Pyro 工艺系统中涂层 / 环形成的发展

涂层形成或积聚会发生在 calciner、窑烟室或窑环形区域中。这些现象主要是由于原料和燃料中存在的碱金属、硫酸盐和氯化物的挥发所致。为了确保焙烧过程系统的可持续运行，需要对这些成分进行精确平衡。除了输入材料的化学特性外，关键变量的稳定且优化的控制也在防止焙烧过程系统出现异常条件方面起着重要作用。 为了避免预热器旋风筒中的涂层形成/堵塞以及水泥窑中环形沉积物的形成，需要监控多个影响沉积物积累的关键参数。关键参数如下所示： 1. 碱(钠氧和钾氧) 碱性氧化物（Na₂O、K₂O）与硫酸盐（SO₃）和氯气（Cl）反应生成碱式硫酸盐和碱式氯化物。这些化合物熔点较低，可能在预热器旋风分离器和窑内形成积垢。此外，高氯含量会加速粘性碱式氯化物的形成。 控制: 保持碱含量在可接受范围内，通过调整生料混合组成进行调控。维持适当的碱-硫比（Na₂O+K₂O/SO₃在0.8至1.2之间）。如果Cl含量超过0.015%，使用碱旁路系统。避免使用高碱或高硫含量的原材料和燃料。 2. 硫酸盐 (SO ) 高SO₃含量（来自燃料、原料或替代燃料）会导致碱式硫酸盐的形成，进而产生沉积物。这些化合物在预热器/窑区相对较凉爽的部位凝结并沉积（约900-1100°C）。此外，不适当的燃料燃烧增加了窑内SO₂滞留的可能性。 控制: 保持碱 - 硫(Na 2 O + K 2 O / SO) 比 ， 理想情况下在 0.8 和 1.2 之间 ， 以防止过多的硫酸盐积聚。 优化窑炉燃烧以确保硫完全氧化。维持适当的氧化气氛以防止SO₂凝结。使用低硫燃料或混合燃料以稀释SO₃输入。 3. 氯 (Cl) 氯化物（来自替代燃料、原料或石油焦）蒸发率达到100%，并进一步影响碱和硫酸的蒸发。氯与碱结合形成低熔点的碱盐，导致预热器旋风分离器严重积灰。 控制 ： 保持炉料中的 Cl 低于 0.015 ％ ， 并使用碱旁路系统 ， 以防该值超过此阈值限值. 4. 生粉成分 高含量的自由硅（SiO₂）和铝 oxide（Al₂O₃）可以影响熟料液相的熔化行为和粘度，导致耐火内衬表面结瘤。控制措施：保持适当的原料混合比，确保石灰饱和因子（LSF）、硅模量（SM）和铝模量（AM）处于最优状态。 5. 燃料成分 含有高硫 ， 碱或重金属(例如钒 ， 铅 ， 锌) 的燃料有助于形成涂层 煤或替代燃料中的高灰分含量导致过量的二氧化硅(SiO 2) ， 氧化铝(Al 2O) 和铁这些成分形成低熔点化合物 ， 沉积在窑壁上。此外, 高燃料挥发性和不完全燃烧加剧了该问题。窑启动期间沉积的燃料灰烬可能导致窑内上过渡区形成灰圈。因此，在窑点火时启动化石燃料燃烧应谨慎进行。控制措施：最好使用低硫燃料，并在必要时监控重金属输入。 燃料使用 6. 窑口和预热器出口气体 高 CO 表示不完全燃烧, 其可导致局部过热和增加的涂层形成。应监测 CO ， CO 2 ， O 2 ， NO ， SO 2 ， HCl 水平 ， 以检测导致沉积的过程不平衡。 7. 窑炉和预热器温度 窑入口温度应保持在约（1000-1100°C），这是优化的操作范围。预 calciner 温度应在（875-900°C）之间（以避免餐料过热导致较高的DOC）。过高的或过低的温度都可能在敏感的窑区加剧涂层形成。 8. 挥发性元素 (锌、铅、镉等) 重金属会在预热器中形成粘性沉积物。控制措施：监控并限制原材料和替代燃料中的重金属输入。 预防措施 •优化碱 / 硫平衡•最大限度地减少氯输入 ， 并在需要时使用氯旁路•使用低硫和低碱燃料是可取的•控制生拌化学•控制窑进料和燃料均匀性•在窑炉和焙烧炉中保持适当的氧气水平•在窑炉和预热器中保持适当的温度分布•有效控制替代燃料的燃烧•定期检查和清洁关键区域 Sudipta Bhattacharya