危废综合焚烧回转窑经济高效运行的技术难点及对策

随着国内危险废物处理产业化快速发展,回转窑综合焚烧技术得到了广泛应用,但其工业化应用存在回转窑工况不稳定、焚烧性能差、灰渣率高等问题,严重影响焚烧效率和运行成本。以危废综合焚烧的灰渣率为切入点,从回转窑焚烧机理、工艺设计、工艺控制、工艺运行等方面分析了灰渣率高的原因,并提出了相应的解决对策和建议,为危废综合焚烧回转窑经济高效运行和产业高质量发展提供参考和借鉴。

钢铁工业含锌尘泥回转窑处置技术的应用进展

钢铁冶炼过程(炼铁、炼钢)会产生大量的含锌尘泥,该尘泥不宜直接返回炼铁工序,一般以厂内长期堆存或外委等方式进行处理。随着我国钢铁企业“固废不出厂”“循环经济”“绿色制造”等新理念的深入推进,在钢铁厂内部采用新型回转窑技术直接处置含锌尘泥成为大势所趋。本文介绍了传统回转窑处置含锌尘泥技术的工艺流程,从原料、生产过程和产品特点等方面分析其不足,提出采用原料造球、多喷孔分级进风等创新技术的新型回转窑处置技术,该技术明显提高了回转窑处置能力,缓解了回转窑结圈,已相继在永锋钢铁、八一钢铁、诚钰环保等钢铁企业和环保公司稳定运行,产生了良好的经济与社会效益。该技术在多固废协同处置、热渣干式冷却等方面具备应用前景。

基于改进三元组网络的回转窑火焰图像工况识别

针对回转窑火焰图像细节特征难以区分导致的工况识别困难的问题,提出一种基于改进三元组网络的小数据集回转窑火焰图像工况识别方法。该方法在原始三元组网络的基础上优化了距离度量方式并引入类内距离损失。首先,将回转窑火焰图像的RGB通道分离后分别进行双边滤波预处理,保留具有火焰边缘信息的特征,并在原始三元组损失中通过引入类内特征距离损失,使其能够在增大类间距离的同时,减小类内距离;然后,通过基于马氏距离的改进三元组网络获取具有细节差异性的火焰图像特征;最后,采用K均值聚类算法对有标签的特征向量进行工况识别。实验结果表明,该方法得到的特征具有更强的判别性,可以有效提高回转窑工况识别的分类精度,指导回转窑操作。

石灰回转窑真实烟气条件下有机胺法CO_(2)捕集试验

为推动有机胺法CO_(2)捕集工艺在钢铁行业的应用,在石灰石回转窑炉真实烟气条件下开展了有机胺法CO_(2)捕集侧线试验,考察了有机胺溶液质量分数、烟气流量、溶液喷淋量、吸收温度、油浴温度和再生压力等关键参数对捕集系统CO_(2)捕集性能的影响。结果表明,在最优试验条件(有机胺溶液质量分数为25.0%、烟气流量为20m^(3)/h、溶液喷淋量为70L/h、吸收温度为30℃、油浴温度为115℃以及再生压力为10kPa)下,捕集系统CO_(2)捕集率和解吸酸气量分别为94%和1.22m^(3)/h。在最优试验条件下进行的480h连续试验结果显示,捕集系统CO_(2)捕集率平均值为94%,解吸酸气量平均值为1.22m^(3)/h,CO_(2)捕集系统表现出良好的稳定性,证明有机胺法应用于石灰回转窑烟气CO_(2)捕集技术可行。

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。

回转窑炉渣对刚玉-莫来石砖的侵蚀研究

对某公司危废焚烧回转窑燃烧带用后刚玉-莫来石砖进行取样,采用XRD、SEM结合EDS对残砖进行显微结构和成分分析,探索危废焚烧回转窑用刚玉-莫来石砖在含卤素及高含量钠盐炉渣侵蚀下的蚀损机制。结果表明:熔渣中的钠盐、钾盐及Br、Cl等元素侵蚀渗透能力强,在基质中产生的NaCl、KBr及方钠石等低熔点、低密度物质,一方面导致燃烧带的砖体高温性能降低,加快了物料对砖体的侵蚀磨损;另一方面导致砖体产生不可逆的体积膨胀,从而在回转窑运行过程中出现剥落。

水泥回转窑过渡带用尖晶石-方镁石-铝酸钙耐火材料的制备

水泥回转窑过渡带由于难以结窑皮和所用耐火材料热导率较高,使得窑体表面温度高,散热损失大。本工作以菱镁矿、白云石和煅烧氧化铝为原料合成了尖晶石-铝酸钙复相轻量骨料,以此为颗粒,以烧结镁砂细粉为基质制备出尖晶石-方镁石-铝酸钙耐火材料。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪等手段研究了合成原料物相组成对耐火材料常温物理性能、荷重软化温度和抗水泥物料侵蚀性能的影响,结果表明:利用菱镁矿、白云石和煅烧氧化铝为原料在1650℃保温4 h可以合成吸水率较低的尖晶石-铝酸钙复相轻量耐火原料。以合成尖晶石-铝酸钙复相材料为骨料可以制备出常温耐压强度较高的尖晶石-方镁石-铝酸钙耐火材料,其高强度得益于合成骨料与方镁石基质的良好结合。尖晶石-方镁石-铝酸钙耐火材料具有较好的抗水泥物料侵蚀性能,可用于水泥回转窑过渡带。

链箅机—回转窑—环冷机球团系统热经济性分析

以降低球团生产系统能耗为目标,进一步了解球团生产过程中能流及[火用]流的变化和损失情况,对链箅机—回转窑—环冷机氧化焙烧球团系统进行了热平衡及[火用]平衡计算分析。系统热收入和[火用]收入主要项为燃料化学能和球团氧化。热量消耗主要用于排出废热和外表面散热。传热、燃烧不可逆[火用]损失和系统机体散热[火用]损失为[火用]支出主要部分。针对系统废热余热资源未完全利用情况,提出环冷废气余热循环利用和回转窑表面散热回收等建议,经计算优化后,对于废气余热循环,利用环冷二段与三段废气余热使热效率提高至85.29%、[火用]效率提高至33.40%;回收集热器余热使热效率提高至86.53%、[火用]效率提高至33.93%。研究结果为球团生产提供建议,并结合实际寻找适合该系统的余热利用方案,为节能优化提供参考。

浅谈RKEF工艺回转窑内衬施工工艺及使用效果

镍具有很好的可塑性、耐腐蚀性和磁性等性能,主要被用于钢铁、镍基合金、电镀及电池等领域。目前冶炼镍主要以红土镍矿为原料,以RKEF工艺为主。红土镍矿在回转窑进一步升温脱去自由水和结晶水且部分发生预还原反应。回转窑作为RKEF冶炼工艺的关键设备,其使用的稳定性及使用寿命直接影响到生产的稳定及产量。作为回转窑不可缺少的内衬耐火材料是制约其使用稳定性及使用寿命的关键因素。以印尼某公司年产30万tRKEF镍铁项目回转窑耐火材料的施工工艺展开,简要阐述了回转窑内衬耐火材料的结构和施工工艺。经过多年应用实践,对回转窑内衬浇注料结构进行了改良并对施工工艺进行了优化,回转窑内衬使用寿命由最初的15个月左右,现在使用寿命已经提升到了超过30个月,并且回转窑使用的稳定性也得到了很大的提高。

回转窑中回收炉气与煤粉混合燃烧的数值模拟

针对回转窑-矿热炉工艺中工业炉窑的能耗大、废弃物排放量大且余热余能利用率低等问题,本研究设计了一款回转窑五通道燃烧器并将其用于炉气和煤粉混合燃烧,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟的方法对回转窑内的气固两相燃料混合燃烧过程进行数值研究,分析了在气固两相燃料不同配比的工况下回转窑内温度场、流场、燃烧特性以及NO_(x)的变化规律。结果表明:掺入气体燃料有助于提高煤粉燃烧速率,改善窑内温度分布,降低NO_(x)排放量,火焰更加容易控制,呈现“棒槌形”。随着气体燃料的比例不断增加,高温区范围增大,焙烧区长度由9.16 m增加至14.17 m,炉窑出口处NO_(x)的含量由634 mg/m^(3)降低至29.8 mg/m^(3)。

红外热成像仪在球团回转窑生产状态监测中的应用

回转窑作为冶金球团生产的主要设备,其内部温度及设备安全状况难以通过直接测量得到。通过在窑外安装红外热成像仪,对回转窑表面温度进行监测,实现了对其点火、升温、正常生产时的温度状态和红窑风险的分析。结果表明:红外热成像仪可精准监测回转窑表面温度,温度采集密度可达2.4 cm,测温精度可达±5℃;回转窑点火升温过程中,由于火焰辐射传热范围有限,窑尾附近的升温具有滞后性;在回转窑稳定生产时,窑中部位窑皮温度在320℃左右,窑尾部位窑皮温度在250℃左右,说明设备耐材状态良好,暂无红窑风险。

链箅机布料厚度和回转窑填充率自动化控制研究

目前,链箅机—回转窑是我国氧化球团生产的主要工艺,由于其连续、封闭的高温特性,生产过程中部分参数无法进行实时检测,会给工艺的自动化和运行改善带来困难,并会使生产线长期处于被动控制状态。鉴于链箅机布料厚度和回转窑填充率的自动化控制在实现球团自动化生产中起着重要的作用,本文以某企业典型的球团生产工艺为对象,基于现场运行数据和控制方法优选,建立链箅机布料厚度和回转窑填充率自动化控制方法。结果表明:采用基于生球堆比重K值计算的机速值可以与实际运行计算值较好地吻合,基于理论计算来获得填充率具有很好的参考意义,为实现7%~8%填充率的稳定运行,给料速率和转速之比值需控制在1.27~1.45。研究结果可为球团生产的自动化控制提供指导和借鉴。

球团回转窑煤粉供入量预测

球团回转窑煤粉供入量的预测对回转窑精准控制和建设智能工厂都至关重要。然而,煤粉供入量与众多因素有关,只依据煤粉的历史数据建立模型进行预测,效果难以满足实际生产需求。因此,建立了基于XGBoost的煤粉消耗量预测模型,对影响煤粉消耗量的众多因素进行筛选,确定影响煤粉消耗量的关键影响因素。以某球团厂为应用案例,开展了煤粉供入量预测研究。煤粉消耗量预测结果的平均相对误差为7.22%,生产状态平稳时的预测平均相对误差为6.1%,生产波动较大时的预测平均相对误差为8.9%,预测结果精度较高。

水泥回转窑中心线偏差的原因分析及解决办法

对造成水泥回转窑中心线偏差的主要原因进行分析,结合中心线检测和现场观察结果表明,造成水泥回转窑中心线偏差的原因主要有四种,本文着重对形成的原因及解决方案进行分析。

镍铁冶炼回转窑燃烧系统及窑内结圈的控制

对镍铁冶炼RKEF工艺所用回转窑燃烧系统进行全面对比分析,重点研究采用粉煤燃烧器焙烧的镍铁冶炼回转窑结圈的形成与预防控制措施,实现红土镍干矿在窑内充分还原、脱出结晶水的同时,控制窑皮厚度达到提高窑衬寿命的目的。

回转窑内不同燃料比例炉气与煤粉共燃模拟

为了解决回转窑-矿热炉工艺中能源浪费问题,基于计算流体力学(CFD),建立了三维气固两相燃料混合燃烧计算模型,采用FLUENT软件对回转窑不同比例的煤粉与矿热炉炉气的混合燃烧进行了模拟分析,建立了气固两相混合燃烧的数学模型,探究了不同燃料比例下回转窑内温度场的分布。结果表明:不同燃料比例下回转窑内部的速度矢量呈轴对称分布,且随着气体燃料的增加,火焰峰值温度逐渐降低,高温区的范围逐渐增大,焙烧区的煅烧带的长度由14.9 m增加到18.2 m。

铁精矿氧化球团回转窑直接还原试验研究

采用新疆某地生产的铁精矿氧化球团,在Φ2.8 m×48 m回转窑中试装置开展煤基直接还原试验,研究外配碳量、投料量、还原时间、供风结构等因素对铁精矿氧化球团还原效果的影响。试验结果表明,在投料量4 t/h、外配碳比40%、还原时间266 min、采用窑背风机多点供风模式下,金属化球团的金属化率可以达到87.55%。

水泥回转窑SO2排放异常的控制措施

1案例介绍我公司4 500t/d生产线采用新型干法水泥产工艺,配套两台辊压机终粉磨系统配合生产,因公司使用煤炭、硫铁矿渣及其它辅材中SO_(3)含量低,废气中SO2排放为3~10mg/m^(3)之间,公司所属地区环保部门控制指标为<100mg/m^(3),所以未配备专用脱硫系统。

火焰原子吸收光谱法测定回转窑渣中银的含量

试样于500℃马弗炉中灼烧,去除碳、硫等杂质,经盐酸、硝硫混酸、氢氟酸分解溶样,在15%的盐酸介质中,于原子吸收光谱仪波长328.1 nm处使用空气-乙炔火焰测量其吸光度,按标准工作曲线法计算银元素含量。通过试验,溶液中共存杂质离子几乎不干扰测定,3个回转窑渣样品平行测定12次,相对标准偏差小于1%,测得加标回收率在97.35%~100.55%之间,其结果令人满意。本方法简便、快速、准确度高,重现性好,适宜于回转窑渣中银量:10~1000 g/t的测定。

碱金属对氧化球团回转窑结圈的影响机制

回转窑结圈是制约回转窑生产氧化球团的主要因素,窑内结圈会影响温度场的分布并减小回转窑内径,导致成品矿强度及性能恶化,增加生产能耗。改善结圈问题有助于降低回转窑生产球团能耗,提高球团矿质量,推动铁前造块工艺节能减排。本文重点分析了碱金属(K/Na)对回转窑结圈的影响机制,即K_(2)O、Na_(2)O是以形成低熔点物相实现在微区液相富集,并随含量增加显著降低低熔点物质开始熔化温度和增加液相占比。