電廠煤粉爐直接聯(lián)產高硅硫鋁酸鹽水泥熟料的試驗研究.pdf

1、回轉窯工藝是當前主導的水泥燒成技術,但研究如何使生料的預熱、分解與燒成均能在懸浮或流化狀態(tài)完成,在1300℃左右燒成熟料,一直是水泥煅燒新工藝的重要發(fā)展方向.而懸浮燃燒和流化床燃燒技術是燃煤電廠鍋爐中廣泛應用的成熟技術.于是本文創(chuàng)造性地提出了在煤粉爐中直接懸浮燒成水泥熟料,實現(xiàn)電力和水泥聯(lián)產的設想.為驗證在煤粉爐中直接燒成水泥熟料的可行性,本文以分段多相反應實驗臺為主要的試驗系統(tǒng),開展了一系列探索性的試驗研究.試驗中,分段多相反應實驗臺

2、爐溫設定在1300 ℃,物料在高溫區(qū)的停留時間可達7s.為了獲得最佳的煅燒制度,本文通過大量試驗和理論分析,較系統(tǒng)地研究了煅燒溫度,物料停留時間,物料聚集狀態(tài),粉磨方式,以及煤種的自身組成等各種因素對水泥熟料礦物在懸浮狀態(tài)下快速燒成的影響,從而為擴大性試驗以及工業(yè)上的實際應用奠定了基礎.在懸浮狀態(tài)下快速燒成水泥熟料礦物,煅燒溫度的選擇范圍比較寬,在1200℃以上都可以,對于本文試驗所選用的長廣煤而言,最佳溫度范圍在1250~1350℃之

3、間;并且隨著煅燒溫度的提高,產品的硅酸二鈣含量增加,鈣鋁黃長石含量減少,于是產品的性能得以提高.物料停留時間在1~7s內變化時,產品質量沒有太大變化,但隨著停留時間的延長,固相反應進行得更為完全.而增加物料顆粒在燃燒過程中的聚集程度,增加顆粒間碰撞接觸的機會,也有利于固相反應的進行,有利于產品質量的提高.將煤與生石灰進行共同粉磨,可以促進煤粉顆粒與氧化鈣顆粒之間的粘結附著,從而在燃燒過程中可以更充分的進行固相反應.另外,通過采用兗州煤進

4、行試驗,證明在懸浮狀態(tài)下快速燒成水泥熟料礦物更適合于硫分較高的煤,從而為高硫煤的使用開辟了新路.通過將長廣煤與生石灰混磨后懸浮煅燒出的樣品進行定量x衍射分析,發(fā)現(xiàn)樣品中75%左右的成分屬于具有水硬性的礦物,其中大部分是α′-2CaO·SiO<,2>和β-2CaO·SiO<,2>,其余是早強型的硫鋁酸鈣,另外不足25%的是沒有水硬活性的礦物成分.從樣品的礦物組成看,它接近于硫鋁酸鹽系列的水泥,而又與現(xiàn)有工業(yè)產品的成分含量有差別,因此,根據

5、其特點可以定義為"高硅硫鋁酸鹽水泥熟料".本文還對高硅硫鋁酸鹽水泥熟料的水化機理進行了研究,建立了初步的水化化學.本文還通過理論模型的建立,闡述了高硅硫鋁酸鹽水泥熟料的形成機理,建立了在超快速升溫煅燒條件下的礦物形成化學,從而為燃煤電廠鍋爐聯(lián)產水泥技術奠定了初步的理論基礎.本文還對煤粉鍋爐直接聯(lián)產高硅硫鋁酸鹽水泥熟料這一技術進行了初步的效益分析和評估.在煤粉鍋爐里直接聯(lián)產水泥熟料,實現(xiàn)燃煤電力工業(yè)和水泥工業(yè)的融合,具有重大的經濟價值和社