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HS—JMC型煤炭改性劑在機立窯水泥煅燒中的應(yīng)用技術(shù)之HS—JMC型煤炭概況


HS—JMC型煤炭改性劑的化學(xué)組份主要由催化劑、改性劑、 氧化劑、助燃劑、消煙劑、固硫劑等成份組成,是一種粉狀物質(zhì),將它加入到煤炭當(dāng)中(按煤炭實際重量的0.2比例加入),能提高煤炭的燃燒溫度、燃燒速度,實現(xiàn)催化燃燒,改善煤的燃燒效果,提高煤炭的利用率。
水泥熟料的煅燒是通過煤的燃燒來實現(xiàn)的,煤的燃燒狀況(發(fā)熱量大小,加入量多少)直接影響到水泥熟料的煅燒效果。
實踐證明,在水泥熟料生產(chǎn)中加入HS—JMC型煤炭改性劑,在熟料煅燒過程可節(jié)煤15%~25%,也可提高熟料產(chǎn)量10%~20%,也可提高熟料28d抗壓強度2.5MPa—5MPa;而且還能提高水泥生料顆粒的成型效果,改善機立窯的操作;同時具有消煙除塵、固硫的功能,改善大氣污染的環(huán)保效果。
在水泥煅燒中,煤在“改性劑”的作用下,加速強氧化物、催化劑經(jīng)氣化后釋放氧和催化劑元素,與生料中釋放出來的H2O、CO2等形成的混合氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),進(jìn)行離子交換,使煤炭的燃燒溫度提高100℃以上,促使煤炭迅速燃燒和催化燃燒,燃燒的強度提高,給水泥煅燒提供了足夠的熱能;同時也提高了水泥煅燒熱動力,加速熱傳遞,促進(jìn)質(zhì)點、固相、氣相、液相反應(yīng),提高了物質(zhì)擴散速度和相間反應(yīng)速度。從而實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)保雙贏的水泥優(yōu)化煅燒生產(chǎn)過程。
一、提高碳酸鈣分解速度
1.碳酸鈣分解的條件和過程
水泥生料中的碳酸鈣在煅燒過程中分解出二氧化碳:


碳酸鈣是水泥生料中的主要成分,其分解時吸收的熱量約占煅燒熱耗的50%以上,分解速度、分解時間和分解率都將影響熟料的煅燒過程。因此碳酸鈣的分解是水泥熟料煅燒中的重要過程。
碳酸鈣分解分為五個過程:
(1)氣流向顆粒表面的傳遞過程;
(2)熱量以傳導(dǎo)方式由表面向分解面?zhèn)鬟f的過程;
(3)碳酸鈣在一定溫度下吸收熱量后進(jìn)行分解并釋放出CO2的化學(xué)過程;
(4)分解出CO2穿過CaO層向表面擴散的傳質(zhì)過程;
(5)表面的CO2向周圍介質(zhì)氣流擴散的過程。
為使CaCO3順利分解,必須保持較高的煅燒溫度,煅燒溫度升高可以加速CaCO3分解,煅燒溫度升高50℃,CaCO3分解速度約提高一倍;良好的通風(fēng),CO2分壓降低,也有利于CaCO3分解。當(dāng)然水泥生料的細(xì)度也是影響的CaCO3分解速度的重要因素,本文只分析溫度對CaCO3分解度的影響。
2.改性劑的催化燃燒在碳酸鈣分解中的作用
在機立窯水泥煅燒中,在影響CaCO3分解的三項因素中,有兩項同熱量有關(guān)。
①煤炭在催化燃燒狀態(tài)下,其燃燒溫度、燃燒速度增加,單位時間內(nèi)提供熱能量增加,窯內(nèi)升溫速度加快,加速了CaCO3分解。
②由于使用了HS—JMC型煤炭改性劑,在催化燃燒條件下煅燒的熟料,在機立窯中不結(jié)大塊,使機立窯通風(fēng)質(zhì)量得到改善,通風(fēng)均勻,速度快。有效地改善了處于窯爐中心位置的物料煅燒效果,為CaCO3分解創(chuàng)造了有利條件。
在上述兩個因素作用下,提高了CaCO3分解速度和分解總量,不但為水泥熟料煅燒創(chuàng)造了條件,而且也縮短了CaCO3分解時間,提高了CaCO3的分解速度。

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