鉀鈉氯硫揮發(fā)特性及對熟料煅燒的影響.pdf

1、利用水泥窯協(xié)同處置固體工業(yè)廢棄物，如生活垃圾和污泥等，是當(dāng)今研究和實踐的熱點。工業(yè)廢棄物中通常含有鉀、鈉、氯、硫等組分，由于其揮發(fā)特性，容易在水泥窯爐中產(chǎn)生循環(huán)富集而產(chǎn)生結(jié)皮堵塞，干擾正常生產(chǎn)。同時，這些組分也對水泥熟料的礦物形成過程及其性能產(chǎn)生影響。因此，本文研究鉀、鈉、氯、硫的揮發(fā)特性和循環(huán)富集規(guī)律，以及對熟料煅燒的影響，這對于水泥窯協(xié)同處理固體廢棄物，有效利用鉀鈉氯硫含量較高的原料都具有積極意義。
　　 本論文根據(jù)吉布斯自

2、由能最小原理，計算了在500℃－1400℃范圍內(nèi)堿(K)、氯、硫的平衡組分和揮發(fā)率，并結(jié)合水泥窯爐的溫度分布，對堿、氯、硫的循環(huán)富集特性進(jìn)行了探討。結(jié)果表明：
　　 (1)氯的揮發(fā)性很強，在800℃以上幾乎達(dá)到100％，揮發(fā)率急變的溫度區(qū)域為650℃－800℃；硫和堿大約在1300℃左右全部揮發(fā)，氯促進(jìn)硫和堿的揮發(fā)，在氯含量較低時，硫和堿揮發(fā)率在1000℃－1200℃之間變化較大，而在氯含量較高情況下，在650℃-800℃也是急

3、劇變化。
　　 (2)對應(yīng)于水泥生產(chǎn)實際，循環(huán)富集比較嚴(yán)重的區(qū)域有二個：一是窯尾煙室及上升煙道區(qū)，二是次末級和最末級預(yù)熱器。其中前者與堿和硫關(guān)系較大，而后者與氯關(guān)系較大。為了減少窯尾煙氣系統(tǒng)的結(jié)皮堵塞，硫堿比應(yīng)該控制在1.5左右。
　　 本文還通過化學(xué)分析、XRD和SEM等手段，研究了鉀、鈉、氯、硫?qū)λ嗍炝弦谉?、礦物組成和形貌的影響，并對熟料形成動力學(xué)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：
　　 (1)K2CO3、Na2CO

4、3，CaCl2在較低溫度(低于1300℃)下均改善生料易燒性，但煅燒溫度的提高，作用效果減弱。在較高溫度(高于1350℃)煅燒條件下對易燒性不利。低摻量CaSO4能改善生料的易燒性，但是在摻量較高時對易燒性不利，在高溫條件下更為明顯。
　　 (2)從XRD譜看，K2CO3、Na2CO3、CaCl2和CaSO4對水泥熟料組成影響不大，沒有發(fā)現(xiàn)KC23S12或NC23S12，但摻Na2CO3時有NC8A3礦物形成，摻CaCl2時發(fā)現(xiàn)

5、中間相C11A7·CaCl2。從SEM圖上看，摻堿、氯的熟料晶粒大小與空白樣相似，但摻硫熟料晶體尺寸增大。
　　 (3)摻堿和摻硫的熟料的C3S形成過程符合金斯特林格方程，可認(rèn)為C3S形成為擴(kuò)散速度控制。而摻氯時不符合金斯特林格方程，C3S形成不是單純的擴(kuò)散控制。摻加微量元素降低C3S形成的活化能，活化能降低的幅度為：CaCl2>K2CO3>CaSO4>Na2CO3。
　　 從以上研究結(jié)果看，通過水泥窯爐窯尾煙室及上升煙