窯系統(tǒng)內(nèi),燃料內(nèi)所含的硫在窯頭和分解爐內(nèi)燃燒生成SO2,均被堿性氧化物和CaO所吸收,生成硫酸鹽。部分硫酸鹽在熟料的煅燒過程中,分解釋放出SO2,然后又被吸收生成硫酸鹽,形成硫循環(huán),而未被分解的硫酸鹽隨熟料從窯頭落入篦冷機內(nèi)冷卻。
這些生成的硫酸鹽可以形成好幾種復硫酸鹽,其熔融溫度較低(600℃~900℃)。上述硫酸鹽的液相與物料夾雜在一起,黏附在耐火磚表面上,形成結(jié)皮。黏附的物料愈多,則結(jié)皮愈厚。而物料中硫的揮發(fā)系數(shù)愈高,則硫的揮發(fā)量也愈多,所生成的硫酸鹽也愈容易集中在某一部位;因而結(jié)皮也愈厚,嚴重影響窯的煅燒。
要消除或減緩硫?qū)剞D(zhuǎn)窯煅燒的影響,重要措施是一方面減少原燃料中硫的含量,另一面減少窯內(nèi)硫酸鹽的揮發(fā)量,也就是降低硫的揮發(fā)系數(shù)。影響硫的揮發(fā)系數(shù)的主要因素如下:
(1)硫堿比 所謂硫堿比是指物料中所含的SO3和K2O 與Na2O 之間的摩爾比值。
硫堿比的數(shù)值愈高,則揮發(fā)系數(shù)也愈高。若是物料中的SO3含量低,意味著所有的SO3均與堿的氧化物生成不易揮發(fā)和分解的硫酸堿鹽;若是物料中SO3含量過高,意味著生成硫酸堿鹽后,剩余的SO3則與CaO 生成易揮發(fā)分解的無水石膏(CaSO4)。硫堿比愈高,則生成的CaSO4愈多,揮發(fā)系數(shù)也愈高。通常,熟料的硫堿比最好控制在0.6~0.8,最大不超過1.0。
?。?)窯氣中的氧含量 硫的揮發(fā)系數(shù)隨窯氣中氧含量的增加而降低。窯內(nèi)硫的揮發(fā)主要來自CaSO4,其受熱分解方程式如下:
CaSO4<=>SO2+CaO+1/2O2
在上述反應方程式中溫度一定時,當O2含量增加,物料中的CaO 和SO2含量減少,CaSO4含量增加,硫的揮發(fā)系數(shù)下降。當O2含量降低時,物料中的CaO和SO2含量增加,CaSO4減少,揮發(fā)系數(shù)增加。硫含量高時,窯尾廢氣的氧含量應控制在2.5%左右。
?。?)煤粉不完全燃燒硫的揮發(fā)系數(shù)隨窯內(nèi)局部碳(C )的存在而增加。在窯的過渡帶,當窯內(nèi)呈現(xiàn)煤粉不完全燃燒時,部分煤粉落至物料表面上,此時,物料內(nèi)的硫酸堿鹽和CaSO4與C 作用生成SO2,其方程式如下:
K2SO4+C →K2O+SO2+CO
CaSO4+C →CaO +SO2+CO
必須避免燃料的不完全燃燒,避免窯內(nèi)出現(xiàn)還原氣氛。
(4)煅燒溫度和高溫下的停留時間
硫的揮發(fā)受溫度的影響很大,溫度達到1220℃以上時,CaSO4開始分解,因此降低燒成溫度、縮短熟料在高溫下的停留時間,是減少硫酸鹽分解的重要措施之一。
為了降低熟料的燒成溫度,可提高生料的易燒性,磨細生料,降低熟料SM,避免熟料過燒,適當提高熟料f-CaO
的控制指標。此外,還可降低窯的熱負荷,適當降低窯的產(chǎn)量,提高二次風溫,提高5級旋風筒的分離效率。可能的話,可以丟棄部分或全部窯的回灰,使之不參與循環(huán)。
這些生成的硫酸鹽可以形成好幾種復硫酸鹽,其熔融溫度較低(600℃~900℃)。上述硫酸鹽的液相與物料夾雜在一起,黏附在耐火磚表面上,形成結(jié)皮。黏附的物料愈多,則結(jié)皮愈厚。而物料中硫的揮發(fā)系數(shù)愈高,則硫的揮發(fā)量也愈多,所生成的硫酸鹽也愈容易集中在某一部位;因而結(jié)皮也愈厚,嚴重影響窯的煅燒。
要消除或減緩硫?qū)剞D(zhuǎn)窯煅燒的影響,重要措施是一方面減少原燃料中硫的含量,另一面減少窯內(nèi)硫酸鹽的揮發(fā)量,也就是降低硫的揮發(fā)系數(shù)。影響硫的揮發(fā)系數(shù)的主要因素如下:
(1)硫堿比 所謂硫堿比是指物料中所含的SO3和K2O 與Na2O 之間的摩爾比值。
硫堿比的數(shù)值愈高,則揮發(fā)系數(shù)也愈高。若是物料中的SO3含量低,意味著所有的SO3均與堿的氧化物生成不易揮發(fā)和分解的硫酸堿鹽;若是物料中SO3含量過高,意味著生成硫酸堿鹽后,剩余的SO3則與CaO 生成易揮發(fā)分解的無水石膏(CaSO4)。硫堿比愈高,則生成的CaSO4愈多,揮發(fā)系數(shù)也愈高。通常,熟料的硫堿比最好控制在0.6~0.8,最大不超過1.0。
?。?)窯氣中的氧含量 硫的揮發(fā)系數(shù)隨窯氣中氧含量的增加而降低。窯內(nèi)硫的揮發(fā)主要來自CaSO4,其受熱分解方程式如下:
CaSO4<=>SO2+CaO+1/2O2
在上述反應方程式中溫度一定時,當O2含量增加,物料中的CaO 和SO2含量減少,CaSO4含量增加,硫的揮發(fā)系數(shù)下降。當O2含量降低時,物料中的CaO和SO2含量增加,CaSO4減少,揮發(fā)系數(shù)增加。硫含量高時,窯尾廢氣的氧含量應控制在2.5%左右。
?。?)煤粉不完全燃燒硫的揮發(fā)系數(shù)隨窯內(nèi)局部碳(C )的存在而增加。在窯的過渡帶,當窯內(nèi)呈現(xiàn)煤粉不完全燃燒時,部分煤粉落至物料表面上,此時,物料內(nèi)的硫酸堿鹽和CaSO4與C 作用生成SO2,其方程式如下:
K2SO4+C →K2O+SO2+CO
CaSO4+C →CaO +SO2+CO
必須避免燃料的不完全燃燒,避免窯內(nèi)出現(xiàn)還原氣氛。
(4)煅燒溫度和高溫下的停留時間
硫的揮發(fā)受溫度的影響很大,溫度達到1220℃以上時,CaSO4開始分解,因此降低燒成溫度、縮短熟料在高溫下的停留時間,是減少硫酸鹽分解的重要措施之一。
為了降低熟料的燒成溫度,可提高生料的易燒性,磨細生料,降低熟料SM,避免熟料過燒,適當提高熟料f-CaO
的控制指標。此外,還可降低窯的熱負荷,適當降低窯的產(chǎn)量,提高二次風溫,提高5級旋風筒的分離效率。可能的話,可以丟棄部分或全部窯的回灰,使之不參與循環(huán)。
編輯:姜立東
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