您當前所在位置是: 網站首頁 > 安全環保 > 生產管理
生產管理

噸熟料標煤耗降低3.40公斤,這技術厲害了!

發布日期:2017-12-25     信息來源: 公司安全生產部     作者:天津水泥工業設計研究院有限公司     瀏覽數:3335    分享到:

        在水泥工業中,煤炭成本在總生產成本中占有很高的比例,如何有效地節約能源,降低煤耗,始終是我們關注的重點。本文對天津水泥工業設計研究院有限公司開發的新型燃煤催化劑在華南某4500t/d高熱值煙煤生產線上的工業試驗,進行了數據檢測及分析。結果表明:
        使用該催化劑后,熟料質量有所提升,游離鈣合格率提高8.76%;
        使用燃煤催化劑對燒成系統的穩定性有明顯的效果,煙室結皮減少,窯工況得到明顯改善;
        噸熟料標煤耗較使用前降低了3.40公斤,節煤率3%;
        該技術具有顯著的經濟效益與社會效益。
        1、引言
        煤炭是我國水泥行業的主要燃料,燃料的選取在很大程度上決定了一個水泥企業的經濟效益。限于當前的工藝水平,使用劣質煤存在的問題較多,著火溫度高,燃燒速度慢,燃盡時間長。一般的大中型企業多使用較優質煙煤。優質煙煤帶來的主要問題就是價格較高,應用天津水泥工業設計研究院有限公司開發的燃煤催化劑可以降低著火點、加快煤的燃燒速度、減少燃盡時間、增加燃盡率。在目前煤炭供應日趨緊張的形勢下,應用燃煤催化劑節煤增產是水泥廠優選的一個思路。國內外針對電廠或工業鍋爐煤的催化燃燒進行了大量研究[1-5],實踐證明催化燃燒是很有效的方法。但由于水泥生產過程中,煤燃燒灰渣也將參與水泥熟料的燒成過程,電廠或工業鍋爐所用催化劑有可能會對水泥性能產生不利影響,而不能被水泥窯直接使用。天津水泥工業設計研究院有限公司開發的高熱值煙煤應用的燃煤催化劑近期在華南某廠進行了工業試驗,取得了節煤效果。
          2、燃煤催化劑簡介
        試驗采用的燃煤催化劑是由天津水泥工業設計研究院有限公司開發,其主要組成為助燃劑、增氧劑、分散劑、穩定劑、膨松劑等。此種催化劑安全添加量為萬分之一到萬分之五,對熟料質量和窯設備都無影響,能起到提高煤的活性、降低著火溫度、增加發熱強度、提高煤的燃盡特性、使煤的燃燒更加充分等作用,從而使窯工況穩定性提高,窯結皮減少,窯投料量增加,NOX排放量減少,熟料強度提高并且達到節煤增產的目的。
燃煤催化劑的催化作用主要表現在兩方面:一是對揮發分燃燒的催化作用,其次是對固定炭燃燒的催化作用,下面分別從這兩方面分析助燃添加劑的催化機理[6]。
         一方面,燃煤催化劑的加入使揮發分含量增加,析出速率加快,由于添加劑能夠催化煤中橋鍵的分解斷裂反應,使氣態揮發分較快釋放出來,增加了易燃的揮發分含量,從而降低了煤的著火溫度,降低了反應所需的活化能,使反應能在較低的溫度下進行,達到了提高燃燒效率的目的。同時,C-C鍵的斷裂反應加強,煤中相對較小的分子增多,從而增加分子的熱運動,提高了煤的熱傳遞。
        另一方面,燃煤催化劑對煤粉燃盡度的影響還表現在對固定炭燃燒的催化作用。當大部分的揮發分釋放完畢,周圍的氧氣逐漸擴散到煤粉裂解后的焦炭表面并滲透到其孔隙結構中時,氧氣和焦炭反應生成二氧化碳和水為主的產物并往外擴散。此時,促進氧氣與焦炭的充分接觸能夠提高煤粉的燃盡度。而催化過程主要就是氧離子傳遞的過程。添加劑中的金屬化合物受熱分解出金屬離子,可以促進C=O鍵的形成和加強,C=O鍵作為電子給予體與具有未滿d能帶的過渡金屬形成絡合物CO-M+(M+為添加劑的金屬離子),該絡合物可以作為反應活性中心,其反應式為:
        CO-M++O2→MO+CO2
        4MO +C→2M2O+CO2
        M2O+1/2O2→2MO
        首先,中間絡合物氧化分解成金屬氧化物MO,緊接著金屬氧化物MO被碳還原成金屬或低價金屬氧化物M2O,然后依靠金屬或低價金屬氧化物吸附氧氣的能力,M2O又反應成為金屬氧化物MO,就這樣金屬一直處于氧化—還原的循環中。由于氧氣不斷從金屬向碳原子傳遞,加快了氧氣的擴散速度,從而達到促進固定炭的燃燒。
        3、工業試驗過程
        3.1 華南某廠情況介紹
        該廠位于華南某省中部地區,設計規模為4500t.cl/d,2011年11月投產,回轉窯規格為Φ4.6m×68m。試驗期間系統用煤為6000大卡左右的煙煤,煤粉工業分析見下表1:

        3.2 催化劑添加設備

        催化劑為干粉形態,噴灑過程中采用高速攪拌設備使其與一定量的水混合均勻。工業試驗時催化劑添加位置如圖1所示:為保證催化劑能同時作用于分解爐與回轉窯,將攪拌后的液體催化劑加入煤磨前的皮帶秤上。 圖2為現場催化劑添加設備圖;圖3為現場催化劑噴灑位置圖。


圖1 催化劑添加位置示意圖
        試驗通過分別采集使用燃煤催化劑前后燒成系統的運行數據進行對比,從而驗證該催化劑的節能效果。中控操作人員每小時記錄運行數據,包括窯喂料量、窯電流、窯轉速、預熱器與分解爐溫度、壓力及煙氣成分、窯頭及窯尾喂煤量、煤粉細度及工業分析、生熟料化學分析等,填寫催化劑工業試驗記錄表。系統24小時連續運轉,以便減少系統間斷運行造成的誤差,增強記錄數據的準確性。



圖2 現場催化劑添加設備圖

圖3 現場催化劑噴灑位置圖

        3.3試驗過程
        3.3.1、燃煤催化劑經過計量泵計量后,滴加在入煤磨皮帶稱上,原煤和催化劑經混合粉磨后,由羅茨風機送入窯頭和分解爐,試驗加入量為原煤用量的0.03%。
        3.3.2、2017年6月5日上午9點開始進行添加燃煤催化劑的試驗,由于本燃煤催化劑的特點要經過1天以后在窯內形成催化氣氛,因此取6月5日的數據為過渡時期,不計算在試驗期內。取6月6日至6月8日三天正常生產數據作為實驗數據,取6月2日至6月4日為空白數據進行對照。根據廠方提供信息顯示正好這批高熱值煤用到6月8日。
        4、試驗結果分析
        由表2及表3可以看出:
        4.1、熟料質量有所提升,游離鈣平均值由1.23降低到0.9,降低了0.33,游離鈣合格率提高8.76%;熟料立升重由試驗期間的1062g/L提高到試驗期間的1097g/L,增加了35g/L;
        4.2、使用燃煤催化劑對燒成系統的穩定性有明顯的效果,煙室結皮減少,分解爐出口氣溫870度,出口負壓為-0.8~ -0.95Kpa,分解爐底部溫度在950-1000度;窯尾煙室溫度在1120度左右,壓力-350~ -400pa;二次風溫在1050~1150度;窯電流由767A提高到795A,提升了28A,工況得到明顯改善;
        4.3、使用燃煤催化劑后,煤粉燃燒速度加快,分解爐內加減煤的響應時間縮短,加減煤的幅度由原來的0.2t/h減小到0.1t/h,溫度更容易控制;
        4.4、試驗期間余熱發電系統噸熟料發電量提高了0.335kWh/t;
        4.5、空白期間的煤粉平均熱值為6084kcal/kg,試驗期間的煤粉平均熱值為5871kcal/kg,在煤粉熱值降低的情況下,噸熟料的標煤耗不但沒有升高而且在催化劑的作用下降低了3.40kg標煤/噸熟料。

表2  燃煤催化劑試驗中控數據對比表

表3  燃煤催化劑班產統計表

        5、試驗結論

        5.1、 在高熱值煤(發熱量在6000 kcal/kg左右)情況下添加燃煤催化劑,節煤效果明顯,生產每噸熟料節省標煤3.40公斤,節煤率3%。這僅是短期數據對比的結論,如果窯況正常而且長期使用節煤效果會更加明顯;         5.2、 添加燃煤催化劑后,煤粉燃盡率提高,窯電流上升,窯工況更加穩定;

        5.3、添加燃煤催化劑后,熟料質量有所提高,游離鈣均值降低0.33,游離鈣合格率提高8.76%;

        5.4、燃煤催化劑在使用過程中沒有出現安全隱患,對系統沒有產生負面影響。


上一篇:富平公司2018年檢修材料招標會順利舉行 下一篇:富平公司:自主加工“摳”成本 配件質...
巴萨本赛季总进球数