石油焦用作回转窑煅烧熟料对窑内耐火材料的影响
石油焦回转窑煅烧熟料,石油焦回转窑煅烧对窑内耐火材料的影响,石油焦生产工艺的现状进行了详细介绍,其中包括:原料石油焦;工艺过程;主体设备回转窑;煅后焦质量及生产技术经济指标,并指出了回转窑煅烧石油焦生产工艺中存在的问题。
回转窑燃烧石油焦大部分使用重油或煤气作燃料,消耗大量的能源而且石油焦烧损严重,回转窑使用寿命较短,随着自动控制技术的应用和节能技术的发展,目前正常生产过程中实现无外加燃料的回转窑煅烧,回转窑煅烧石油焦生产工艺的现状进行了详细介绍,其中包括:原料石油焦;工艺过程;主体设备回转窑;煅后焦质量及生产技术经济指标,并指出了生产工艺中存在的问题。在此基础上,作者完成了如下研究内容: 1、阐述了煅烧过程中物料在窑内的各种行为和变化。分析了回转窑寿命的影响因素,提出了延长回转窑寿命所采取的措施。 2、对回转窑内物料的受力情况进行了理论分析,针对窑内物料的运动方式提出了自己独特的见解,并从力学角度推导出了物料在窑内停留时间的计算公式。 3、理论联系实际地全面分析了煅烧过程控制核心—煅烧带的影响因素,提出了煅烧带“三要素”的概念即煅烧带的温度、长度和位置及其判定方法。详细分析了煅烧带温度、长度和位置对煅后焦质量产生的影响。叙述了如何选择煅烧带工艺参数的方法并给出了煅烧带“三要素”的技术标准。结合生产实践经验,说明了煅烧带控制与调整过程中必须注意的几个问题。分析了煅烧实收率的影响因素,提出了提高煅烧实收率的途径。 4、针对实际生产存在的问题,提出了煅烧带温度在线监测及延长二次风嘴寿命的技术改造方案,介绍了沉降室技术改造及效果,回转窑给料、负压系统的自动化控制改造方法。
水泥窑可以处理的废弃物种类水泥窑用固体废弃物主要的途径是,将废弃物以二次原料或二次燃料的形式循环利用。从理论上说,含有CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3成分的工业废弃物,都可作为水泥原料,含有一定热量的工业废弃物,均可用作水泥熟料生产过程中的燃料。但是,并不是所有的工业废弃物都可以用作水泥工业的原料、燃料,目前可以用作原料、燃料的固体废弃物分为:
①可做原料的废弃物有:粉煤灰、炉渣、煤矸石、石灰残渣、电石渣、制糖废渣、高炉炉渣、钢渣、铜矿渣、硫酸渣、锑矿尾砂、铝矾土、锡回收渣、磷石膏、氟石膏、化学石膏、硅砂、飞灰、型砂、水厂污泥、河流淤泥等。
②可做燃料的废弃物有:石油焦、石墨粉、焦炭屑、废轮胎、橡胶、塑料、造纸工业废料、生活垃圾、肉骨粉、油面岩、泥碳、电池、农作物秸秆等,及碎木屑、纺织废品、有机有害化工废料、医药废弃物等。

其中生熟料中碱硫比值的大小反应出碱硫在回转窑窑料和窑尾内存在的形式和对耐火材料的侵蚀类型,一般来说,合适的碱硫比为0.8~1.2,此时对耐火材料的侵蚀较弱(见表2)。
碱硫比不同,其主要有害元素出现也不同,即耐火材料侵蚀的机理也不同。
①碱含量过剩的侵蚀情况(ASR>1)。一是铝质耐火材料。当铝含量为小于30%的黏土质耐火材料与碱反应时,生成碱铝硅化合物,呈玻璃熔融体。二是碱性耐火材料。一般而言,镁铝尖晶石砖抗碱侵蚀性远高于镁铬砖,但若在高含量碱的作用下,碱与MA尖晶石也起反应,生成碱铝化合物和MgO,致使材料结构发生变化、产生剥落,影响材料的使用寿命。
②硫含量过剩的侵蚀情况(ASR<1)。在氧化气氛下,烟气内的SOx与C2S中的CaO反应,生成无水石膏CaSO4(体积增加27.5%)。游离的SO3与窑内C2S及镁铬砖内的MgO等成分起化学反应,生成熔融化合物,主要有C2S、C3S、MgS2、CMS,上述反应所生成的低熔融化合物,渗透耐火衬砖内,既破坏了衬砖的耐火度,又损坏了衬砖的致密结构,降低衬砖的使用寿命。同时,镁铁尖晶石砖在CaO作用下,Mg+被取代,生成Ca2Fe2O5,在此过程中,由于新相的成立,失去原有的陶瓷结构,降低了材料的强度。
③碱硫平衡时的侵蚀情况(ASR=1)。碱硫平衡时,所生成的化合物,一部分在高温下挥发随烟气经烟囱排至大气,另一部分被熟料吸收,其余填充在耐火砖的孔隙内,砖体结构致密,在此过程中,所有的碱硫都不和耐火砖内的成分起化学反应,只是对耐火砖造成物理性能的变化,侵蚀相对而言比较弱,对耐火材料的使用周期影响也较小。

总之,水泥回转窑用固体废弃物大量用作原燃料是水泥工业发展的方向,而固体废弃物成分较复杂,在水泥熟料煅烧过程中,有害元素在系统中挥发,熔融并产生富集,其中对耐火材料造成直接损坏的是碱氯硫,因此弄清楚其与耐火材料及金属锚固件的化学、物理反应情况,开发新一代的耐火材料、新的锚固件及新的设计方案,以提高耐火衬料的使用周期,满足煅烧工业对固体废弃物的需求是必要的,也是水泥工业石油焦回转窑用耐火材料发展的必然趋势。