建材行业“六零工厂”项目水泥熟料生产零化石燃料消耗阶段性探索与实践

介绍了华新水泥地维有限公司承接并实施建材行业揭榜挂帅项目“建材制造企业零化石能源技术装备研发与应用示范”的情况。截至2023年8月,华新地维工厂窑尾热量替代率达50%,熟料单位产品综合能耗由115 kgce/t降低至84 kgce/t,单位熟料生产二氧化碳排放强度由861 kg/t降低至776 kg/t。后续通过替代燃料预处理二期的建设及窑头替代燃料混合燃烧器的使用,能够完全实现水泥熟料生产零化石燃料消耗,可节约标煤6.72万t/a,降低二氧化碳排放18.55万t/a。     

硫铝酸盐水泥在灌浆料中的应用研究

硫铝酸盐水泥是制备灌浆材料的理想胶凝材料,但其初终凝时间难以调节、后期强度出现倒缩现象,若直接用于灌浆施工会削弱实际灌浆效果。采用Li₂CO₃、Ca(NO₂)₂、超细CaCO₃粉、硅灰和可再分散胶粉等外加剂进行试验,结果表明：采用以上外加剂以一定比例配合掺入可实现对硫铝酸盐水泥的改性,获得具备快凝早强、工作性能优良、后期强度稳定等特点的灌浆料,能较好地满足灌浆工程的实际需要。     

水泥窑协同处置生活垃圾后SP余热锅炉的改造

探讨了水泥窑协同处置生活垃圾后余热锅炉的热风条件变化,通过对水泥窑热工标定和余热锅炉热工计算等方式,全面评估余热锅炉的运行工况,并详细分析和计算了SP余热锅炉改造的可行性和收益,为水泥企业节能降耗提供依据,对实际生产具有指导意义。     

两种带涡流室分解炉内气相流场的模拟对比研究

针对两种带涡流室的同种类型不同炉膛尺寸不同生产效率的分解炉建立模型,运用流体力学软件,采用Euler坐标系下的Realizable k-ε模型对分解炉内的气相流场进行了模拟与对比分析。结果表明,两种分解炉内气流场规律一致,气流进入炉膛后沿分解炉壁面螺旋上升,在分解炉中心区域则形成了低速区;但是,炉膛直径小的分解炉内的气流平均停留时间稍短,约为6.70 s,而炉膛直径大的分解炉气流平均停留时间则更长,约为9.45 s,表明其旋流程度更强,更有利于延长物料在炉内的停留时间。     

基于碳市场设定水泥熟料过程碳排放默认值的探讨

水泥熟料的过程碳排放主要来源于碳酸盐的分解,可通过熟料中MgO、CaO含量进行计算。在稳步推进全国碳交易市场建设和保证碳排放数据质量的迫切需求下,对水泥熟料的过程碳排放开展基础性研究具有重要现实意义。本文梳理了水泥熟料过程碳排放因子的研究进展,首次基于通用水泥熟料质量控制目标,给出了未使用替代原料时熟料过程碳排放的理论范围和平均水平。结合我国碳交易市场的发展现状,提出在现阶段,水泥行业碳市场可直接设定通用水泥熟料过程碳排放的默认值,亦可用于我国碳排放因子库的建立、碳核查结果的校对等。     

双控政策下蒸汽驱动助力水泥企业节能降耗

在能耗双控背景下,水泥企业亟须节能降耗的有效措施实现可持续发展。利用厂内现有余热发电的蒸汽和循环水系统,增加工业汽轮机及配套辅助设备,通过蒸汽驱动厂内大型风机或其他旋转设备,能为水泥企业带来减少外购电量、回收多余蒸汽和避免阶梯电价惩罚等多重收益。     

水泥厂用替代燃料工艺探讨

探讨了替代燃料的基本情况,其不同特性的预处理方式及喂料系统。通过理论计算炭黑替代煤炭在1∶1左右,热值利用率在95%左右,通过采用气力输送喂料系统喂入分解炉锥部可以很好的降低可比熟料能耗至100 kg/t以内,投资少、见效快;同时对熟料强度基本无影响。     

基于完全燃烧模型下市政垃圾衍生燃料在水泥窑分解炉内热贡献的研究#br#

基于燃料的完全燃烧模型,对市政垃圾衍生燃料（RDF）的燃烧特性进行了分析,并对其在分解炉内的热贡献进行了模拟计算。结果表明：入窑基RDF完全燃烧时最小燃烧空气量Amin为0.335Nm3/MJ,最小燃烧废气量Vmin为0.463Nm3/MJ,均大于煤粉;对于入炉温度为20℃的入窑基RDF,当助燃空气温度为850℃时,其绝热燃烧火焰温度可达1?595.9℃,对分解炉的热贡献为4.57MJ/kg,热量利用率为72.2%,即分解炉内喂入4.95t（低位热值为6.30MJ/kg）入窑基RDF与1t（低位热值为24.49MJ/kg）煤粉产生的发热量相当,该理论计算替代量与实际生产数据的偏差率仅为3.2%;最后计算了不同水分下的临界灰分以及对应的RDF临界热值,并给出了RDF的热贡献分区用于指导水泥窑协同处置生产实践。     

垃圾衍生燃料在水泥窑分解炉内的减氮效应

将垃圾衍生燃料(RDF)作为替代燃料投加到水泥窑炉内进行高温焚烧,是水泥工业降低熟料生产过程中化石燃料消耗的主要技术手段之一。本文在管式炉中研究了粒径和助燃空气温度这两个因素对RDF热解燃烧气体组分的影响,并利用CFD软件模拟了RDF在分解炉内的减氮效应。研究结果表明：对不同粒径的RDF颗粒,总体上呈现出热解燃烧气体中CO、C_mH_n和H₂还原性小分子气体浓度随着助燃空气温度的升高而增加。基于华新某工厂的运行工况进行了CFD模拟计算,当RDF的粒径分布取<50 mm(占80%),三次风温度为900℃时,过剩空气系数取1.2,燃烧室出口NO_x浓度小于280 ppm,减氮效果明显,与实际情况一致。