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影响回转窑煅烧硫挥发系数的因素有哪些
2013/07/23 08:35
来源：中国建材报
在预分解窑系统内，燃料内所含的硫在窑头和分解炉内燃烧生成SO2，均被碱性氧化物和CaO所吸收，生成硫酸盐。部分硫酸盐在熟料的煅烧过程中，分解释放出SO2，然后又被吸收生成硫酸盐，形成硫循环，而未被分解的硫酸盐随熟料从窑头落入篦冷机内冷却。 ......
在预分解窑系统内，燃料内所含的硫在窑头和分解炉内燃烧生成SO2，均被碱性氧化物和CaO所吸收，生成硫酸盐。部分硫酸盐在熟料的煅烧过程中，分解释放出SO2，然后又被吸收生成硫酸盐，形成硫循环，而未被分解的硫酸盐随熟料从窑头落入篦冷机内冷却。
这些生成的硫酸盐可以形成好几种复硫酸盐，其熔融温度较低（600℃～900℃）。上述硫酸盐的液相与物料夹杂在一起，黏附在耐火砖表面上，形成结皮。黏附的物料愈多，则结皮愈厚。而物料中硫的挥发系数愈高，则硫的挥发量也愈多，所生成的硫酸盐也愈容易集中在某一部位；因而结皮也愈厚，严重影响窑的煅烧。
要消除或减缓硫对回转窑煅烧的影响，重要措施是一方面减少原燃料中硫的含量，另一面减少窑内硫酸盐的挥发量，也就是降低硫的挥发系数。影响硫的挥发系数的主要因素如下：
（1）硫碱比 所谓硫碱比是指物料中所含的SO3和K2O 与Na2O 之间的摩尔比值。
硫碱比的数值愈高，则挥发系数也愈高。若是物料中的SO3含量低，意味着所有的SO3均与碱的氧化物生成不易挥发和分解的硫酸碱盐；若是物料中SO3含量过高，意味着生成硫酸碱盐后，剩余的SO3则与CaO 生成易挥发分解的无水石膏（CaSO4）。硫碱比愈高，则生成的CaSO4愈多，挥发系数也愈高。通常，熟料的硫碱比最好控制在0.6～0.8，最大不超过1.0。
（2）窑气中的氧含量 硫的挥发系数随窑气中氧含量的增加而降低。窑内硫的挥发主要来自CaSO4，其受热分解方程式如下：
CaSO4<=>SO2+CaO+1/2O2
在上述反应方程式中温度一定时，当O2含量增加，物料中的CaO 和SO2含量减少，CaSO4含量增加，硫的挥发系数下降。当O2含量降低时，物料中的CaO和SO2含量增加，CaSO4减少，挥发系数增加。硫含量高时，窑尾废气的氧含量应控制在2.5%左右。
（3）煤粉不完全燃烧硫的挥发系数随窑内局部碳（C ）的存在而增加。在窑的过渡带，当窑内呈现煤粉不完全燃烧时，部分煤粉落至物料表面上，此时，物料内的硫酸碱盐和CaSO4与C 作用生成SO2，其方程式如下：
K2SO4+C →K2O+SO2+CO
CaSO4+C →CaO +SO2+CO
必须避免燃料的不完全燃烧，避免窑内出现还原气氛。
（4）煅烧温度和高温下的停留时间
硫的挥发受温度的影响很大，温度达到1220℃以上时，CaSO4开始分解，因此降低烧成温度、缩短熟料在高温下的停留时间，是减少硫酸盐分解的重要措施之一。
为了降低熟料的烧成温度，可提高生料的易烧性，磨细生料，降低熟料SM，避免熟料过烧，适当提高熟料f-CaO
的控制指标。此外，还可降低窑的热负荷，适当降低窑的产量，提高二次风温，提高5级旋风筒的分离效率。可能的话，可以丢弃部分或全部窑的回灰，使之不参与循环。
这些生成的硫酸盐可以形成好几种复硫酸盐，其熔融温度较低（600℃～900℃）。上述硫酸盐的液相与物料夹杂在一起，黏附在耐火砖表面上，形成结皮。黏附的物料愈多，则结皮愈厚。而物料中硫的挥发系数愈高，则硫的挥发量也愈多，所生成的硫酸盐也愈容易集中在某一部位；因而结皮也愈厚，严重影响窑的煅烧。
要消除或减缓硫对回转窑煅烧的影响，重要措施是一方面减少原燃料中硫的含量，另一面减少窑内硫酸盐的挥发量，也就是降低硫的挥发系数。影响硫的挥发系数的主要因素如下：
（1）硫碱比 所谓硫碱比是指物料中所含的SO3和K2O 与Na2O 之间的摩尔比值。
硫碱比的数值愈高，则挥发系数也愈高。若是物料中的SO3含量低，意味着所有的SO3均与碱的氧化物生成不易挥发和分解的硫酸碱盐；若是物料中SO3含量过高，意味着生成硫酸碱盐后，剩余的SO3则与CaO 生成易挥发分解的无水石膏（CaSO4）。硫碱比愈高，则生成的CaSO4愈多，挥发系数也愈高。通常，熟料的硫碱比最好控制在0.6～0.8，最大不超过1.0。
（2）窑气中的氧含量 硫的挥发系数随窑气中氧含量的增加而降低。窑内硫的挥发主要来自CaSO4，其受热分解方程式如下：
CaSO4<=>SO2+CaO+1/2O2
在上述反应方程式中温度一定时，当O2含量增加，物料中的CaO 和SO2含量减少，CaSO4含量增加，硫的挥发系数下降。当O2含量降低时，物料中的CaO和SO2含量增加，CaSO4减少，挥发系数增加。硫含量高时，窑尾废气的氧含量应控制在2.5%左右。
（3）煤粉不完全燃烧硫的挥发系数随窑内局部碳（C ）的存在而增加。在窑的过渡带，当窑内呈现煤粉不完全燃烧时，部分煤粉落至物料表面上，此时，物料内的硫酸碱盐和CaSO4与C 作用生成SO2，其方程式如下：
K2SO4+C →K2O+SO2+CO
CaSO4+C →CaO +SO2+CO
必须避免燃料的不完全燃烧，避免窑内出现还原气氛。
（4）煅烧温度和高温下的停留时间
硫的挥发受温度的影响很大，温度达到1220℃以上时，CaSO4开始分解，因此降低烧成温度、缩短熟料在高温下的停留时间，是减少硫酸盐分解的重要措施之一。
为了降低熟料的烧成温度，可提高生料的易烧性，磨细生料，降低熟料SM，避免熟料过烧，适当提高熟料f-CaO
的控制指标。此外，还可降低窑的热负荷，适当降低窑的产量，提高二次风温，提高5级旋风筒的分离效率。可能的话，可以丢弃部分或全部窑的回灰，使之不参与循环。
编辑：姜立东
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