煅烧车间热碱液作为重灰化合水使用的探讨

煅烧车间轻灰煅烧炉炉气洗涤产生的热碱液主要用于盐水精制工序,去年开始因粉盐中钙镁杂质含量低,盐水精制对热碱液的需求量减小,造成热碱液过剩3m3/h。通过技术改造,加强炉气系统维护、控制出碱温度、增加湿分解处理等措施,成功将热碱液与重灰洗水混合作为水合机的化合水。     

重碱与返碱在进入煅烧炉前混合程度的探讨

<正> 纯碱厂煅烧炉除了要求较高的温度和保持较浓的炉气外,又要防止结疤。欲满足此要求,进入炉内湿重碱与干返碱的混合好坏,则成为重要条件之一。如果混合不好,不仅不利于煅烧分解,而且会引起对炉皮和各进出绞刀的不良影响,妨碍设备的正常运行,威胁生产,此外还必然影响煅烧炉的进一步挖潜。     

纯碱煅烧炉炉伸自动控制

(一)工艺简介:重碱的主要成份是碳酸氢钠,煅烧的目的是将重碱加热分解制成纯碱(碳酸钠)。这是通过煅烧的主要设备——煅烧炉实现的。我厂的纯碱煅烧炉绝大部份为外热式煅烧炉,炉体为卧式转筒,外加炉灶,使用重油燃烧加热。重碱由炉头加入,靠炉体的转动及炉内链条的作用,使物料移动至炉尾由螺旋机送到炉外。煅烧炉控制的主要工艺指标是:1、炉伸:大炉为130毫米±3毫米;小炉为80毫米±3毫米;2、纯碱取出温度:145℃～170℃;3、烟道气尾部温度:不超过600℃;     

新疆和静菱镁矿热分解特性及轻烧工艺研究

以新疆和静菱镁矿为原料,利用热重分析法研究了升温速率对菱镁矿分解的影响,据此确定最佳升温速率.利用正交实验法控制煅烧温度、保温时间和原料粒度得到不同轻烧氧化镁,采用柠檬酸活性法表征化学活性,分析烧后试样矿物相组成,研究其对轻烧氧化镁活性的影响.结果表明:在相同的温度条件下,菱镁矿的分解程度随着升温速率的增大而减小,热分解温度随着升温速率的增大而提高,升温速率过大会阻碍分解反应进行;煅烧时当菱镁矿转化率为30％,温度在550 ～ 600℃时,分解反应较难进行,最佳升温速率选择5℃/min;煅烧温度对轻烧氧化镁活性影响最大,原料粒度次之,保温时间影响相对较小,最佳轻烧工艺为:煅烧温度800℃、保温120 min、原料粒度为2 mm.     

高浓度CO2气氛下白云石强化煅烧工艺研究

CO₂循环煅烧白云石是具有前景的低碳炼镁新工艺。为研究新工艺下高浓度(摩尔分数)CO₂氛围中白云石强化煅烧措施,文中根据煅烧理论,建立了基于双环缩核的白云石煅烧反应动力学模型;计算分析了白云石分解过程传热传质和化学反应动力学的耦合特征,剖析了CO₂分压、温度和炉内总压等因素对单个白云石矿料分解动力学特征的影响;进一步考虑竖窑煅烧过程矿料粒径分布和矿料温度均匀性,研究不同炉内总压、温度、颗粒粒径等因素对竖炉容积利用系数的影响规律。结果表明：温度一定时,总压提高可强化热气流与矿料间的传热,促进白云石煅烧。通过合理调控煅烧过程温度和压力可有效提高新工艺的容积利用系数,最高可达0.967 1 t/(m³·h)。     

智能专家控制系统在熟料烧成系统的应用

回转窑和分解炉是熟料烧成系统的核心部分。其中,回转窑煅烧是一个存在极其复杂的物理、化学反应的热工系统,具有多变量、大滞后、非线性等特点,因此传统的自动控制方法干预控制程度不是很高;分解炉承担了预分解窑系统中煤粉燃烧、气固换热和碳酸盐分解任务,需要一个相对稳定的温度,但目前也仅仅是简单的PID调节回路控制,温度波动较大,无法实现多变量控制。针对熟料烧成系统上述问题,本文提出智能专家控制系统(Advanced Process Control,APC)。     

宁国厂2 000 t/d DD分解炉内气固两相运动规律的研究

通过系统的冷态模型试验以及对实际分解炉的热工检测结果的分析，对宁国水泥厂2000t/d DD分解炉的气固两相运动规律及各项性能指标进行了综合研究和评述，研究表明，宁国厂DD炉是一种具有明显低阻特性的分解炉型式。炉内气固混合状况良好，能够保证良好的燃烧与碳酸盐分解反应环境。也保证了物料停留时间的有效性。料气停留时间比值为4.6左右，高径比的改变对物料运动模式无明显影响。但当前熟料产量下分解炉容积明显偏小，炉内煤粉实际停留时间仅8.5s，煤粉燃尽度偏低。若要进一步提高产量，有必要对分解炉进行结构优化和改造。     

顺流罐式煅烧炉内物料的温度分布与相关问题的讨论

通过对顺流式罐式煅烧炉炉内物料温度的实测,对炉内物料温度的分布有了新的认识。以此为基础,对各种工艺条件影响物料温度分布的情况进行了分析,研究了石油焦煅烧最终温度与煅后焦真密度之间的关系,给出提高石油焦煅烧最终温度的工艺方法;并进一步讨论了预焙阳极生产工艺中,制品焙烧温度与石油焦煅烧最终温度的关系。     

新疆尖山菱镁矿制备轻烧氧化镁的煅烧工艺

以新疆尖山菱镁矿为原料,采用普通马弗炉和微波马弗炉两种加热设备,通过设计正交实验,研究煅烧温度、煅烧时间、升温速率和原料粒径对所制备的轻烧氧化镁的活性和纯度的影响.采用柠檬酸法表征轻烧氧化镁的活性,水合法测定活性氧化镁的含量.结果表明:无论采用哪种加热方式,煅烧温度对轻烧氧化镁活性和纯度的影响最大.采用微波马弗炉加热时,煅烧时间、升温速率和原料粒径对轻烧氧化镁的活性和纯度影响较小,制备条件宽松,尤其当原料粒径不均一时,采用微波加热方式更有利于轻烧氧化镁的制备.     

高岭土悬浮煅烧炉中气固二相流场的数值模拟

针对高岭土悬浮煅烧炉建立几何模型，以天然气为燃料，对气固二相流场进行数值模拟，其中对连续相采用Realizable k-ε湍流模型，对颗粒相采用离散相（DPM）模型。通过改变天然气喷射速度来探究其对煅烧炉内部气流场的影响。研究表明：注入天然气后，气流在整个煅烧炉内的停留时间相较只有空气进入时要短；且天然气存在切向速度，这使得整个流场有着旋转上升的趋势，粒子在煅烧炉主体部分分散迅速，有利于提升悬浮煅烧效率。随着天然气注入速度的增大，煅烧炉内部气流流速也会随之增大，旋流的程度也明显增大，气流在整个煅烧炉中分布更加均匀。     

分解炉内煤矸石悬浮煅烧的数值模拟

煤矸石制备水泥辅助胶凝材料的应用研究对水泥行业的节能减排与大宗固废的高值利用均具有重要意义。本文以河北某地不同矿区的6种煤矸石为原料，采用XRD，热重等方法分析判断其化学成分和矿物组成，通过静态煅烧实验研究了其煅烧活化条件，并通过胶砂实验测定其胶凝活性。结果表明，煅烧温度和时间会影响产品的胶凝活性，煤矸石经过适当的热处理后，可用作辅助胶凝材料替代部分水泥熟料，在实现煤矸石资源化利用的同时，也为水泥工业碳减排提供了新路径。但煤矸石成分复杂，活化煅烧需要注意煅烧制度。采用CPFD（Computational Particle Fluid Dynamics）数值模拟方法模拟了分解炉内煤矸石传热、传质及化学反应，分析了不同工况下分解炉内气固两相流场。结果表明：入炉空气的温度较低时无法点燃煤矸石中的可燃组分，通过高温烟气点火和分级司料可有效解决这一问题。     

XRD分析菱镁石矿煅烧制备的镁砂中杂质组成

采用X射线衍射技术(XRD)对菱镁原矿和镁砂产品进行了物相组成分析,菱镁石原矿粉中主相ω( MgCO3)达到96％,杂质主要是CaCO3和SiO2；轻烧镁砂中的MgCO3大部分已经分解为MgO,但还有质量分数32％的MgCO3未分解,并在低温煅烧的情况下生成了微量的新相CaMg(CO3)2和Mg(OH)2；重烧镁砂中的...     

分解炉空气分级燃烧及NOx排放特性研究

随着我国经济的飞速发展,作为重要基础材料的水泥产品需求量极大且趋于稳定。水泥生产过程中的NOx排放与燃煤火电厂和汽车尾气产生的NOx排放已成为空气污染的主要来源,而分解炉是降低水泥生产工艺中NOx排放的有效设备。笔者在引入高温烟气的模拟分解炉内进行空气分级燃烧试验,研究配风位置、配风比例以及石灰石/煤比例对分解炉内燃烧和NOx排放特性的影响规律。试验稳定过程中,高温烟气发生装置的给煤量和配风量保持不变。此时,高温烟气发生装置的时间平均温度为911℃,其产生的高温烟气温度稳定在750℃左右,高温烟气中NOx主要以NO和N2O的形式存在,其浓度分别为261.49×10^-6和12.96×10^-6。该股高温烟气将模拟实际回转窑产生的烟气进入分解炉内。在分解炉的上部区域(距离顶部0~2 000 mm区域)的温度为800~1 000℃,与实际分解炉运行温度一致,排放烟气中NOx主要以NO和N2O形式存在。随着中间配风位置的下移,煤粉燃烧放热区域下移,而顶部区域的石灰石吸热量变化较小,则原有热量平衡被打破且原有吸热量高于现有放热量,导致顶部区域内燃烧温度降低。此时,还原气氛中煤粉燃烧和石灰石分解反应时间均变长,导致NOx的还原反应更加充分。但石灰石分解产生的氧化钙(CaO)作为中间产物会促进NO的生成反应,其反应时间增加也促进了NO的生成;另一方面,石灰石作为催化剂参与焦炭和挥发分还原NO的反应过程,分解炉顶部区域的温度下降使得该还原反应变弱。综上,NO的最终排放浓度是以上反应的综合结果。随着配风位置的下移,该变化对NO的生成作用更加明显,故NO的排放浓度逐渐升高。当一级风量与二级风量的配风比例降低时,分解炉上部区域的煤粉燃烧份额减少和石灰石分解量降低,而分解炉下部区域的煤粉燃烧份额增加和未分解的石灰石份额增加,但石灰石的吸热增加量高于燃烧增加份额的放热量,因此分解炉内整体温度均降低。分解炉内NO浓度是由石灰石催化的氧化过程和还原过程综合决定的。一级风量变小时,尾部CO浓度随之增加,烟气中NO浓度呈现降低的趋势。当石灰石/煤比例增加时,分解炉内沿程温度逐渐下降。随着石灰石给粉量增加,分解炉内石灰石受热分解产生的CaO浓度增加,CaO催化NO还原反应更剧烈,从而NO浓度逐渐降低。而石灰石给粉量增加和分解炉温度降低的过程导致尾部的CO浓度升高。     

3200t/d改进型SLC分解炉内气固运动规律的研究

通过系统测定鱼峰水泥股份公司改进型3200t/dSLC分解炉内气体三维流场、阻力特性、物料停留时间分布等,分析了其内部气固两相运动的基本规律。研究表明,改进型SLC分解炉的气体流场与原分解炉总体相似,但缩口的增加产生了一定的二次喷腾作用,对物料均布有一定改善,料气停留时间比值明显提高,加上容积的增大,使固体粉料的平均停留时间在气体量相同时延长了近80%,这是熟料产量能够超过设计值,系统能稳定运行的基本原因。但与性能优良的分解炉比较,该分解炉料气停留时间比值仍然较低,阻力损失较大,三次风管风速过高。进一步提高系统产量时有必要对分解炉和三次风管进行优化和改造。     

高效喷旋分解炉SWC的开发研究

在和类典型分解炉特点的基础上开发了一种独具特色的高效分解炉SWC，通过优化研究，使炉内气体的喷腾、旋流效应得到较理想的配合，能够既保证良好的气固混合效果，为煤粉燃烧和碳酸盐分解反应提供良好的环境条件，又具有优良的低阻特性，该炉的料气停留时间比值超过国内现有的各同类炉型，可达到很高的空间利用率，有利于新型干法厂增产降耗。为我国资源状况复杂的实际情况和利用低质燃料提供了一种优良的选择方案，也为性能不理想的分解炉的改造提供了方向。     

一种熟料烧成热耗快速计算方法

针对熟料烧成热耗指标获取所需工作量大、精度低等问题,提出一种熟料烧成热耗快速计算方法.该方法利用生产线以往热工标定数据,仅需对预热系统和分解炉的过剩空气系数以及出篦冷机熟料温度进行现场测定,随后录入预热器系统出口温度、入煤磨或窑头锅炉余风温度,即可实现对熟料烧成热耗的快速计算.与传统热工标定相比,检测和计算工作量大幅降低,同时可以有效避免计量偏差所造成的计算误差.     

Numerical modelling of flow and transport processes in a calciner for cement production

Controlling the calcination process in industrial cement kilns is of particular importance because it affects fuel consumption, pollutant emission and the final cement quality. Therefore, understanding the mechanisms of flow and transport phenomena in the calciner is important for efficient cement production. The main physico-chemical processes taking place in the calciner are coal combustion and the strongly endothermic calcination reaction of the raw materials. In this paper a numerical model and a parametric study are presented of the flow and transport processes taking place in an industrial calciner. The numerical model is based on the solution of the Navier-Stokes equations for the gas flow, and on Lagrangean dynamics for the discrete particles. All necessary mathematical models were developed and incorporated into a computational fluid dynamics model with the influence of turbulence simulated by a two-equation (k-ε) model. Distributions of fluid velocities, temperatures and concentrations of the reactants and products as well as the trajectories of particles and their interaction with the gas phase are calculated. The results of the present parametric study allow estimations to be made and conclusions to be drawn that help in the optimization of a given calciner.     

Calcination of phosphate in impinging streams. Part II. Phosphates with high organic matter and with pulverized coal

Calcination of a high organic matter phosphate and a phosphate containing pulverized coal up to 10 wt % was performed successfully in an impinging stream calciner. The results re-established previous conclusions that the present calciner is a useful device. A simplified model has been developed for exploring the effect of various operating parameters on the concentration of phosphate particles at the impingement plane of the streams. It also assisted us in explaining the effect of the phosphate flow rate on the efficiency of calcination. It was established that the calcination rate of phosphate is governed by the internal resistance of the particle to the heat transfer, which was consistent with previous results.     

Numerical analysis of heat transfer mechanisms to pneumatically conveyed dense phase flow

Mass and energy balances are required in power generation, chemical, pharmaceutical, food and commodity transfer processes in order to achieve efficient utilization of energy and raw materials. There is a need for accurate, reliable, on-line, continuous and non-invasive measurement of solids' mass flow rate in many industrial processes mentioned above. Thermal flowmeters, in theory, provide a true indication of the mass flow of solids in pneumatic conveying pipelines.A complicated heat transfer between a pipe wall and a gas-solid flow in a conveying pipeline inevitably takes place in a thermal solids' mass flow measurement process. A study of heat transfer mechanisms to pneumatically conveyed gas-solid dense phase flow as a means to mass flow rate measurement has been conducted experimentally and numerically to evaluate the heat transfer coefficient between the hot wall and the gas-solid dense phase flow. The prediction of the heat transfer coefficient is compared with the experimental findings. It was found that the heat transfer coefficient between the pipe wall and the gas-solid dense flow is a function of solids loading ratio. Increasing the gas stream velocity significantly augments the heat transfer between the hot wall and the gas-solid dense phase flow.