石油焦用于水泥窯煅燒的嘗試

陸才科

(華潤水泥（上思）有限公司， 廣西 防城港 535500)

石油焦具有熱值高全硫含量高的不同，可分為高硫焦和低硫焦，高硫焦一般用作水泥廠和發電廠的燃料。過高的硫會導致窯及預熱器頻繁結皮結圈，且可能會導致SO2排放超標，有必要根據企業自身工藝、原材料條件進行試驗來驗證使用石油焦的可行性。

試驗方案

HRSS公司有兩條5000t/d的新型干法熟料生產線，兩線共用煤炭均化堆，故試驗同時在兩線開展。試驗分別采用山西5000及內蒙5500兩種煙煤與石油焦搭配使用，石油焦的設計搭配比例分別為10%、15%、20%逐步遞增。每種比例分別試驗一堆煤。熟料率值設計與原控制方案保持一致，KH=0.925±0.02，SM=2.05±0.1,IM=1.50±0.1。

試驗重點監控使用過程中窯系統工況、硫排放、氨水用量及熟料質量。

試驗過程

1 配煤結果

表一

表二

表三

2 試驗分析

2.1 煤耗分析

試驗一煤耗偏高，主要原因：剛開始使用石油焦，窯的工藝參數沒調整到位；熟料 KH值控制過高，物料易燒性差；煤粉細度粗，燃燒不完全。通過操作工藝參數的調整及降低入窯煤粉的細度等措施，試驗2 三煤耗正常。

2.1 工況分析

1）、石油焦中的硫對窯系統二氧化硫的排放影響不大；硫排放主要受石灰石中含硫影響。

2）、石油焦難磨，導致煤粉電耗上升；但入窯煤的熱值提高，用煤量下降，熟料工序電耗下降；

3）、隨著石油焦摻量的增加，燒成帶長度有縮短趨勢，余熱發電量上升，氨水消耗上升。主要是石油焦燃燒烈度高，放熱集中，造成高溫型NOx增加，2 三次風溫升高。

4）、隨著石油焦摻量的增加，煙室易結皮，后燃所致。

2.3 質量分析

摻石油焦對熟料的標準稠度、凝結時間、與外加劑適應性均無不良影響，但熟料28天抗壓強度隨著石油焦摻量的上升而下降。化學分析結果表明熟料中SO3

試驗三因使用時各項指標可控，直接將剩余石油焦全部搭配完畢，故摻量較計劃偏高。

使用德國耐馳綜合熱分析儀對三個配比的煤樣進行熱分析，結果如下表所示。

結果顯示，與普通煙煤相比，三種煤均呈現出著火溫度高、燃燒烈度高、燃盡時間長的特點，這與石油焦的燃特性有關。但摻量最高的3#樣品燃盡時間反而最低，應是因為其使用的煙煤差異所致。

3 試驗數據

3.1 指標及質量情況

含量隨石油焦摻量上升而上升，且硫堿比大幅升高，超過了0.8-1.0的最佳硫堿比。查閱文獻1可知，低堿水泥的強度隨熟料SO3含量上升而下降，28天強度最大可降低10%。通過改變熟料化學成分，如提高SM，可以避免由于硫的固溶引起的強度下降。

4 效益分析

按煙煤700元/噸,石油焦800元/噸計算。與空白相比，摻量為15.5%時，熟料成本上升1.63元/噸；摻量27.5%時，成本下降4.84元/噸。如煙煤與石油焦差價達230元每噸時，成本相當。

5 結論

石油焦可用于熟料煅燒；隨著石油焦摻量上升，結皮有增多趨勢，但尚可控；在27%摻量范圍內硫排放無明顯升高；隨著石油焦摻量上升，氨水用量明顯上升；隨著石油焦摻量的上升，熟料28天抗壓強度會有所下降；隨著石油焦摻量上升，余熱發電量上升；隨著石油焦摻量上升，熟料綜合成本下降。