電廠煤粉爐直接聯(lián)產(chǎn)高硅硫鋁酸鹽水泥熟料的試驗(yàn)研究.pdf

1、回轉(zhuǎn)窯工藝是當(dāng)前主導(dǎo)的水泥燒成技術(shù),但研究如何使生料的預(yù)熱、分解與燒成均能在懸浮或流化狀態(tài)完成,在1300℃左右燒成熟料,一直是水泥煅燒新工藝的重要發(fā)展方向.而懸浮燃燒和流化床燃燒技術(shù)是燃煤電廠鍋爐中廣泛應(yīng)用的成熟技術(shù).于是本文創(chuàng)造性地提出了在煤粉爐中直接懸浮燒成水泥熟料,實(shí)現(xiàn)電力和水泥聯(lián)產(chǎn)的設(shè)想.為驗(yàn)證在煤粉爐中直接燒成水泥熟料的可行性,本文以分段多相反應(yīng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)為主要的試驗(yàn)系統(tǒng),開展了一系列探索性的試驗(yàn)研究.試驗(yàn)中,分段多相反應(yīng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

2、爐溫設(shè)定在1300 ℃,物料在高溫區(qū)的停留時(shí)間可達(dá)7s.為了獲得最佳的煅燒制度,本文通過大量試驗(yàn)和理論分析,較系統(tǒng)地研究了煅燒溫度,物料停留時(shí)間,物料聚集狀態(tài),粉磨方式,以及煤種的自身組成等各種因素對(duì)水泥熟料礦物在懸浮狀態(tài)下快速燒成的影響,從而為擴(kuò)大性試驗(yàn)以及工業(yè)上的實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ).在懸浮狀態(tài)下快速燒成水泥熟料礦物,煅燒溫度的選擇范圍比較寬,在1200℃以上都可以,對(duì)于本文試驗(yàn)所選用的長廣煤而言,最佳溫度范圍在1250~1350℃之

3、間;并且隨著煅燒溫度的提高,產(chǎn)品的硅酸二鈣含量增加,鈣鋁黃長石含量減少,于是產(chǎn)品的性能得以提高.物料停留時(shí)間在1~7s內(nèi)變化時(shí),產(chǎn)品質(zhì)量沒有太大變化,但隨著停留時(shí)間的延長,固相反應(yīng)進(jìn)行得更為完全.而增加物料顆粒在燃燒過程中的聚集程度,增加顆粒間碰撞接觸的機(jī)會(huì),也有利于固相反應(yīng)的進(jìn)行,有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高.將煤與生石灰進(jìn)行共同粉磨,可以促進(jìn)煤粉顆粒與氧化鈣顆粒之間的粘結(jié)附著,從而在燃燒過程中可以更充分的進(jìn)行固相反應(yīng).另外,通過采用兗州煤進(jìn)

4、行試驗(yàn),證明在懸浮狀態(tài)下快速燒成水泥熟料礦物更適合于硫分較高的煤,從而為高硫煤的使用開辟了新路.通過將長廣煤與生石灰混磨后懸浮煅燒出的樣品進(jìn)行定量x衍射分析,發(fā)現(xiàn)樣品中75%左右的成分屬于具有水硬性的礦物,其中大部分是α′-2CaO·SiO<,2>和β-2CaO·SiO<,2>,其余是早強(qiáng)型的硫鋁酸鈣,另外不足25%的是沒有水硬活性的礦物成分.從樣品的礦物組成看,它接近于硫鋁酸鹽系列的水泥,而又與現(xiàn)有工業(yè)產(chǎn)品的成分含量有差別,因此,根據(jù)

5、其特點(diǎn)可以定義為"高硅硫鋁酸鹽水泥熟料".本文還對(duì)高硅硫鋁酸鹽水泥熟料的水化機(jī)理進(jìn)行了研究,建立了初步的水化化學(xué).本文還通過理論模型的建立,闡述了高硅硫鋁酸鹽水泥熟料的形成機(jī)理,建立了在超快速升溫煅燒條件下的礦物形成化學(xué),從而為燃煤電廠鍋爐聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)奠定了初步的理論基礎(chǔ).本文還對(duì)煤粉鍋爐直接聯(lián)產(chǎn)高硅硫鋁酸鹽水泥熟料這一技術(shù)進(jìn)行了初步的效益分析和評(píng)估.在煤粉鍋爐里直接聯(lián)產(chǎn)水泥熟料,實(shí)現(xiàn)燃煤電力工業(yè)和水泥工業(yè)的融合,具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社