石油焦替代煤炭在水泥生产中的应用

2018-08-16韩韶辉刘冀强焦敬玺

中国水泥 2018年8期

韩韶辉，刘冀强，焦敬玺

（河北金隅鼎鑫水泥有限公司，河北石家庄 050000）

0 引言

我国经济迅猛发展，大量工业废弃物随之不断产生，其中一部分属于可燃废弃物。而在传统的水泥工业生产中，熟料烧成系统要消耗大量燃料煤炭；近几年来，政府对水泥企业燃煤用量进行限制，为了提前有效应对，使用工业废弃物石油焦替代煤炭，不仅可以有效降低煤炭用量，还能为水泥企业长远发展提供有力保障。

经过查阅相关资料，石油焦作为水泥窑煅烧的替代燃料早就在许多水泥厂得到应用，国外十多年前就有100%使用石油焦做燃料的新型干法水泥生产线。本文从对石油焦作为替代燃料的市场调研、政策、经济和技术可行性等方面进行了阐述；科学谋划，按计划进行了“石油焦替代部分燃料煤炭”用于水泥生产的工业试验，为争取政府经济政策做准备。通过上下通力配合、周密组织，稳定完成了搭配石油焦粉磨、使用石油焦煅烧等技术环节；验证了石油焦作为替代燃料的技术可行性；为应对政府对燃煤用量控制提供生产保障，同时取得较大社会效益和经济效益；实现了年节约 15 % 原煤的可行性。

1 工业试验

1.1 政策保证

石油焦替代煤炭在水泥生产中的应用，就此问题，咨询了政府相关部门，并进行了具体沟通，经确认石油焦做燃料替代煤炭在节能和环保政策上均是允许的。

1.2 石油焦替代煤炭掺加比例

此次工业试验分四组，石油焦分别以10.0%、15.0%、20.0%、25.0%掺入煤粉中，进入煤磨进行粉磨，在回转窑系统完成煅烧。

1.3 工业试验期限

为将来在各生产线上大规模使用石油焦提供依据，本次工业试验在一条生产线上进行，试验时间为12d左右。

1.4 技术要求

由于石油焦挥发份远低于煤炭，且堆积密度比燃煤低15%左右，在石油焦与煤炭混合粉磨时，因为两种燃料的密度不一致，一次风吹起过程中会将较轻的燃料首先带走，这样细度不合格的石油焦就会按照成品被选粉机选出。根据燃料的挥发份含量，单独使用石油焦时细度要求 80μm 筛余≤3.0%、煤炭 80μm筛余9.0%±3.0%。因此混合粉磨时要根据掺量将燃料的细度控制得更细一些。

石油焦起燃慢，着火点较煤炭高100℃～200℃，且燃烧时对氧含量要求较高，否则燃烧速度会受影响，很容易会造成五级下料管、烟室温度高或产生窑尾结圈等现象，所以在使用石油焦煅烧时需要格外注意做相应调整。

因此，石油焦与煤炭混合粉磨时，需在生产控制和工艺操作上严格把关，逐步实现石油焦作为水泥窑的替代燃料在工艺技术上的可行性。

2 进厂数据检测

2.1 石油焦数据检测

2017年4月份，进厂石油焦三批，检测灰分平均为1.55 %，而挥发份仅 10.59 %，但全硫和收到基低位热值较高，分别达到 3.48 %、31.18 kJ/kg，具体检测结果见表1、2。

表1 进厂石油焦检测结果

表2 石油焦灰分化学分析结果（%）

2.2 用于搭配的煤炭数据检测（表3）

表3 进厂煤炭工业分析及化学分析结果

3 方案实施

经此次技术攻关小组成员反复讨论研究，充分考虑操作可行性和对产、质量的影响，结合工艺操作的细节要求，石油焦分别以10.0%、15.0%、20.0%、25.0%掺入煤粉中，石油焦替代部分煤炭具体实施如下。

3.1 出磨煤粉

试验开始时，加大取样和检验频次，煤磨工艺操作要充分考虑石油焦和煤炭的质量差异，各比例掺加阶段试验3d，见表4。

从表4可见：石油焦掺量在10.0%时，出磨煤粉灰分较未使用石油焦前降低0.45%，发热量升高约500kJ/kg；随着石油焦掺加比例的不断增加，灰分阶梯状降低，发热量则相应升高；通过工艺操作结合两种燃料的物理差异，及时有效调整用风、温度等工艺参数，保证了细度等指标未出现明显波动；其它检测项目未见明显变化。