水泥窑协同处置MSW环境负荷与性能耦合评价

基于中国某水泥厂2022~2023年生产数据及近3年国家/行业统计数据进行生命周期评价,核算水泥窑协同处置城市生活垃圾(MSW)生产不同品种水泥的环境负荷;联合数据质量指标评估和蒙特卡洛模拟来综合评估最终结果的不确定度.与常规工艺相比,水泥窑协同处置工艺生产每吨熟料的综合环境负荷降幅为7.82%;4种水泥中,P·O 52.5水泥的综合环境负荷最大,但其单位强度的环境负荷相对较小.综合考虑,采用水泥窑协同处置工艺生产P·C 42.5水泥与采用常规工艺生产P·O 42.5水泥相比,其综合环境负荷降幅为16.87%.

电解锰渣替代工业石膏用作水泥缓凝剂的试验研究

电解锰渣是电解锰加工行业中常见的一种工业固废,目前的处置方式主要为地下填埋或者露天堆存,其大量无序堆放带来了严重的环保问题。随着新环保法的实施,地方政府和电解锰加工企业面临的环保形势更加严峻,电解锰渣的合理处置成为地方经济社会发展所面临的重要核心问题。采用德国布鲁克元素分析仪等仪器设备对电解锰渣的特性进行了分析和研究,通过将电解锰渣与工业石膏搭配用作水泥缓凝剂,探索了在水泥生产过程中资源化利用电解锰渣的可行性,具有良好的环保效应和经济效益,对于电解锰渣的有效处置具有一定的参考价值。

生料辊压机终粉磨系统节能减碳实践中存在的问题与对策

因原材料水分大、系统烘干能力不足、设备阻力大、高效选粉机结构缺陷等原因造成生料辊压机终粉磨系统运行不稳定且循环负荷大、停机次数较多、系统阻力大、循环风机拉风过大、细度跑粗现象,导致生料工段电耗偏高、成品细度合格率低。对物料特性、工艺流程、设备选型及运行、成品细度进行热工诊断和研究分析,并实施相应的设备、工艺及系统操作优化措施。优化后,生料辊压机终粉磨系统工段电耗降低了2.2kWh/t,选粉效率提升,成品细度明显改善,实现提质增效,节能减碳的目的。

水泥生料中氨含量检测方法研究探索

本文主要探究了氯化钾溶液提取法和纳氏试剂法两种方法在水泥生料中氨含量检测的适应性和准确性,并进行了第三方检测验证。研究结果表明,氯化钾溶液提取法适用于0~50 mg/kg浓度的氨含量检测,而纳氏试剂法适用于20~100 mg/kg浓度的氨含量检测,本研究为水泥生料中氨含量检测提供指引和参考,对水泥工业实现氮氧化物超低排放,确保氨逃逸合格有着重要意义。

辊压机联合粉磨系统对标挖潜降低电耗的实践

为了降低水泥粉磨电耗,对辊压机联合粉磨系统原材料特性、系统热工参数、主机运行参数、分项电耗等进行分析及诊断,并与标杆基地相关项进行全面对标,发现粉磨系统存在辊压机挤压效果差、系统阻力高、拉风大等问题。对系统针对性地实施了局部优化改造及优化操作参数。改造后,生产P·O42.5水泥工段电耗降低了2.4 kWh/t,节电效果明显。实践证明,标杆对比尤其适用于集团化公司开展水泥粉磨精益运行管理。

二氧化碳的捕集与矿化利用研究进展

随着全球气候变化日益严峻,有效降低大气中的CO_(2)浓度已成为全球关注的焦点。本文梳理了目前主流的CO_(2)捕集技术,包括液体基CO_(2)捕集、固体基CO_(2)捕集、膜基分离等方法,并详细分析了其优缺点;深入探讨了矿化利用技术,其主要原理是将捕集的CO_(2)转化为稳定的碳酸盐矿物,从而实现碳的永久封存。矿化技术不仅能有效减少温室气体排放,还能为建筑材料等行业提供新的原料来源。随着科学技术的不断进步,CO_(2)的捕集与矿化技术将在应对全球气候变暖中发挥重要作用。

纳米晶核剂在PC构件生产中的应用研究

本文通过自制纳米早强晶核剂,研究了纳米早强晶核剂对水泥水化进程和混凝土早期的力学性能的影响,并探索了纳米晶核剂在PC构件实际生产中的应用。试验结果表明,纳米早强晶核剂可以显著促进水泥水化,缩短了水泥水化诱导期。掺入1%的纳米晶核剂,混凝土的早期强度得到显著提高,7 h抗压强度即可达到15 MPa,较空白提高150%。纳米晶核剂应用于PC构件生产,可明显缩短PC构件脱模时间,且对PC构件表观质量无负面影响。

5000 t/d生产线烧成系统绿色高效节能升级改造实践

介绍了广西某新型干法水泥熟料生产线的绿色高效节能技术改造方案及效果,通过降低预热器压损、改善窑内通风以及提高换热效果等方式,熟料标准煤耗平均下降2.68 kg/t,烧成电耗平均下降1.25 kWh/t,预热器系统阻力降至4950 Pa,C1出口温度下降20℃,生产线热效率显著提高,节能减排效果明显,符合绿色低碳要求。

生物质气化技术研究进展及应用现状

生物质替代燃料因资源丰富,具备“碳中性”和可再生性特点,规模化利用生物质替代燃料对水泥工业实现碳中和意义重大。为了给水泥行业生物质替代燃料规模化应用提供发展新思路,在介绍生物质气化技术原理和原料特性的基础上,比较固定床型气化炉与流化床型气化炉的优劣,分析气化剂的种类和作用。从目前国内外的应用实践看,生物质气化技术主要在电力行业应用。分析认为,生物质气化技术的发展一方面需要降低焦油含量,另一方面需要提高可燃气热值或者将热值向固体产物如生物质碳富集;生物质气化技术在水泥工业替代燃料领域会发挥更大的作用。

水泥窑用废塑料替代燃料工艺研究

在“碳达峰、碳中和”的背景下,水泥窑废塑料替代燃料技术是促进水泥和塑料行业共同实现绿色低碳发展的有效途径。文章重点探讨水泥窑应用废塑料替代燃料的技术解决方案,通过研究与设计废塑料预处理工艺、水泥窑分解炉技改工艺,实现废塑料在水泥窑中资源化利用。分析了水泥窑应用废塑料的生产效益和经济效益,并针对水泥窑大规模应用废塑料替代燃料提出了发展建议。

悬浮态下煤粉的燃烧特性研究

采用X射线衍射仪(XRD)和同步热分析(TG-DSC)等分析煤粉的矿物组成和热分解特性,并使用悬浮炉探究温度、流速和CO_(2)浓度对煤粉燃烧特性的影响。结果表明,煤粉燃尽度达到90%时所需的时间τ_(90)与CO_(2)浓度呈指数关系,在775℃、4.0L/min和61.6%CO_(2)浓度实验条件下的τ_(90)为65.2s。

水泥工业节能减排技术及装备的研究进展

本文介绍了我国水泥工业生产节能减排的新型技术与装备的最新研究进展,包括有高效节能水泥熟料烧成系统、高效节能粉磨系统、低温余热发电等的技术及装备、以及水泥窑处置固体危险废弃物的技术及装备等,可有效实现水泥工业生产的节能减排。

六级预热器优化的数值模拟

采用雷诺应力模型(RSM)及离散相模型(DPM)对水泥窑六级预热器及其优化改进的预热器系统内流场、换热效果及物料分离效率进行了模拟计算及研究分析.结果表明:优化改进后的六级预热器系统压力损失较原系统降低约13.8%,而预热器出口温度仅上升1.7%,系统分离效率降低1.4%,说明优化后的预热器系统性能明显优于原系统.流场模拟计算的结果表明:优化改进后的旋风筒下锥体内的局部涡流减弱,有助于减小其底部飞灰的二次飞散问题,从而可有效防止其分离效率的降低;切向速度减小,旋风筒的压力损失减小,颗粒受到的离心力也减小,但准自由涡的区域有轻微的增大,因此其分离效率变化不大.

预热器撒料性能的实验研究

本文对不同结构型式撒料装置在不同状况下撒料性能进行研究,采用实物大小的模型系统试验了撒料板角度从0°~45°、撒料板插入深度从0~300 mm及改变撒料板宽度和高度等不同状况下物料的分散情况,通过实际测量撒料高度及数学计算的方法来分析研究不同状况下物料的分散效果,从而得出使物料充分分散的最优型式的撒料装置,为实际工程应用的预热器开发提供了很好的设计依据。结果表明,撒料板角度为5,°插入深度为200 mm时物料分散情况最好。

水泥窑协同处置对烧成系统运行影响探究及优化实践

通过理论计算典型生活垃圾、烟煤燃烧的耗氧量及产生的废气量,系统论述水泥窑协同处置生活垃圾对预热预分解系统阻力的干扰。通过对预热器系统提质降阻技改优化实践,有效降低了烧成系统的阻力,提高了预热器的换热效率,为水泥生产线协同处置项目的投产创造了良好的前提条件。

分解炉中煤粉燃尽特性的试验研究及评价

通过高温悬浮试验反应台模拟了不同温度和O2情况下,水泥工业所用的4种典型煤粉的燃尽特性。试验表明,温度提高、燃烧气氛中O2含量的增加有利于提高煤粉的燃烧效果,尤其对无烟煤有较大的影响,但温度及O2的进一步增加对烟煤的影响则较小。根据煤粉的燃烧特性,结合分解炉的特点提出了评价分解炉中煤粉燃尽特性的特征燃尽度和相对燃尽时间,认为只要出分解炉煤粉燃尽度≥90%即可确保分解炉设计的可靠性及合理性。根据煤粉在特征燃尽度下的相对燃尽时间可指导实际分解炉的开发和对现有分解炉实施改造,以确保和提高煤粉在分解炉中的燃烧效果,从而保证分解炉的运行可靠。

TWD型分解炉的研究开发及工程应用

我院对分解炉的研究，已形成了一套从原燃料特性研究、机理分析、冷态模拟试验、CFD研究及现场测试等完整的研究开发体系。目前的主导炉型为双喷腾型的TDF炉，根据燃料的燃烧特性与预分解系统开发设计的相关性研究，针对无烟煤“着火温度高、着火及稳燃困难”的燃烧特性，在TDF炉型基础上衍生开发适应各种不同煤质的分解炉，其中TWD炉（带下置涡流预燃室的组合式分解炉）是在无烟煤燃烧特性研究基础上开发而来。本文对其研究开发及工程实践应用作一详细介绍。

TCFC第四代行进式篦冷机的研发及应用

重点阐述天津院研制、开发TCFC新型第四代行进式篦式冷却机的过程。它的特点是模块化设计、依料床变化自动稳定冷却风量、无漏料,应用空气流量控制阀(STAFF阀、TC阀)和特殊四联杆机构的传动支撑系统等多项专利技术,采用国际先进的Walking floor行进式原理,通过一系列优化设计,真正实现了篦冷机的高效、低故障率。TCFC第四代篦冷机已成功应用于水泥厂煅烧系统,一年多的生产实践表明其热回收率高、用风量少,运行稳定,维修方便,主要技术指标达到了国际先进水平,取得了良好的经济效益和社会效益。

第三代5500t/d预分解系统的研究开发及应用

通过工程实践的归纳总结、相关理论及数值模拟研究,提出了预热器系统高效低阻及分解炉对原燃料的适应性的措施,开发了第三代5500t/d预分解系统并应用于工程实践。

TSD型分解炉的研究开发及工程应用(下)

通过理论及试验研究,,开发了适用于无烟煤煅烧的TSD型分解炉,并结合工程实践应用,将TSD型分解炉成功应用于2500～5000t/d水泥熟料生产线,取得了成功。