国外水泥工业低碳燃料类项目研究

本文从项目组织、项目目标、工艺技术特点和研发进展等方面跟踪了国外水泥工业低碳燃料类项目。研究了CEMEX公司与芬兰Coolbrook公司合作的水泥窑电气化项目,简述其RotoDynamic Heater™电力技术;介绍了CEMEX公司、桑迪亚国家实验室和Synhelion公司牵头的Solar MEAD项目,分析了其利用太阳能生产熟料的技术原理;还涉及CEMEX公司水泥厂以氢气作为燃料、英国Hanson公司Ribblesdale水泥厂氢能试验相关内容。

水泥行业双碳体系下全氧燃烧碳减排技术装备研发及示范应用

分析了水泥工业碳排放的来源及特点,介绍了实现水泥工业碳减排的主要技术路径,对比了全氧燃烧、钙循环、燃烧后捕集等典型碳捕集纯化技术特点,结果表明,采用全氧燃烧技术综合成本较低,碳减排效率较高。通过全氧燃烧关键核心技术装备攻关,研发了“强旋流全氧预燃烧炉+富集提浓组合式分解炉”专利技术,建立了O_(2)/CO_(2)介质的燃烧模型和高CO_(2)浓度下的生料分解模型,进行了全氧耦合无焰燃烧技术开发和热态模拟中试试验,建成了国内外水泥行业规模最大的年捕集20万吨CO_(2)工业级示范线。实践表明,利用全氧燃烧技术,可将水泥厂废气中的CO_(2)浓度提高至80%以上,经过变压吸附和低温蒸馏后,CO_(2)纯度>99%。

旋风筒长下料管卸料技术(Ⅰ)——机理研究

对旋风筒翻板阀卸料过程进行了分析。以此为基础 ,对适当延长下料管长度有助于改进旋风筒翻板阀卸料的效果、提高分离效率的原因从三个方面进行了研究 ,即料封柱的密实度对分离效率的影响 ;料封柱的冲起与回落对分离效率的影响 ;下料管处内漏风位置对分离效率的影响。

回转窑等大型半开式大小齿轮轮齿损伤及失效分析

通过提供的许多宝贵实物照片和拓印图,对回转窑类和筒式磨机等转筒设备大型半开式大小齿轮的轮齿损伤及失效进行分析。分析表明,以前有人认为点蚀在这种传动中不存在的说法是不全面的;在闭式齿轮传动中存在的各类齿轮轮齿损伤,不仅都存在于半开式齿轮传动中,而且是只多不少。从齿轮轮齿损伤的成因和机理出发,介绍部分既经济又实用的解决及处理方法,对进一步研究提高这种大型半开式齿轮传动的使用寿命具有极为重大的意义。

预热器出口废气热损失对熟料热耗的影响

众所周知,影响水泥熟料烧成热耗的主要因素是预热器出口废气带走的热损失、系统的表面散热损失、出冷却机余风及熟料带走的热损失。从我院近年来对国内部分2000～2500t/d预分解窑系统的热工检测与分析可见,除烧成熟料所必需的理论热耗外（即熟料形成热），预热器出口废气带走的热损失是最主要的热量支出，占能量总支出的17％～22％左右。

氢能煅烧水泥熟料技术研究及应用进展

替代化石燃料、减少二氧化碳排放是水泥行业绿色发展面临的紧迫任务。新能源技术的迅速发展及电解水技术的逐步提高为水泥熟料煅烧绿氢应用提供了可能。中试研究表明,氢气燃烧可以满足水泥熟料煅烧的各项要求,但应注重新型燃烧器及其附属工艺装备的开发;工程化应用表明氢气燃烧有助于提高熟料形成的热动力学过程,减少二氧化碳排放。可见,氢能应用是水泥行业绿色、低碳转型的一项可行的重要技术措施。

水泥湿法脱硫工艺脱硫塔系统的温度保护

简述了水泥湿法脱硫工艺脱硫塔内高温带来的危害,介绍了几种塔内构件的耐温范围,探讨了有效控制脱硫塔系统异常升温的各种措施,确保脱硫系统与熟料线的同步性。

催化剂对水泥窑用煤燃烧性能的影响

选用CaCO_3、Fe_2O_3、造纸废液为催化剂,借助正交实验、焦渣失重实验、差热分析等方法,研究了它们对煤的燃尽度、挥发分释放以及起燃温度的影响。

冷却机托轮柔性数字化加工生产线的应用

针对传统冷却机托轮“辊圈-轴-轴承盖”加工生产线存在的加工区域分布广、加工流程长、所需操作工人多等问题,天津水泥院自主研发设计了冷却机托轮装置柔性数字化加工生产线。该生产线主要由数控卧式车床、立式加工中心、淬火机床、工业机器人等构成,可实现工件多工序自动化加工;机器人可根据工件的不同种类快换夹具,同时引入了软浮动控制功能,可实现机器人弹性运动与随动运动;采用水汽清洗与去铁屑盘刷相结合的清洁方式,可降低因铁屑粘附造成的气密检测报警频次;采用数字化集成控制系统,可实现对设备状态及测量数据的实时采集,并与工厂管理系统连接。应用实践表明,柔性加工生产线大幅提升了冷却机托轮生产效率和产品质量,减少了人力运营需求,可为企业带来显著的经济效益。

洪堡公司预分解窑系统低NO_x煅烧技术

本文介绍了德国KHD洪堡公司近年来在研究和开发预分解窑系统低NO_x的熟料煅烧技术的进展及应用效果。

石煤的综合应用

0 引言 石煤是生长在古老地层中的一种劣质早生代煤,是在浅海环境下由藻类、菌类等低等生物形成的腐泥煤,在我国储量丰富,其发热量一般在3200～12930kJ/kg之间,含硫高,灰熔低,灰份一般在50～80％之间。石煤中同时还含有钒、钼、铜等伴生元素。利用石煤生产水泥不但能降低水泥的生产成本,而且能节约部分粘土与优质无烟煤,此外,由于石煤中含有多种微量伴生元素,对熟料中矿物的生成能起到一定的助熔和矿化作用,所以能相应降低熟料的烧成温度。

浅谈TIE-固定篦床的优化升级

TIE-固定篦床采用中心分区供风、微调风阀、水滴型高效篦板等技术,用水平出风的高速气流快速急冷熟料,不仅系统可获得温度较高且稳定的二次风,还能均布熟料,减少粗细熟料的离析分布,从源头上控制“红河”的产生;在稳定较高的二次风温下,还可将料层厚度总体降低至650mm左右,大幅减小后续所有冷却风机的总体负载阻力,进一步有利于熟料的冷却和降低冷却电耗。实践表明,使用TIE-固定篦床局部替换旧的固定篦床,能有效地提高二次风温,降低烧成系统的能耗,还可显著提高熟料的质量。

双喷腾分解炉内气固两相流场的数值模拟

对水泥工业中广泛应用的双喷腾分解炉内的气固两相流场进行了数值模拟,气相在Euler坐标系下采用k-ε双方程模型表示,固相颗粒在Lagrange坐标系下采用随机轨道模型表示。模拟的结果预测了分解炉内气固两相流场的运动规律,为分析双喷腾分解炉内的气固运动规律和预测固体颗粒在炉内的停留时间提供了有利信息。

无烟煤微油点火技术在水泥厂的应用实践

采用无烟煤微油点火技术系统代替了传统的油枪点火,解决了烘窑升温过程中SO_(2)排放过高、点火油耗过高及煤不完全燃烧造成的回转窑26m结圈等问题,且将煤粉的燃烧能量放大,达到点火并加速煤粉燃烧的目的,大大减少煤粉燃烧所需引燃能量即燃油消耗量;提高了燃油火焰的刚性及燃油的燃尽率,有效地节约了回转窑启、停及低负荷稳燃的成本。

窑炉用风量的合理匹配

预分解窑系统窑炉用风量的合理匹配对于稳定系统的热工制度 ,提高熟料的产量、质量都至关重要 .但不同的窑炉结构及不同的操作条件 ,窑炉内煤粉燃烧的环境也不尽相同 ,燃烧所需要的气体量也不同 .根据预分解窑系统煤粉燃烧的特点 ,结合国内几家预分解窑的实际生产情况 ,探讨了窑炉在正常运行条件下的用风量 ,即一、二、三次风的风量大小 .并根据某厂家在生产过程中为强化炉内煤粉的燃烧 ,而对三次风风门开度进行了两次调整后的现场检测结果 ,讨论了窑炉用风量的合理匹配问题及其对系统正常运转的重要性 .指出生产中一定要注意风的分配、窑炉用煤量的比例 ,并兼顾整个系统风、煤、料的匹配关系 .

影响水煤浆再燃效果的主要因素研究

为了研究使用水煤浆作为再燃燃料在大型电站锅炉上的再燃脱硝效果和影响因素,在1台新建的670t/h的水煤浆锅炉上进行了再燃燃料量比在12.5%～25%、主燃区过量空气系数α_1在0.92～1.34、再燃区过量空气系数α_2在0.91～1.04之间变化的低NO_x燃烧调整试验,分析了再燃燃料量比、再燃区过量空气系数、主燃区过量空气系数、再燃区温度、烟气在再燃区停留时间和混合状况对脱硝率的影响。试验结果显示,相对于均等配风时锅炉的NO_x排放量788mg/m3,水煤浆再燃能够有效地降低NO_x的排放量,脱硝效果最高可以达到42.5%,说明大型电站锅炉上采用水煤浆再燃是一种有前景的脱硝方法,同时通过试验确定了再燃过量空气系数为0.95时的最佳再燃燃料比为16%,再燃燃料比为25%时,在实验工况范围内,最佳再燃区过量空气系数为0.91。

添加晶种对硅酸盐水泥生料易烧性影响的研究

采用实验室制备的不同种类单矿物、纯熟料及白水泥熟料为晶种，利用ＤＴＡ，ＸＲＤ及测定游离石灰等方法，研究了其对普通硅酸盐水泥生料易烧性的影响。结果表明：铁相的作用在四种单矿物中最为明显，其它三种主要矿物也均有不同程度地促进煅烧过程中熟料矿物形成的作用。以熟料为晶种，可以看成是四种单矿物在整个煅烧过程中相互作用的结果。另外，还就不同原料、不同率值及在萤石矿化作用下，添加晶种对熟料煅烧效果的影响进行了研究。

微波煅烧硅酸盐水泥的研究

用微波在 1 370℃ ,1 40 0℃ ,不同生料组成下煅烧了硅酸盐水泥 ,并与在 1 45 0℃的电炉煅烧进行了比较。结果显示 :微波煅烧比电炉煅烧的温度至少降低 5 0℃ ,煅烧时间减少约 70 %。微波煅烧(1 40 0℃ ,1 0min)水化活性优于电炉煅烧 (1 45 0℃ ,30min) ,强度也提高。同种生料 ,两种不同煅烧模式得到的熟料中 ,其四大矿物 (C3S ,C2 S ,C3A ,C4 AF)是相同的 ,阿利特相结构都属于Ⅲ型和Ⅰ型单斜晶系 ,但微波煅烧的熟料中硅酸盐矿物 (C3S+C2 S)总含量提高了约 1 0 % ,晶体的尺寸较小且比例较高 ,中间相 (C3A+C4 AF)的含量降低了约 1 0 % ,黑色中间相的尺寸有增大趋势。结果还表明 ,适宜的组成有利于微波烧成硅酸盐水泥 ,并且其矿物形成过程也不同于电炉煅烧。

我国水泥窑协同处置现状剖析和发展建议

近10年来,我国水泥工业废弃物协同处置取得长足进步,一批水泥窑废弃物协同处置企业稳步发展,已经具备了相当的规模和废弃物处置能力。基于此,介绍了我国协同处置行业整体状况,分析了行业发展存在问题和面临的形势,最后提出了协调水泥窑协同处置与其他危险废物处置设施之间的发展、建立和完善监管管理制度体系、积极推进科技创新与应用等建议。

过量空气系数及喂煤量对回转窑温度分布影响

在对回转窑已有传热研究基础上,进一步考虑了水泥回转窑煤粉燃烧和窑内化学反应,建立了计算回转窑温度分布的综合数学模型;基于此模型利用Matlab软件编程研究过量空气系数和喂煤量对回转窑温度分布的影响,得出了过量空气系数和喂煤量对窑内烟气、物料和筒体外表面温度分布的影响规律。并将计算所得的窑筒体外表面温度分布与实测值相比较,两者具有较好的一致性,验证了所建立的回转窑温度场计算模型的有效性。