以高硫石油焦为燃料煅烧水泥熟料的技术对策

以高硫石油焦为燃料煅烧水泥熟料的技术对策 以高硫石油焦为燃料煅烧水泥熟料的技术 对策 2007年第5期 No.52007 ((新世纪水泥导报》 CementGuideforNewEpoch烷威技术 中图分类号:TQ172.625.3;TQ172.622.26文献标识码:B文章编号:1 以高硫石油焦为燃料煅烧水泥熟料的技术对策 吴宏金志胜成都建筑材料工业 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 研究院有限公司(610021) 摘要高硫石油焦作为水泥熟料煅烧的燃料将导致烧成系统高温区(分解炉,烟室)结皮堵塞和环境污染 (NOx,s0x含量超标)等问题.我们的对策是:(1)采用低温生料分料至窑尾烟室的工艺使烟气中s0'气体与冷 生料快速结合凝结防止结皮;(2)优化设计,使分解炉,燃烧器和烟室的结构符合石油焦燃烧杼陛;(3)注重 原料特陛和生产操作,选用符合Kl+,Na+含量要求的原料,控制石油焦粉细度,一次风量等. 关键词石油焦特陛结皮对策 0引言 在水泥生产过程中,目前被广泛使用的燃料主要 是煤炭(烟煤,无烟煤),重油和天然气.我国煤炭 资源得天独厚,国内绝大多数水泥厂以煤作为熟料煅 烧的主要燃料,对采用煤炭为燃料的煅烧工艺技术掌 握已非常成熟可靠.但随着世界原油的重质化,劣质 化和原油深度加工的发展,石油焦产量不断上升,以 石油焦特别是高硫石油焦作为熟料煅烧燃料是中国水 泥技术装备走向世界遇到的一大技术问题,特别在南 美及欧洲等地区的水泥项目几乎都要求采用高硫石油 焦为燃料.石油焦作为石化行业所生产的副产品,其 含碳量高,含灰量少,具有较高的热值,用其作为一 种替代燃料,不仅可以缓解能源短缺的矛盾,而且可 以变废为宝,在高耗能的水泥生产中采用石油焦为燃 料具有很大的市场前景.然而,高硫石油焦是加工重 质和劣质原油的副产品,硫含量高是其特点之一.水 泥生产所用石油焦含硫量高:%左右(众所周知,一 般要求燃煤质量全硫含量?2%),烧成系统硫碱比大, 过剩硫在硫的内循环过程中使窑尾烟室,上升烟道硫 含量逐步上升,从而造成烟室,上升烟道结皮,烧成 系统生产不正常,同时废气排放中NOx,s含量超标, 对环境造成严重污染,给水泥生产工艺和操作带来了 较高要求.本文通过对石油焦物理化学特性的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 , 探讨高硫石油焦煅烧水泥熟料的技术对策. 1石油焦特性 1.1石油焦的定义 石油焦(Petroleumcoke)又名生焦,是原油将轻 重质油分离后,重质油再经热裂的过程转化而成的产 品.石油焦是延迟焦化装置的原料油在高温下裂解生 产轻质油品时的副产物. 1.2石油焦的分类 根据石油焦结构和外观,其产品可分四类,分别 为针状焦,海绵焦,弹丸焦和粉焦;根据硫含量的不 同,可分为高硫焦(硫含量3%以上)和低硫焦(硫含 量3%以下).低硫焦可作为铝厂使用的阳极糊和预焙 阳极以及供钢铁厂使用的石墨电极,高硫焦则一般用 作水泥厂和发电厂的燃料,通常水泥厂采用的石油焦 硫含量约在4%,7.5%. 1.3石油焦的物理,化学性质 颜色:呈黑色或暗灰色. 光泽:带有金属光泽. 密度与容重:密度因品种不同差距较大,一般为 0.8,1.8edcm'. 结构与构造:呈多孔性,是由微小石墨结晶形成 粒状,柱状或针状构成的碳体物; 硬度及可磨陛:质地较坚硬,哈氏可磨指数HGI 在50,80左右,结合石油焦燃烧特f生要求对石油焦粉 磨细度综合考虑,属于中等稍偏难易磨性(因品种不 同差距较大). 化学组成:固定碳高(超过80%),挥发分含量较 少,灰分低(0.3%,0.5%),热值高[(7200,8400) ×4.18kJ/kg].石油焦样品工业分析和元素分析见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1, 表2. 表1工业分析 项目水分(%)灰分(%)挥发分(%)固定碳(%)I低位发热量 参数O_38O_389.6285.叨Ikvkg j04.o6MJ 表2元素分析(%) 5 2007年第5期 No.52007吴宏,等:以高硫石油焦为燃料煅烧水泥熟料的技术对策姥成技术 燃烧特陛:着火温度510,720?,介于烟煤和无 烟煤之间;热解特性接近于无烟煤,燃烧特性接近 于贫煤;石油焦的输送特性有待进一步的考察;石油 焦在1000?下的燃烧速度为0.7,2.0~rn/s,普通烟 煤在1000?下的燃烧速度为15,30,无烟煤在 1000?下的燃烧速度为2.0,2.5~rn/s(引用日本太 平洋公司数据),由此可以看出,石油焦的燃烧速度 十分缓幔.石油焦粉差示热重分析见图1. 图1石油焦粉羞示热重分析 从图1可知,石油焦在Peak578.6?时达到第一个 放热峰,即挥发分燃烧的放热峰,但由于石油焦挥发 分低,该峰值很小.Peak706?和724?之间为石油焦 的第二个放热峰,此区域为石油焦燃烧的主要热区域. 由此可说明:(1)石油焦粉挥发分低,起燃慢,燃点 高,可高达710?;(2)燃烧速度缓慢;(3)石油 焦燃烧对氧含量要求较高.在706?时,石油焦已点 燃,在其初期点燃的瞬间,燃料周围的氧含量快速降 低,从而在706?的第一个陕速放热峰后放热速度降 低,后随空气扩散到燃料表面,又出现724?的第二 峰.因此我们认为,石油焦的燃烧对氧含量的要求较 高,需要维持氧含量在一个相对高的水平方能保证石 油焦的充分燃烧. 1.4石油焦与典型烟煤,无烟煤的比较 从表3可知,石油焦含碳量远高于烟煤和无烟煤, 说明其热值较高,这也是利用石油焦作为燃料的主要 原因.石油焦的挥发分介于烟煤和无烟煤之间,说明 其点火易于无烟煤而难于烟煤,一般会发生点火延迟 现象.石油焦的灰分很少,大大低于烟煤和无烟煤, 因而配料时几乎可以不考虑石油焦灰的影响.但石油 焦的硫含量比煤的硫含量高出很多,因此防止高硫引 起预热预分解系统结皮是石油焦燃烧生产水泥熟料所 要解决的主要问题. 2以10o%石油焦为燃料煅烧熟料的对策 通过上述对石油焦特性的分析以及和国外公司的 技术交流,在以高硫石油焦为燃料的水泥熟料生产线 中,我院采取最新技术措施来防止结皮及实现低氮排 6 以保证烧成系统的稳定性. 表3石油焦与典型烟煤,无烟煤的比较 项目石油焦烟煤无烟煤 挥发物(%)1O28—454,8 硫分(%)2.5,7.5O4vO.7O.9 灰分A(%)O.3-0.56,1O18 水分w(%)5.61.O2.714 碳含量C(%)82,9740,6570 硬度(HGI)5O,8O60--~40-60 (1)由于石油焦含硫量高,烧成系统硫碱比大, 过剩硫在硫的内循环过程中使窑尾烟室,上升烟道硫 含量逐步上升,从而造成烟室,上升烟道结皮.我们 采用了低温生料分料至窑尾烟室的措施防止结皮.以 五级预热器为例,可对预热器C,筒下料管进行分料, 大部分物料进入C旋风筒;小部分分料至窑上方烟 室,使窑气骤冷,通过分料比率控制使烟室温度在适 宜范围内,SO由气态转变为液态与冷生料快速结合 凝结有效防止上升烟道和烟室的结皮.值得—提的是, 设计时需充分考虑烟室气体风速(即考虑烟室尺寸设 计),避免来自C,筒未分解完全的冷料因风速不够在烟 室发生短路直接进入窑内.该预热预分解系统见图2. 图2预热预分解系统 (2)保证选用生料的K+,『a十含量达到一定比例, 使硫碱比例相对平衡,以求硫化物在特定组成下跟随 熟料一起排出,达到降低烧成系统硫含量的目的. (3)分解炉采用离线RSP炉型,并根据石油焦的 特性有针对性地对分解炉sc(Swirlcalciner)室进行 设计.同时,石油焦燃烧特性接近于无烟煤,燃烧速 度缓慢(根据石油焦粉的差示热重分析),且燃烧器 一 次风量减少,燃烧所需时间延长,故此,需要适当 增长分解炉鹅颈管,延长气体,物料在分解炉内停留 时间(即增加分解炉炉容),使燃料充分燃烧. (4)窑头,窑尾均采用低NO,低一次风燃烧器, 2007年第5期 NO.52007 新世纪水泥导报 CementGuideforNewEpoch烷威技术 由于石油焦挥发分少,不易燃烧,所需的燃烧空气量 增加,导致热力NO含量增加,使废气排放超标.为 此在满足燃烧所需氧含量的前提下,应尽量减少燃烧 器一次风风量及输送石油焦粉用风,减少热力Nox的 形成. (5)根据石油焦特性不同,窑尾燃烧器插入分解 炉深度相应调整(见图3o石油焦挥发分减少,燃烧 特性越差,燃烧器插入分解炉深度缩短,为石油焦的 燃烧提供更多的燃烧空间,避免石油焦粉过早与物料 的混合. 图3燃烧普通煤粉与石油焦粉的窑尾燃烧器的布置 (6)控制燃料细度,保证石油焦粉的稳定,充分 燃烧,一般采用管磨粉磨,细度控制为90mn方孔筛 筛余小于2%. (7)操作时严格控制合理的O:,CO含量,避免 不完全燃烧,避免窑尾出现还原气. (8)减少石油焦粉的输送风风量,使固气比(石 油焦与空气质量比)控制?3.0,减少Nox,Sox的生成. 3结束语 综上所述,针对以100%高硫石油焦作为熟料煅烧 用燃料的水泥生产线,目前主要通过以下方法解决因 高硫石油焦为燃料防止结皮,从而保证烧成系统的稳 定性:(1)引进新的工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 ,采用低温生料分料至 窑尾烟室使烟气中SO:气体与冷生料快速结合凝结防 止结皮;(2)进行技术开发和创新,分解炉的形式, 尺寸设计时充分考虑石油焦燃烧特性,使设计的各个 细节符合石油焦燃烧特I生,同时,改进燃烧器和烟室 的设计:(3)注重原料特性和生产操作,选用符合 K+,Na+含量要求的原料,控制石油焦粉细度,一次 风量等. 通过对石油焦特性的研究,对工艺流程,设备, 生产操作等各方面的不断摸索和积累,我们相信,水 泥生产线采用100%石油焦作为熟料煅烧用燃料的技术 将日渐成熟并会得到广泛使用,在保证环保指标的同 时(Nox,sox排放?650mg/Nm),能为水泥生产厂 家创造更高的经济效益. 参考资料 【1】伍宏青.石油焦用途及延迟焦化装置工艺路线的选择[J/0L]. [20064~-15];1—5.hmal f2】吴正舜,张春林,陈汉平,等.石油焦的燃烧特性fJ】.化工, 2001,52(09):834-837. 【3】刘剑英,王金平,白为存.DOMICEMTJ~泥厂以石油焦为燃料的 2500砌生产线的调试叨新世纪水泥导报叨.20O6(O1):14-16. (收稿日期:2007—07—06) j=}}._,jf?}.一}?,一 发改委发布水泥清洁生产 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 指标体系 本刊讯为贯彻落实《中华人民共和国清洁生产促进法》,指导和推动水泥企业依法实施清洁生产,提高资源利 用率,减少和避免污染物的产生,保护和改善环境,国家发展和改革委员会近日公布了水泥行业清洁生产评价指 标体系》(试行),并宣布该指标从发布之日起施行. 该指标体系适用于我国所有通用水泥生产企业(含水泥熟料生产厂和水泥粉磨站),包括从水泥原料到产品出 厂的所有工序.分为定量评价和定性要求两大部分.定量评价指标选取了有代表性的,能反映"节能","降耗", "减污"和"增效"等有关清洁生产最终目标的指标,建立评价模式,通过对各项指标的实际达到值,评价基准和 指标的权重进行计算和评分,综合考评企业实施清洁生产的状况和企业清洁生产程度.定量评价指标体系包括污染 物排放,能源消耗和资源综合利用.定陛评价指标主要根据国家有关推行清洁生产的产业发展和技术进步政策,资 源环境保护政策规定以及行业发展规划选取,用于定性考核企业对有关政策法规的符合I生及其清洁生产工作的落实 情况.定性评价指标体系包括污染物排放,产品品质和清洁生产管理. 本指标体系依据综合评价所得分值将企业清洁生产等级划分为两级,即代表国内先进水平的"清洁生产先进企 业"和代表国内一般水平的"清洁生产企业".随着技术的不断进步和发展,本指标体系每3,5年修订一次. 7