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四、液相反應(yīng)
1．液相反應(yīng)過程及影響因素
在固相反應(yīng)階段已形成C3A、C2S、C4AF等礦物，隨著溫度的升高，當(dāng)達(dá)到礦物最低共熔溫度（1250℃）時(shí)，開始出現(xiàn)液相，液相主要由C3A、C4AF等組成。出現(xiàn)液相后，CaA、C2S開始熔于液相中，它們在液相中互相碰撞，C2S進(jìn)一步吸收CaO形成C3S。隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，C3S逐漸增多。
熟料燒成主要特征是出現(xiàn)液相，液相的性質(zhì)對水泥燒成也具有極重要的意義。
1）液相量：液相量與熟料組成的性質(zhì)及含量、燒成溫度有關(guān)。溫度增加，液相量增加，有利于C2S吸收CaA生成C3S。但液相量太多會(huì)給操作帶來困難。
2）液相粘度：液相粘度對C3S的形成影響很大，粘度低，熔于液相中的C2S和CaO擴(kuò)散速度增快，從而加速了它們之間化學(xué)反應(yīng)而形成C3S。
實(shí)踐表明，增加Fe2O3的加入量，可大大降低液相的粘度；而增加熟料中SiO2和Al2O3的含量，則液相粘度增加；溫度升高，能使液相粘度降低，溫度降低，液相粘度則升高。粘度過小也會(huì)給操作帶來麻煩。
熟料成溫度在1300~1450℃范圍內(nèi)。物料達(dá)到1300℃左右時(shí)，C4AF、C3A開始熔融，CaO和C2S熔入液相中形成C3S溫度達(dá)到1450℃，CaO得到充分吸收；在1450~1300℃降溫過程中，也是阿里特晶體長大與完善的過程，直到物料溫度達(dá)到1300℃以下時(shí)，液相開始凝固，生成C3S，反應(yīng)結(jié)束。
2．煤的催化燃燒在液相反應(yīng)階段的作用
（1）縮短熟料燒成時(shí)間；
（2）降低液相粘度，有利于C3S形成；
（3）降低熟料燒成溫度。
在熟料煅燒液相反應(yīng)階段，熟料煅燒溫度和液相粘度是影響熟料燒成的兩個(gè)關(guān)鍵因素。煤的催化燃燒，由于煤的燃燒速度快、強(qiáng)度高、升溫速度快，一方面煅燒中很快形成液相；另一方面由于升溫快，縮短了高粘液相持續(xù)時(shí)間，液相粘度降低，加速C2S和CaO的吸收反應(yīng)，形成C3S；也由于液相粘度降低，使水泥熟料可在相對的低溫度下燒成。實(shí)驗(yàn)證明在水泥煅燒中加入“HS—JMC型煤炭改性劑”，水泥熟料可在1400℃時(shí)燒成（未加入改性劑時(shí)燒成溫度達(dá)1450℃）。因此可減輕設(shè)備受熱，提高設(shè)備壽命和運(yùn)行可靠性。另外由于粘度降低，反應(yīng)速度加快，使液相煅燒時(shí)間縮短。
五、熟料冷卻
1．熟料冷卻對煅燒和產(chǎn)品質(zhì)量的影響
熟料迅速冷卻可以提高熟料的質(zhì)量和可磨性。熟料的快速冷卻對熟料的影響如下：
（1）快速冷卻的C3S晶體尺寸小，28d強(qiáng)度比非快冷工藝的高1.8~2.4倍；
（2）可使熟料中硅酸鹽礦物C2S與C2S呈穩(wěn)定狀態(tài)存在，可避免?- C2S轉(zhuǎn)為r-C2S，而使熟料粉化；
（3）會(huì)使C3A晶體很小，不會(huì)出現(xiàn)水泥瞬凝現(xiàn)象，凝結(jié)時(shí)間易控制；
（4）可以改善熟料的易磨性。
2．煤的催化燃燒對熟料急冷的作用
HS—JMC型煤炭改性劑可使水泥熟料煅燒實(shí)施煤的催化燃燒，對熟料冷卻的影響主要體現(xiàn)在液相反應(yīng)階段所形成熟料的物理特性不同。由于液相粘度的降低，熟料燒結(jié)不會(huì)出現(xiàn)大塊，燒成熟料粒度均勻，尤其是在機(jī)立窯中，改善窯中通風(fēng)質(zhì)量，即減小了通風(fēng)阻力，提高了風(fēng)速和風(fēng)量，使得入窯風(fēng)量分布均勻。它不但有利于煅燒的操作，也給急冷創(chuàng)造了條件，使產(chǎn)品質(zhì)量更均勻穩(wěn)定。
加入HS—JMC型煤炭改性劑后煅燒熟料易磨。一方面是由于煅燒液相粘度降低，煅燒中不會(huì)結(jié)大塊，另一方面是由于熟料急冷所致。
由于煅燒中C3S含量增多，又由于急冷，使熟料強(qiáng)度提高；由于煅燒各階段的迅速進(jìn)行，整個(gè)水泥熟料煅燒時(shí)間縮短，最終導(dǎo)致水泥產(chǎn)量提高；由于催化燃燒，煤的燃燒速度提高，火焰燃燒猛烈，提高了燃燒效果，降低了煤炭不完全燃燒程度，減少了熟料燒成的煤耗。
六、催化煅燒有利于煤炭的綜合利用
采用催化煅燒，能改變煤的燃燒特性，對水泥煅燒所采用煤種可適當(dāng)放寬。
在水泥煅燒中，理論上的熟料燒成熱耗為1175kJ/kg。由于生產(chǎn)過程受多種因素影響，實(shí)際燒成熟料熱耗3400~4200 kJ/kg，其中用煤品種及質(zhì)量，對煅燒煤耗也有重要影響。
配用HS—JMC型煤炭改性劑后，能改善煤的燃燒特性，可以使劣煤優(yōu)用，優(yōu)煤少用，從而實(shí)現(xiàn)煤炭綜合利用。因此，在煤礦及煤礦附近的水泥廠，就可多用低質(zhì)煤。
由于催化煅燒能提高熟料標(biāo)號，也就是提高了水泥標(biāo)號。如果企業(yè)想保持現(xiàn)有水泥標(biāo)號，則在熟料磨成水泥過程中，就可以多加摻合料，降低水泥成本。
水泥熟料煅燒狀況的改變、煤的綜合利用程度的提高，最終都要反應(yīng)到企業(yè)的經(jīng)營效果上。水泥熟料的催化煅燒將為水泥生產(chǎn)行業(yè)提效創(chuàng)收帶來重大影響。
七、應(yīng)用方法
水泥煅燒機(jī)立窯采用無煙煤、旋轉(zhuǎn)窯采用多數(shù)為煙煤。
1．HS—JMC型煤炭改性劑使用方法
在水泥生料中依據(jù)煤炭的發(fā)熱量高、低，將按不同配比（一般在10%~15%左右）加入到生料中，將固體粉末HS—JMC煤炭改性劑按生料中煤炭實(shí)際重量的0.2%的比例直接加入到水泥生料中。
①小車配料：小型水泥廠大多數(shù)采用小車稱重配制水泥生料。依據(jù)每車生料中含有煤炭的實(shí)際重量，將所需的HS—JMC煤炭改性劑，定量后采用人工直接加入到小車中的生料上。
②自動(dòng)稱重配料：中、大型水泥廠均采用計(jì)算機(jī)控制的稱重自動(dòng)配料。在生料進(jìn)入球磨機(jī)前的生料傳送帶上，按傳送帶上生料中含有煤炭的實(shí)際重量，將所需的HS—JMC型煤炭改性劑，定量后自動(dòng)加入到傳送帶中的生料上。
2．應(yīng)用范圍
水泥煅燒窯爐有機(jī)立窯煅燒爐、旋轉(zhuǎn)煅燒爐二種。將HS—JMC型煤炭改性劑應(yīng)用機(jī)立窯煅燒爐效果良好，節(jié)煤率可達(dá)20%左右。在旋轉(zhuǎn)燒爐上應(yīng)用HS—JMC型煤炭劑與機(jī)立窯煅造爐相比較效果較差，所以均大量應(yīng)用在機(jī)立窯煅燒爐上。（機(jī)立窯的環(huán)保問題是我們建德市水泥行業(yè)大氣污染的重點(diǎn)）
3．應(yīng)用效果
采用HS—JMC型煤炭改性劑實(shí)施催化燃燒煅燒水泥熟料，具有節(jié)能、環(huán)保、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)量等效果，起到了節(jié)能、增效、改善環(huán)保的三重作用。
（1）環(huán)保效果：通過采用HS—JMC型煤炭改性劑改變了出窯煙氣的氣體組份含量，降低了飛灰、煙塵排放量60%，降低了排煙黑度1—2級（林氏級），降低了二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等有害氣體45%以上。由于大量地降低了煙塵排放量，有效減少燃燒后煙氣凈化的負(fù)荷和壓力。
（2）節(jié)能：機(jī)立窯均采用5000千卡/kg—6000千卡/kg的無煙煤，節(jié)煤率15%~25%，每噸熟料節(jié)電2—3度以上。
（3）增加產(chǎn)量：以大連長興水泥廠為例，在節(jié)煤18.3%的基礎(chǔ)上，提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量：0.85t/H，提高產(chǎn)量8%。如降低節(jié)煤率，可以提高產(chǎn)量15%。
（4）提高質(zhì)量：在HS—JMC型煤炭改性劑催化燃燒的作用下，可以提高水泥熟料標(biāo)號，也就是提高了水泥標(biāo)號。如果企業(yè)想保持現(xiàn)有水泥標(biāo)號，則在熟料磨成水泥過程中，就可以多加摻合料，降低水泥成本。水泥熟料28d抗壓強(qiáng)度提高5MPa左右。
（5）資源利用：有的地區(qū)煤炭資源有限，煤炭發(fā)熱量偏低，無煙煤均在4300千卡/kg左右，或者高發(fā)熱量的煤炭較昂貴。采用HS—JMC型煤炭改性劑，能極大改善煤的燃燒特性，可以提高煤炭1000千卡/kg以上的產(chǎn)能量，可以使劣質(zhì)煤達(dá)到優(yōu)質(zhì)煤的煅燒效果，從而實(shí)現(xiàn)煤炭綜合利用。
八、應(yīng)用方案選擇
由于全國各地區(qū)的煤炭價(jià)格體系、煤炭資源狀況均有很大的差別。當(dāng)我們了解到在機(jī)立窯上采用HS—JMC型煤炭改性劑煅燒水泥熟料，可以實(shí)現(xiàn)①節(jié)約煤炭；②劣質(zhì)煤代替優(yōu)質(zhì)煤；③提高水泥熟料臺(tái)時(shí)產(chǎn)量；④提高水泥熟料標(biāo)號等作用。
應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況來制定應(yīng)用方案。煤炭價(jià)格很貴，可選擇在保持原臺(tái)時(shí)產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量少加入煤炭尋找最高節(jié)煤率的良好點(diǎn)，通過節(jié)煤獲得較高的效益�；蛘卟捎昧淤|(zhì)煤代替優(yōu)質(zhì)煤而獲得經(jīng)濟(jì)效益。
如果煤炭價(jià)格較便宜，可降低節(jié)煤率，通過提高煅燒溫度極大提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量而獲得經(jīng)濟(jì)效益。或者重點(diǎn)提高水泥熟料的標(biāo)號，通過多加入摻合料生產(chǎn)水泥獲得經(jīng)濟(jì)效益�？傊�，在機(jī)立窯上應(yīng)用HS—JMC型煤炭改性劑實(shí)施催化煅燒水泥熟料，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際狀況，來選擇和制定HS—JMC型煤改性劑在機(jī)立窯上的應(yīng)用方案。應(yīng)用的效果最終都要反應(yīng)到企業(yè)自身的經(jīng)營效果上。水泥熟料的催化煅燒將為水泥生產(chǎn)行業(yè)潔凈生產(chǎn)、提效創(chuàng)收帶來經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

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