随着我国供给侧改革的进一步深入推行,煤炭价格上涨对水泥企业的成本造成了巨大的压力。石油焦价格与煤炭相比有优势,但其高全硫限制了其应用。
本文通过试验的方式探究石油焦按一定比例掺入煤炭中用于水泥熟料煅烧的可行性,供企业参考借鉴。
一、试验方案
某公司有两条5000t/d的新型干法熟料生产线,两线共用煤炭均化堆,故试验同时在两线开展。试验分别采用1#、2#两种烟煤与石油焦搭配使用,石油焦的设计搭配比例分别为10%、15%、20%逐步递增。
每种比例分别试验一堆煤。熟料率值设计与原控制方案保持一致。
KH=0.925±0.02
SM=2.05±0.1
IM=1.50±0.1
试验重点监控使用过程中窑系统工况、硫排放、氨水用量及熟料质量。
二、试验过程
1、配煤结果
2、试验分析
煤耗分析
试验1煤耗偏高,主要原因:刚开始使用石油焦,窑的工艺参数没调整到位;熟料KH值控制过高,物料易烧性差;煤粉细度粗,燃烧不完全。通过操作工艺参数的调整及降低入窑煤粉的细度等措施,试验2、试验3煤耗正常。
工况分析
a.石油焦中的硫对窑系统二氧化硫的排放影响不大;硫排放主要受石灰石中含硫量影响;
b.石油焦难磨,导致煤粉电耗上升;但入窑煤的热值提高,用煤量下降,熟料工序电耗下降;
c.随着石油焦掺量的增加,烧成带长度有缩短趋势,余热发电量上升,氨水消耗上升。主要是石油焦燃烧烈度高,放热集中,造成高温型NOx增加;
d.随着石油焦掺量的增加,烟室易结皮。
质量分析
掺石油焦对熟料的标准稠度、凝结时间与外加剂适应性均无不良影响,但熟料28天抗压强度随着石油焦掺量的上升而下降。化学分析结果表明熟料中SO3含量随石油焦掺量上升而上升,且硫碱比大幅升高,超过了0.8:1.0的最佳硫碱比。
3、试验数据
4、效益分析
按烟煤700元/吨,石油焦800元/吨计算。与空白相比,掺量为15.5%时,熟料成本上升1.63元/吨;掺量27.5%时,成本下降4.84元/吨。如烟煤与石油焦差价达230元每吨时,成本相当。
综上所述,石油焦可用于熟料煅烧;随着石油焦掺量上升,结皮有增多趋势,但尚可控制;在27%掺量范围内硫排放无明显升高;随着石油焦掺量上升,氨水用量明显上升、熟料28天抗压强度会有所下降、余热发电量上升、熟料综合成本下降。因而,石油焦按一定比例掺入煤炭中用于水泥熟料煅烧是可行的,企业生产可参考。