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危廢處置對(duì)水泥窯預(yù)熱器下料管結(jié)皮的影響及其預(yù)防措施

文檔作者：胡偉1 顧快1 張廣義2 文檔來源： 1.浙江南方水泥有限公司 2.天津金隅振興環(huán)?？萍加邢薰?/div>		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年02月21日
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2019.2 CHINA CEMENT 97
危廢處置對(duì)水泥窯預(yù)熱器下料管
結(jié)皮的影響及其預(yù)防措施
胡　偉1，顧　快1，張廣義2
（1.浙江南方水泥有限公司，浙江 杭州 311121；2.天津金隅振興環(huán)?？萍加邢薰?，天津 300400）
0　引　言
水泥窯協(xié)同處置廢棄物簡(jiǎn)單來說就是指水泥窯在生
產(chǎn)水泥熟料的同時(shí)，利用水泥窯高溫煅燒的特性，消納、
處理城市垃圾、城市污泥、有毒有害及危險(xiǎn)廢棄物以及部
分其它工業(yè)廢棄物。
比起傳統(tǒng)危廢處置，有資料表明，水泥窯協(xié)同處置危
廢的投資約為專業(yè)焚燒爐投資的1/3～1/5，且水泥企業(yè)危
廢處置可獲得很可觀的經(jīng)濟(jì)收入，具有很強(qiáng)的成本優(yōu)勢(shì)。
另外水泥窯協(xié)同處置焚燒徹底，污染小，沒有新生危險(xiǎn)廢
物，同樣具有很強(qiáng)的環(huán)境優(yōu)勢(shì)。研究表明，水泥窯的焚燒
工藝和結(jié)構(gòu)可以徹底分解各種難降解的有機(jī)物，各類重金
屬也可以穩(wěn)定地?zé)Y(jié)到熟料中，同時(shí)由于水泥窯筒體長、
斜度小、旋轉(zhuǎn)速度小等特點(diǎn)，可以讓危廢在窯內(nèi)停留時(shí)間
超過30min，氣體停留時(shí)間>6s，可以有效遏制二噁英的產(chǎn)
生。但危廢成分復(fù)雜，尤其是其中的重金屬、硫、氯離子
等有害成分對(duì)水泥窯工藝和設(shè)備產(chǎn)生不良影響，一定程
度上限制了水泥窯協(xié)同處置危廢的類別和摻加量[1]。
杭州山亞南方水泥有限公司有一條5 000t/d新型干
法生產(chǎn)線，是浙江南方水泥有限公司旗下重點(diǎn)水泥企業(yè)
之一，作為浙江南方第一批水泥窯協(xié)同處置危廢的企業(yè)，
2016年通過引進(jìn)有資質(zhì)的合作方共同開展水泥窯協(xié)同處
置項(xiàng)目，經(jīng)過近幾年危廢處置的研究和摸索，取得了一些
成績。
本文從危廢、生熟料和結(jié)皮樣的化學(xué)成分分析，以及
采取預(yù)防措施前后預(yù)熱器下料管結(jié)皮的對(duì)比情況作一個(gè)
簡(jiǎn)單分析，分享危廢處置的一些經(jīng)驗(yàn)和心得體會(huì)。
1　結(jié)皮機(jī)理和危害
結(jié)皮是指用于生產(chǎn)水泥的生料粉和窯氣內(nèi)有害成
分所形成的粘附在系統(tǒng)內(nèi)壁的硬度不一的塊狀物。水泥
窯協(xié)同處置過程中造成預(yù)熱器結(jié)皮堵塞的原因很多，然
而危廢中硫、氯等揮發(fā)性物質(zhì)在水泥窯內(nèi)循環(huán)富集，在
窯尾預(yù)分解系統(tǒng)冷卻融結(jié)而引起的結(jié)皮堵塞是企業(yè)需
重點(diǎn)關(guān)注的難題。一般認(rèn)為，結(jié)皮物質(zhì)是由硫、氯等元
素在高溫條件下形成的Ca10（SiO4）3（SO4）3Cl2等多組
分低共熔物，它們與窯尾預(yù)分解系統(tǒng)的粉塵混合在一起
后，在表面張力作用下熔融粘結(jié)形成大量塊狀、硬度不
一的結(jié)皮物質(zhì)[2]。
結(jié)皮的危害主要體現(xiàn)在窯預(yù)分解系統(tǒng)不同位置形成
的硬度不一的結(jié)皮物質(zhì)，輕者增加系統(tǒng)阻力，影響窯系統(tǒng)
通風(fēng)，影響熟料煅燒質(zhì)量和臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，重者可能發(fā)生預(yù)熱
器堵塞，導(dǎo)致窯停機(jī)停產(chǎn)。
摘　要：當(dāng)今環(huán)保政策形勢(shì)下，危廢處置已發(fā)展成為水泥企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和重要的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)之一。有研究
表明，危廢中硫、氯離子和堿含量是對(duì)預(yù)熱器結(jié)皮影響最大的有害成分。本文通過對(duì)預(yù)熱器下料管結(jié)皮的
化學(xué)成分檢測(cè)和對(duì)比分析，探討了危廢中主要的有害成分對(duì)預(yù)熱器下料管結(jié)皮的影響。通過實(shí)際生產(chǎn)中新型
抗結(jié)皮澆注料的使用，可以顯著減少預(yù)熱器下料管結(jié)皮，在確保水泥窯連續(xù)正常生產(chǎn)的同時(shí)，穩(wěn)定提高危廢
處置量，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：危廢處置；預(yù)熱器結(jié)皮；抗結(jié)皮澆注料
中圖分類號(hào)：TQ172.625.2　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B　　文章編號(hào)：1671－8321（2019）02－0097－03
98 中國水泥 2019.2
生產(chǎn)技術(shù)Technology
2 預(yù)熱器結(jié)皮分析
企業(yè)自處置危廢以來，預(yù)熱器四、五級(jí)下料管結(jié)皮同
比以往嚴(yán)重很多?；剞D(zhuǎn)窯連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)2個(gè)月以上，下料管結(jié)皮
厚度就有10cm，2017年上半年還曾發(fā)生下料管堵料事故。
表1數(shù)據(jù)說明，所檢測(cè)的結(jié)皮樣中氯離子和堿含量均
遠(yuǎn)高于正常熟料樣，尤其是氯離子，可以看出入窯物料硫、
氯離子和堿含量的高低對(duì)預(yù)熱器結(jié)皮有著直接的影響。
企業(yè)生料配料采用的是石灰石、砂頁巖和鐵渣四組
份配料，四種原料化學(xué)成分及進(jìn)廠危廢化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)
果見表2。
表2可以看出，進(jìn)廠危廢的硫元素和氯離子含量遠(yuǎn)高于
石灰石、砂巖、頁巖和鐵渣。對(duì)預(yù)熱器結(jié)皮影響較大的硫元
素和氯離子主要來源于進(jìn)廠危廢。從源頭控制危廢的硫元
素和氯離子進(jìn)廠含量可以有效預(yù)防預(yù)熱器結(jié)皮的形成。
企業(yè)自2016年處置危廢以來，逐步形成了一套完善
的進(jìn)廠危廢驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，其中進(jìn)廠內(nèi)控限制SO3≤15%、Cl-
≤2.5%。但在實(shí)際進(jìn)廠危廢驗(yàn)收過程中由于產(chǎn)廢單位工藝
變化等原因部分進(jìn)廠的危廢硫、氯含量仍會(huì)超過企業(yè)內(nèi)控
限值，企業(yè)在考慮均化后滿足處置要求以及穩(wěn)定處置量的
情況下，會(huì)采取讓步接收的措施，處置過程中預(yù)熱器下料
管存在潛在的結(jié)皮加厚風(fēng)險(xiǎn)。
另外，在水泥行業(yè)市場(chǎng)低迷，危廢處置
收益可觀的形勢(shì)下，企業(yè)會(huì)采取多種措施穩(wěn)
定提高危廢摻加量，處置更多的危廢，獲取
更大的經(jīng)濟(jì)效益。2017年杭州山亞南方水泥
上半年累計(jì)處置危廢2.04萬噸，處置類別主
要有H17表面處置廢物、H18焚燒處置殘?jiān)?
等，危廢處置為企業(yè)創(chuàng)造收益800余萬元，效
益可觀。因此，企業(yè)積極研究摸索并采取一
系列措施減少預(yù)熱器結(jié)皮，確保窯系統(tǒng)連續(xù)
高質(zhì)高產(chǎn)運(yùn)行。
3 預(yù)熱器結(jié)皮的預(yù)防措施
3.1　使用新型抗結(jié)皮澆注料
2017年8月停窯檢修期間，企業(yè)更換預(yù)
熱器C4、C5級(jí)筒下料管澆注料時(shí)，使用某公
司生產(chǎn)的新型抗結(jié)皮澆注料，到11月13日停
窯時(shí)觀察，更換新型抗結(jié)皮澆注料的C4A、
C5B下料管結(jié)皮在2cm左右，未更換澆注料的
C4B、C5A下料管結(jié)皮在10cm左右，對(duì)比之下
結(jié)皮厚度減少了8cm之多，見表3。
表1　預(yù)熱器結(jié)皮樣化學(xué)分析結(jié)果（%）
項(xiàng)目SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Cl- K2O Na2O
1號(hào)結(jié)皮10.50 3.57 2.38 26.20 0.84 0.25 19.637 2.20 0.37
2號(hào)結(jié)皮6.43 1.92 1.18 25.27 0.84 0.22 23.455 1.65 0.21
3號(hào)結(jié)皮9.33 2.78 1.85 43.19 0.74 0.23 11.508 2.50 0.34
表2　生料原料和進(jìn)廠危廢化學(xué)分析結(jié)果（%）
成分LOI SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Cl- K2O Na2O
石灰石41.09 6.34 0.99 0.50 49.27 1.00 0.04 0.007 0.15 0.10
砂巖4.95 7.51 12.87 4.51 1.16 1.14 0.04 0.005 2.93 0.70
頁巖5.43 64.49 15.17 6.64 1.27 2.03 0.05 0.008 3.87 0.63
鐵渣-4.76 26.64 6.14 61.30 2.03 5.01 0.26 0.009 1.18 0.45
危廢- 31.69 14.04 19.24 16.80 3.71 5.14 1.367 2.42 1.35
注：危廢檢測(cè)結(jié)果為平均值。
表3　預(yù)熱器C4B和C4A下料管結(jié)皮化學(xué)分析結(jié)果（%）
結(jié)皮樣品名SO3 Cl- R2O LOI SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO
C4B
下料管
外側(cè)0.41 25.269 4.24 25.02 7.61 2.46 1.54 18.45 0.71
中部0.45 26.245 4.39 16.14 9.03 3.09 1.33 17.49 0.65
內(nèi)側(cè)0.55 19.554 4.50 19.63 9.41 2.64 1.87 25.75 0.89
C4A
下料管
外側(cè)0.31 9.925 4.62 28.65 11.92 2.60 2.24 40.91 1.51
中部0.28 10.470 5.08 29.55 11.97 2.89 2.13 38.66 0.87
內(nèi)側(cè)0.37 13.023 4.79 26.11 11.10 2.73 2.05 35.35 0.73
注：C4A使用了新型抗結(jié)皮澆注料，C4B仍使用原澆注料。
使用新型抗結(jié)皮澆注料后，下料管結(jié)皮處SO3、Cl-含
量明顯減少，尤其是對(duì)Cl-的吸附。
3.2　下料管安裝空氣炮
企業(yè)在預(yù)熱器C5級(jí)下料管的管道兩側(cè)各增加4個(gè)助流
孔，采用電磁閥控制，在C5級(jí)翻板閥上部一米位置增加一
個(gè)空氣炮，自動(dòng)循環(huán)控制。增加助流裝置及空氣炮后，C5
級(jí)下料管基本不結(jié)料，日常巡檢中翻板閥靈活，截至目前，
預(yù)熱器未出現(xiàn)C5級(jí)下料管堵料現(xiàn)象，窯運(yùn)行情況良好。
3.3　完善基礎(chǔ)管理
建議企業(yè)加強(qiáng)熱生料硫、氯離子、堿含量的檢測(cè)，同
時(shí)可以考慮將預(yù)熱器C4、C5級(jí)筒下料管溫度檢測(cè)納入日常
巡檢管理以及窯中控臺(tái)賬中，通過觀察和對(duì)比嘗試逐步
建立一個(gè)有害成分含量、預(yù)熱器下料管溫度的關(guān)系圖，摸
索出適合自身的硫、氯離子含量控制范圍。在結(jié)皮可控范
圍內(nèi)可以適當(dāng)提高危廢處置量，反之超出控制范圍則減
少危廢處置量。
4 總　結(jié)
危廢處置作為近期水泥企業(yè)非常關(guān)注的項(xiàng)目，在帶
來高收益的同時(shí)也伴隨著高風(fēng)險(xiǎn)，尤其是危廢處置導(dǎo)致
2019.2 CHINA CEMENT 99
Equipment 技術(shù)裝備
的預(yù)熱器結(jié)皮堵料。從上述企業(yè)危廢處置簡(jiǎn)介和危廢有
害成分檢測(cè)以及預(yù)熱器下料管采取預(yù)防措施前后結(jié)皮厚
度的對(duì)比情況分析總結(jié)，我們可以得出：
（1）危廢處置可以給企業(yè)帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益。在
國家政策以及環(huán)保壓力下，特別是在水泥行業(yè)形勢(shì)不好
的情況下，危廢處置的收益決定其必然成為水泥企業(yè)轉(zhuǎn)
型升級(jí)的發(fā)展趨勢(shì)之一。
（2）危廢處置帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，由于危廢較其
它原材料含有大量硫、氯離子、堿含量等有害成分，是加
重窯系統(tǒng)結(jié)皮的主要原因之一，影響窯系統(tǒng)的通風(fēng)和煅
燒，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量下降甚至停機(jī)停產(chǎn)，給企業(yè)
帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
（3）通過使用新型抗結(jié)皮澆注料以及空氣炮等助流
裝置，可以有效減少預(yù)熱器下料管結(jié)皮厚度，避免危廢
處置導(dǎo)致的預(yù)熱器堵料事故發(fā)生。
（4）危廢處置需作好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累和總結(jié)分析。比如
加強(qiáng)進(jìn)廠危廢有害成分檢測(cè)和驗(yàn)收，增加熱生料硫、氯檢測(cè)
頻次，關(guān)注巡檢過程中預(yù)熱器下料管溫度等基礎(chǔ)工作，也是
預(yù)防預(yù)熱器結(jié)皮、避免發(fā)生生產(chǎn)事故的有效措施之一。
參考文獻(xiàn)：
[1]蔣明麟，我國水泥工業(yè)“協(xié)同處置”廢棄物現(xiàn)狀及和未來發(fā)展的政
策建議[J].中國水泥，2012，（12）.
[2]陳應(yīng)強(qiáng)，馮華軍，等.硫、氯、堿金屬元素對(duì)工業(yè)固廢水泥資源化利用
的影響及控制技術(shù)[J].科技通報(bào)，2012，（7）.
耐高溫重型板式給料機(jī)主軸裝置設(shè)計(jì)
韓小秋1，張美艷2
（1.沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司，遼寧 沈陽 110168）
（2.沈陽東北電力調(diào)節(jié)技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽 110179）
0　前　言
本重型板式給料機(jī)為我公司為國內(nèi)某燒結(jié)廠 460m2
環(huán)保環(huán)冷機(jī)工程提供的一種配套設(shè)備，運(yùn)送物料為熱燒
結(jié)礦，小時(shí)處理量為880t，給料溫度為750℃～850℃。以
往重板產(chǎn)品通常工作于常溫狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)主軸與鏈輪、支承
輪間為脹套聯(lián)接。脹套聯(lián)接易于裝拆更換，定心性好，使
用維修方便。由于材料的熱脹冷縮作用，在高溫條件下會(huì)
使主軸與鏈輪間的縫隙過大，超出脹套的最大脹緊量，
使得脹套聯(lián)接失效。
1　問題分析
分析重板使用條件，運(yùn)送的燒結(jié)礦為750℃～850℃，
經(jīng)過運(yùn)輸段鼓風(fēng)機(jī)冷風(fēng)冷卻，到達(dá)主軸卸料部位時(shí)物料
溫度為400℃～500℃，故無法采用脹套聯(lián)接型式。經(jīng)分
析，運(yùn)送物料時(shí)主軸鏈輪所受軸向力可忽略，主要承受徑
向力。為保證承載較大徑向載荷時(shí)的可靠聯(lián)接，本主軸裝
置在驅(qū)動(dòng)主軸和鏈輪、支撐輪間采用了鍵聯(lián)接。鍵聯(lián)接可
用于高溫條件，聯(lián)接可靠，裝卸方便，加工成本低。通過
采用鍵聯(lián)接，本重型板式給料機(jī)可有效滿足運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的
高溫條件，保證主機(jī)使用性能。
2　方案技術(shù)原理及理論依據(jù)
受用戶使用現(xiàn)場(chǎng)高溫條件的限制，本設(shè)備主軸裝置
改變以往設(shè)計(jì)型式，將驅(qū)動(dòng)主軸與主動(dòng)鏈輪、支承輪間的
脹套聯(lián)接改為鍵聯(lián)接，可有效克服現(xiàn)場(chǎng)的高溫條件，確保
設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。
在采用鍵聯(lián)接型式時(shí)，為確保聯(lián)接可靠及鏈輪、支撐
輪的軸向固定，需對(duì)各件的受力情況進(jìn)行分析。經(jīng)分析計(jì)
中圖分類號(hào)：TH237　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B　　文章編號(hào)：1671－8321（2019）02－0099－02
摘　要：闡述板式給料機(jī)主軸鏈輪傳統(tǒng)脹套連接方式在高溫條件下應(yīng)用出現(xiàn)的問題，通過問題分析，設(shè)計(jì)
了一種耐高溫主軸裝置，通過實(shí)際應(yīng)用，達(dá)到了良好的效果。
關(guān)鍵詞：板式給料機(jī)；燒結(jié)；耐高溫；主軸裝置

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