KCl–K_2SO_4–Na_2SO_4系统低温融体形成的温度范围

KCl–K2SO4–Na2SO4系统低温融体是引起新型干法水泥预分解系统结皮堵塞至关重要的因素。融体的熔点越低,低温融体对粉状物料的粘结能力越强,因而对结皮堵塞的影响也越大。用化学试剂和实验电炉进行实验,绘制了KCl–K2SO4–Na2SO4低温融体形成的温度范围图。结果表明:KCl–K2SO4–Na2SO4三元系统共融温度<800℃,最低共融温度<500℃,相当大范围的共融温度在500～700℃。在Na2SO4含量较高的情况下共融温度低,预示其对结皮影响比K2SO4的更大。

水泥预分解系统粉尘与碱、氯、硫融体的粘结特性及其对结皮的影响

采用化学试剂和生产原料,研究了预分解系统内粉尘与碱、氯、硫等单一或复合低温融体之间的粘结特性。结果表明:作为低温融体,KCl和混合融体KCl+K2SO4+Na2SO4粘(融)结粉尘的粘结能力最强,对结皮堵塞的影响最大;其次是CaCl2,Na2SO4和混合融体CaCl2+K2SO4+Na2SO4;而单一的K2CO3和K2SO4对结皮的影响较小。作为粉尘,CaSO4最容易被各种融体粘结形成坚硬结皮;C2S与CaCO3较容易被融体粘结形成疏松结皮;CaO,Al2O3,MgO,Fe2O3,SiO2不易被融体粘结。分解率高(98%)的生料不容易被融体粘结;分解率低的生料较容易被粘结形成结皮。因此,提高入窑生料分解率不会增加而是可减少结皮堵塞的几率。

灰成分影响煤灰烧结温度的实验研究

利用压差法煤灰烧结温度测量装置,通过用化学纯试样替代煤中灰成分来改变煤灰不同组分的含量,研究了在典型燃烧反应气氛和气化反应气氛下SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、Na2O、K2O等灰中化学成分对煤灰烧结温度的影响特性。实验结果表明,与燃烧气氛下SiO2成分一般提高烧结温度不同,气化气氛下添加的SiO2会与氧化物结合生成的硅氧化物和硅酸盐矿物群产生低共融现象,导致在一定含量范围内降低烧结温度;添加Fe2O3在气化气氛下能显著降低煤灰的烧结温度,在燃烧气氛下对烧结温度的影响不大;在燃烧气氛或气化气氛下,添加Al2O3和K2O对烧结温度影响较复杂,随着其加入会适当降低煤灰烧结温度,当其含量超过一定比例后又会提高煤灰烧结温度;无论在燃烧还是气化气氛下添加MgO都会降低煤灰烧结温度,但当其含量超过一定比例后对煤灰的烧结温度的影响不大;在煤灰中添加CaO和Na2O无论在燃烧气氛下还是气化气氛下都可以明显降低煤灰的烧结温度。

立式火管锅炉煤气降温过程中的积灰特性

在煤基直接还原炼铁工艺中,高温煤气可通过立式火管锅炉进行冷却,实现余热回收。本文针对实际生产运行过程火管锅炉煤气降温过程中的积灰特性,通过表征分析、化学平衡计算以及数值模拟等手段针对积灰现象进行了系统性的研究。首先,通过对积灰样品特性的分析,发现灰中高含量的碱/碱土金属会同其他矿物质形成低温共融体来降低灰熔点,通过添加冷却装置,降低了火管锅炉烟气入口温度,可成功避开易发生熔融的液相区;其次,通过余热锅炉入口处的流场进行仿真分析,发现可通过对入口烟箱的改造可减少管内堵灰的几率。经过上述技改,目前设备已实现半年的连续稳定运行,无显著积灰现象出现。