回轉窯無煙煤煤粉制備系統研究現在中國外常見煤粉制備方法是采取立磨或球磨配雙分離、雙風機系統。中國關鍵采取一般風掃球磨制備,回轉窯水泥廠煤磨車間關鍵生產工藝及煤磨機系統配置見表1。

2無煙煤粉磨性能及相關試驗

2.1粉磨至一定細度時所需時間

無煙煤較煙煤通常成礦地質年代更為久遠,能夠認為無煙煤是一個比煙煤晶體化更完整形態。所以質地變硬,易磨性變差。用Φ500mm×500mm試驗小磨,標準級配條件下,將煙煤和無煙煤粗磨到0.08mm篩篩余40%細度;再換用合適級配小研磨體,磨細到0.08mm篩篩余5%,多個煤粗磨和細磨所需時間見表2。

試驗表明,相同細度下無煙煤所用粉磨時間普遍比煙煤長,也就是說無煙煤易磨性差于煙煤,尤其是細磨性能更差。

2.2不一樣研磨體對粉磨效果影響

無煙煤含有易碎難磨特征,早在90年代早期推行機立窯節能技術改造時,其中一項方法就是料、煤分別制備,以減輕機立窯化學不完全燃燒現象。我們依據無煙煤特點,采取含有選擇性粉碎作用棒磨來制備煤粉,其產品1mm經過率大于90%,而小于0.08mm細粉含量極低,粒度組成非常適合機立窯煅燒要求。水分小于5%時棒磨效率很高,在LJP水泥廠,1臺裝機功率為55kWΦ1.5m×2.5m棒磨在調試時,80%負荷下產量可達13t/h。

無煙煤用于回轉窯煅燒,對煤粉要求與機立窯完全不一樣,必需尋求新技術路徑。大量試驗室試驗結果顯示,如采取中國常規方法粉磨無煙煤必將大大增加粉磨電耗,且煤粉細度難以確保。同時發覺,采取合適尺寸小研磨體對大多數煙煤和無煙煤細磨效果均很好。福建DT水泥廠用不一樣研磨體對無煙煤粉磨效果(見表3)證實了這一點。同時可見,不一樣無煙煤效果也不一樣。表3中4種無煙煤易磨性最好是A,其它依次為B、C、D。

1998年在HRB水泥廠對Φ2.4m×9m煤磨進行改造。該磨開流生產,無計量設備。改造前篩余值約18%,有時達30%,臺時產量11～13t/h,喂料皮帶調速電動機轉速控制器顯示值為200～220r/min。為了把煤粉篩余降下來,以利于窯煅燒。在磨內增設篩分隔倉板,調整倉位和級配,尤其是在細磨倉采取小研磨體。試驗證實,假如工藝參數選擇適當,小研磨體一樣能夠完成煤細磨任務。經過幾次調整,改造后在喂料量不變時,篩余值可達成5%;在篩余值約10%時,皮帶調速電動機轉速控制器顯示值可達300r/min,比原來提升約50%。

3無煙煤煤粉制備工藝

3.1新建生產線煤粉制備工藝

我們研究設計無煙煤制備工藝系統首先用于福建DT水泥廠日產600t五級預熱器窯生產線。

DT水泥廠無煙煤粉磨性能試驗見表3,其工業分析和煤灰化學分析結果見表4。

從表5、表6可見,B煤揮發、點火性能很差。這說明,無煙煤易磨性、燃燒性能趨向是基礎一致。因為煤粉燃盡時間與粒徑平方成正比,所以要求煤粉0.08mm篩余小于3%。也就是說,伴隨煤質不一樣,煤粉細度要求也不一樣,對于粉磨設備結構和工藝參數也有待合理選擇。

依據DT廠無煙煤性能分析試驗結果和以前試驗數據,確定無煙煤細磨機規格為Φ2.2m×5.8m。該磨機有2個倉,粗磨倉采取研磨體為鋼球,細磨倉采取研磨體為特制鋼段,是煤粉細磨關鍵。原煤在第一倉粉磨后經由第一、二倉之間篩分裝置,分離后細粉進入二倉,粗粉則繼續留在一倉。

在風掃磨中,煤粉產質量受粉磨能力和烘干能力制約。傳統煤磨中煙煤煤粉無須磨得很細,烘干能力往往是關鍵矛盾,所以煤磨長徑比較小,能通入大量熱風。無煙煤水分通常較煙煤低,而細度要求細,易磨性又差,粉磨能力是關鍵矛盾,應選擇較大長徑比。

傳統煤磨在停磨檢驗時常可看到磨內兩邊有很多煤粉而中間風掃得很潔凈,說明熱風在磨內穿空而過,分布嚴重不均。為此在進風處設計了均風裝置,使熱風在整個斷面上分布,這也相當于提升了磨機烘干能力,所以不設烘干倉。實際使用中制備出煤粉水分、細度都符合煅燒要求。

另外,還改善了密封裝置,降低了漏風;改善了進料結構,使小球不易在進料斗處堆積,使熱風能順利入磨。

在粉磨系統設計中,因為當初條件所限,仍然沿用了傳統粗粉分離器,其分離效率低,回粉細度<20%。其它關鍵設備包含旋風式細粉分離器、循環風機、袋式除塵器和排風機等。

該系統于1999年初投入正常生產。開始階段A煤和B煤搭配使用,以后全部使用低揮發分B煤,系統產量基礎穩定在7.5～8t/h,最高可達9t/h。煤粉細度2%～3%,水分1%～1.5%。該磨仍未達最大能力,主機電流僅380A(額定電流500A)。

3年來生產實踐表明,該系統運行穩定可靠,操作簡便,制備出煤粉完全能夠滿足回轉窯煅燒要求,系統粉塵也可達標排放。

隨即為1000t/d新型干法生產線配套Φ2.4m×6.5m無煙煤細磨機也于11月在湖南YS水泥廠投產,煤粉細度控制為3%～5%。在達成額定裝載量2/3時,產量已達10t/h。

3.2原有煤粉制備系統在線改造

以湖南DJ水泥廠為例,該廠有3臺濕法華新窯,各有1套煤粉制備系統且能夠相互串用。煤粉制備系統步驟如圖1。

煤磨規格為Φ2.5m×3.9m,裝球量為25t,電動機功率320kW。煙煤入磨水分約12%,煤粉篩余值平均約13%,產量約10t/h。在對無煙煤進行易磨性試驗和其它相關試驗、對系統進行具體了解和研究后,我們確定采取以下技術方法:

1)工藝步驟改造。如圖2所表示,取消了原循環風機和循環風管,棄用旋風筒,代之以高濃度煤磨袋式除塵器,廢氣全部經除塵器由系統內唯一排風機排入大氣。使步驟大為簡化,操作愈加方便。

2)磨內改造。采取新型分級襯板,提升粉磨效率,降低平均球徑。既不降低磨機有效容積,又不會形成使煤粉易于留存死角,還能使研磨體沿軸向合理分級,使大球多聚集于進料端。采取小球加強細磨能力,結合小磨試驗結果,設計出最好級配。

3)采取高效選粉機。用CMS-30煤磨選粉機替換Φ2.5m粗粉分離器,提升了分離效率,減輕了磨機負擔。同時使煤粉細度控制變得方便、穩定。

改造完成后,在無煙煤占60%、煙煤占40%、原煤水分約11%情況下,產量可達13t/h以上,煤粉細度為5%,水分<1.5%。現在該廠停了1臺煤磨,僅用2臺煤磨供給3臺窯用煤粉還有富余。

4結論

回轉窯水泥廠因地制宜采取廉價無煙煤或劣質煤來煅燒熟料,有顯著經濟效益和社會效益。其關鍵技術之一是煤粉制備工藝及設備。無煙煤含有燃燒性能差和易磨性差特點,在相同粉磨細度下,無煙煤所需粉磨時間大于煙煤;而采取小研磨體在多數情況下可有效地提升粉磨效率。經過研究,開發了適合不一樣情況無煙煤煤粉制備工藝和裝備。對于老廠在線改造,可經過理順工藝步驟、磨內改造、采取高效分離器等方法來滿足要求;對于新建生產線,則采取無煙煤細磨機更為合理,選擇前需對煤多種性能進行全方面了解,才能取得最好效果。Φ2.2m×5.8m無煙煤細磨機能夠為600t/d、700t/