CN111662022A - 一种以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法 - Google Patents

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Abstract

一种以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法，包括如下步骤：（1）制粉；（2）预热、混合、分解；（3）调节尾煤用量、氧化煅烧。本发明解决了石煤烧制水泥影响窑系统工况及现有干法水泥生产中不能够根据烧成熟料的实际情况、即时调整硅酸盐熟料的率值和矿物组成的问题。本发明方法可根据烧成熟料的实际状况，通过调整“石煤粉”、“生料粉”两大组分料粉的用量比例，即时调整硅酸盐熟料的率值和矿物组成，以优化煅烧工况和熟料质量。

Description

一种以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法
技术领域
本发明涉及硅酸盐水泥熟料生产技术领域，具体涉及一种以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法。
背景技术
石煤又称作石炭、银炭、砂炭、石板煤、麻煤等，是早元古代和早古生代 （约4亿至5亿年前）地质时期的菌藻类等低等生物遗体，在浅海、泻湖、海湾环境下经腐泥化作用和煤化作用转变而成的一种沉积的可燃有机岩。大多数石煤具有高灰(60%～80% )、高硫( 1.5%～5%)、低碳( 10%～25% )、低热值(600×4.18～2500×4.18 kJ /kg)和硬度大的特点，它是由有机质碳和无机矿物质组成的复合体，常呈黑色、灰色、褐色、棕色,具纤维状或颗粒状结构。大多具纤维状结构的石煤其含纤维量一般在30%～90%（为有机碳类30%～90%其中腐殖酸为10%～60%）、发热量在1200×4.18 ～4000×4.18 kJ /kg（最高热值干基可达5000×4.18 kJ /kg）、灰分10%～70%。有机碳类含量高的石煤中氮、磷、钾含量一般较多，其中含氮1%～3%、氧化钾0.1%～2%。少量石煤矿因地质原因含油、沥青质，其含油率可达2%～10%，沥青质高者可达12%。
石煤就其实质是一种高变质的腐泥煤或藻煤，也是一种含碳少、发热值低、低品位的多金属共生矿，石煤常伴生有较多的金属元素，含有或富集的有价金属元素除钒外，还有钼、镍、铀、氮、磷、钾、银、金、锌、铜、硒、硼等60多种元素。石煤的主要成分除有机碳外，其无机矿物质主要化学成分为氧化硅、氧化钙、氧化铁、氧化铝、氧化镁等，类似于高硅粘土类或砂岩类硅质原料。
石煤的传统分类，按灰分和发热量可分为一般石煤和优质石煤，一般石煤的灰分为40％～90％，发热量在16.7MJ/Kg以下；优质石煤的灰分为20％～40％，发热量为16.7～27.1MJ/Kg，少量优质石煤热值高达32.2MJ/Kg，也有高热值的石墨化的石煤矿，极难着火燃烧 ；含碳量较高的优质石煤一般呈黑色，具有半亮光泽，杂质少，相对密度为 1.7～2.2 之间；含碳量较少的石煤，一般呈偏灰色，暗淡无光，夹杂有较多的黄铁矿、石英脉和磷钙质结核，相对密度在 2.2～2.8 之间。常见的石煤为一般石煤，且大多数石煤的热值在800 ×4.18～2500×4.18KJ/Kg（3.35～10.45MJ/Kg）、灰份在60～80%、挥发份5～15%、硫含量在1.5～5%、碳含量在8～16%。尤以热值在1200×4.18KJ/Kg以下的石煤贮量最多。
石煤按矿物结构特征可分为块状石煤、粒状石煤、鳞片状石煤和粉状石煤。石煤按所含的主要无机矿物可分为硅质石煤、钙质石煤等。
作为劣质燃料，从石煤的燃烧特性来看，石煤的燃烧特性不同于其它动力用煤，因石煤成煤期大约在4～5亿年前，较烟煤（大约形成于1～2亿年前）、无烟煤（主要形成于2～3亿年前）的煤阶都要高，煤化程度相对更深，应属于高变质的劣质无烟煤类。从石煤的燃烧反应动力学的分析来看，石煤的性质比一般的无烟煤差了太多。
我国是世界上少数几个拥有丰富石煤资源的国家之一，石煤总储量预测约1500亿吨。主要分布在我国南秦岭区的川北、陕南、鄂西北、及豫西南和江南隆起周围的湖南、湖北、安徽、江西、浙江、广西、贵州等20余个省份，尤其是湖南的石煤资源优势明显，湖南的怀化、益阳、常德和湘西自治州等市（州）均有数十上百亿吨级的大型石煤矿脉。
在石煤资源的利用方面，我国利用石煤替代燃煤烧石灰、烧砖的历史久远。在国家政策的导引下，几十年来，我国几乎所有的科研院所都有过石煤资源的综合开发利用课题或成果，现有的石煤资源开发利用技术大致可概括为：
1、石煤作为燃料利用：曾经石煤作为劣质燃料广泛用于土窑/机械窑烧石灰、烧砖，用作沸腾炉/流化床炉的劣质燃料燃烧供热、发电。后因石煤的燃烧效率低、且废气中SO2等污染物排放量大环保达标排放难以处理，现大都已废止。
2、焙烧提钒及其他元素：将石煤加氯盐等焙烧后的石煤渣用于提取五氧化二钒及钼、镍等其他金属元素。
3、作助滤材料、农肥：选择石煤焙烧，焙烧后的石煤渣用做助滤剂，或配制多元肥料。
4、制建筑材料：以鼓风引煤露天堆烧或机械窑焙烧活化石煤，焙烧后的石煤渣用作水泥生产的掺合材，或磨粉作为碳化砖、无熟料/少熟料水泥的原料。
5、用于烧制水泥：石煤用于烧制水泥的技术探索实践，伴随着我国水泥生产技术从土立窑至机械化立窑、再到湿法旋窑、干法预热窑、至现在的干法水泥（预分解窑）生产线的整个发展历程，水泥行业广大的技术工作者和科研院所的研发者一代又一代人付出了艰辛的努力，取得了不俗的成绩，为水泥企业降本增效作出了巨大贡献。当前，石煤用于干法水泥生产线烧制水泥的技术大致包括如下两大类：
第一类是以石煤代替部分原煤制成混合燃料，用作头煤燃料、或头尾煤燃料、或仅作为尾煤燃料在新型干法水泥分解炉中的应用技术。大量的实践证明，现有的石煤代替部分原煤的技术的应用条件让水泥厂颇为头疼，条件之一是原煤必须是内水小、低硫、燃烧性能好的优质烟煤（价高、难保证），之二是石煤的硫含量必须低、且热值要尽可能高、还必须均化至石煤质量稳定（难办），之三是必须磨得很细（耗能），之四是影响熟料率值成分没办法及时调整。且石煤直接用于替代头煤时无论多少对窑头一把火都有影响，超过5%以上可影响到窑况的稳定，石煤直接用于替代尾煤，对分解炉的无烟燃烧影响大，即便是分解炉用优质烟煤，当石煤粉的用量接近尾煤总量的约30%时（不是燃煤替代量），分解炉内燃烧状况可迅速恶化，严重影响到窑系统的稳定。此外，废气中SO2污染物浓度上升。
第二类是以石煤代替硅质原料在新型干法水泥分解炉中的应用技术。石煤因其含有机碳、硫化物等对于干性水泥生产线来说，当前技术下的废气脱硫必须建立高代价的湿法脱硫装置才可勉强达标排放，且预热器窑系统的结皮粘堵问题难以处理。
目前，仅能以焙烧石煤渣或选用极低热值且低硫的石煤少比例的用于代替硅质原料，且需注意及时处理结皮问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种降低水泥生产的燃煤消耗和粘土页岩类硅质原料消耗的以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法，包括如下步骤：
（1）制粉：在石煤中加入改性助烧剂，混合粉磨，对石煤进行改性，制成石煤粉；将钙质原料与硅质原料、硅质校正料、铝质校正料、铁质校正料配料，混合粉磨制成生料粉；
（2）预热、混合、分解：将步骤（1）所得的石煤粉和生料粉按质量比为3～20: 97～80的比例，分别连续喂入干法水泥熟料生产线的预热器系统进行预热、混合，送入分解炉内分解，再送入干法水泥熟料生产线的回转窑内；
（3）调节尾煤用量、氧化煅烧：将步骤（2）送入回转窑的物料采用强化窑头一把火，窑内氧化性气氛煅烧成硅酸盐熟料；依分解炉出口温度及时波动状态，并视石煤粉的实际热值高低或用量比例调整波动的情况，动态加减尾煤用量。
本发明石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法，直接解决了石煤颗粒中的有机碳类、硫化物可燃物及碱硫等在多级预热器的C1、C2、C3、C4级预热器内逐步升温挥发/还原分解和逐渐加重生料的还原性、还原性物料进而加重分解炉内还原气氛并连锁性加剧C5级预热器、窑尾烟室、缩口乃至回转窑内的还原结皮、粘堵，进而严重影响干法水泥生产的窑况和能耗及产质量的问题（还原反应吸热，结皮粘堵及其处理均增加热耗），同时化解了石煤应用导致的碳氢挥发物和二氧化硫污染大幅增加防治困难的问题，并解决了选用较高热值的石煤和燃煤混合作为头煤和/或尾煤的混合燃料严重影响燃烧性能、进而导致结皮影响窑系统工况的问题，也解决了选用较高热值的超细粉磨的石煤粉替代部分尾煤直接加入分解炉内导致分解炉内燃料的燃烧状况恶化、产生结皮、烟气中SO2污染物浓度大幅增加且影响窑况和环保达标的问题。
进一步，步骤（1）中，所述的石煤为各类低位热值在200×4.18KJ/Kg～2500×4.18KJ/Kg的石煤，包括但不限于块状石煤、粒状石煤、鳞片状石煤和粉状石煤中一种或两种以上的混合物。
进一步，步骤（1）中，依石煤、硅质校正料、铝质校正料、铁质校正料、硅铝质原料、钙质原料的实际情况，三率值在石灰饱和系数KH =0.86～0.98、硅酸率SM=2.2～3.2、铝氧率IM＝1.3～1.9的范围选择适宜的区间率值控制。其中：
KH＝(CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3-0.7SO3)/2.8SiO2，
SM＝SiO2/(Al2O3+Fe2O3)
IM＝Al2O3/Fe2O3。
进一步，步骤（1）中，所述改性助烧剂为氧化剂与硅胶、铝胶中的一种或两种以上的混合物；改性助烧剂的加入是为抑制石煤中的有机碳类对包括石煤粉在内的生料粉中的铁氧化物和硫化物等的还原效应、吸收固化石煤受热分解挥发出的碱硫、并促进石煤在分解炉无烟悬浮燃烧中迅速燃尽，改性助烧剂主要为强氧化剂高铁酸盐等和/或硅胶和/或铝胶等的混合物，可以液剂或粉剂加入。
进一步，步骤（1）中，所述石煤粉的细度为80μm筛余≤18％。
进一步，步骤（1）中，所述生料粉的细度为80μm筛余≤27％。
进一步，步骤（2）中，当干法水泥熟料生产线预热器系统为五级旋风预热器时，将步骤（1）所得的石煤粉经计量连续喂入干法水泥生产线五级预热器系统的C5旋风预热器的上行风管中；生料粉经连续计量从C2旋风预热器的上行风管喂入，随风拉入C1旋风预热器后卸入C3旋风预热器的上行风管中拉入C2旋风预热器，再从C2旋风预热器卸入C4旋风预热器的上行风管中随风拉入C3旋风预热器，然后卸入C5旋风预热器的上行风管中；喂入C5旋风预热器的上行风管中的石煤粉与自C3旋风预热器锥部镏管卸下来的生料粉连续混合随拉风进入C4旋风预热器中；石煤粉经C5旋风预热器的上行风管、C4旋风预热器与生料粉混合形成混合生料粉；预热后的混合生料粉经C4旋风预热器的锥部馏管送入分解炉内，预热的混合生料粉中的石煤粉颗粒所含的有机碳类可燃物于分解炉内无烟悬浮燃烧中燃尽，热能供给混合生料粉中碳酸钙的分解，石煤粉颗粒的无机矿物热分解为活性氧化物全部成为生料成分的组分；分解炉内预分解的混合生料粉随拉风进入C5旋风预热器，经C5旋风预热器锥部镏管进入窑尾烟室送入回转窑内。
所述的石煤粉经C5旋风预热器的上行风管、C4旋风预热器与热生料粉、热气流快速的混合预热后既卸入分解炉内（耗时约8秒）随拉风悬浮，即石煤粉在缺氧的C5旋风预热器的上行风管、C4旋风预热器中的粉料环境中从常温冷态快速升温至680 ℃～780℃，快速越过了石煤粉颗粒中有机碳类的挥发、裂解温度（350 ℃～600 ℃）段；快速的升温仅来得及脱除石煤中阻碍升温和着火燃烧的内水和化合水，就达到了石煤颗粒中有机碳类、硫化物等可燃物的快速氧化燃烧温度范围（680 ℃～800 ℃）；随拉风悬浮于直筒式分解炉内的快速预热（脱水膨化）的石煤粉颗粒的燃烧性能大大优于冷态进入分解炉内的无烟煤粉或半烟煤粉或含内水的烟煤（各类冷态煤粉需要先经过升温、恒温脱水段脱除内水和化合水、再升温的时间段然后才能挥发、裂解、氧化燃烧），加之改性助烧剂对石煤粉颗粒的改性助烧作用，石煤中的有机碳类及硫化物等可燃物在分解炉内以无烟悬浮燃烧方式可以快速燃尽，放出的热量直接供给碳酸钙的分解，从而达到有效的替代尾煤燃料的效果。
石煤中的硅铝酸盐矿物于分解炉内全部分解为活性氧化物（石煤中的硅铝酸盐矿物分解温度一般在580～820 ℃，其在C4旋风预热器中没有足够的分解时间）。石煤中的硫化物（硫铁矿等）在分解炉内氧化分解为SO2/SO3、Fe2O3等（在C4旋风预热器内没有足够的分解时间），在分解炉内非还原性气氛下SO2/SO3与新生的高活性CaO化合生成硫酸钙而固定。分解炉内预分解的石煤混合生料粉随拉风进入C5旋风预热器，经C5旋风预热器锥部镏管进入烟室送入回转窑内，石煤成为干法水泥生产硅酸盐熟料的硅质原料。
进一步，步骤（2）中，当干法水泥熟料生产线预热器系统为六级旋风预热器时，将步骤（1）所得的石煤粉经计量连续喂入干法水泥生产线六级预热器系统的C6旋风预热器的上行风管中；生料粉经连续计量从C2旋风预热器的上行风管喂入，随风拉入C1旋风预热器后卸入C3旋风预热器的上行风管中拉入C2旋风预热器，再从C2旋风预热器卸入C4旋风预热器的上行风管中随风拉入C3旋风预热器，然后卸入C5旋风预热器的上行风管中随风拉入C4旋风预热器，再从C4旋风预热器卸入C6旋风预热器的上行风管中随风拉风C5旋风预热器；喂入C6旋风预热器的上行风管中的石煤粉与自C4旋风预热器锥部镏管下来的生料粉连续混合后，随风进入C5旋风预热器中；石煤粉经C6旋风预热器的上行风管、C5旋风预热器与生料粉混合形成混合生料粉，预热后的混合生料粉经C5旋风预热器的锥部馏管送入分解炉内；预热的混合生料粉中的石煤粉颗粒中所含的有机碳类、硫化物等可燃物于分解炉内无烟悬浮燃烧中燃尽，热能供给混合生料粉中碳酸钙的分解；石煤粉颗粒中的无机矿物热分解为活性氧化物全部成为生料成分的组分；分解炉内预分解的混合生料粉随拉风进入C6旋风预热器，经C6旋风预热器锥部镏管进入烟室送入回转窑内。
进一步，步骤（3）中，所述氧化性气氛煅烧的温度为1400℃～1500 ℃，优选1450℃；所述分解炉出口温度即时波动范围为860℃～890℃，优选875℃±10℃。
本发明具有如下有益效果：1）可以各类石煤有效替代我国拥有庞大产能、且广为分布的干法水泥生产所需的几乎全部粘土类硅质原料和约60%的燃煤（尾煤用量一般占全部燃料的60～70%）。可为水泥企业节省大量的燃煤、大幅减轻粘土类硅铝质原料的消耗；2）针对成熟的干法水泥生产线工艺装备特点、和硅酸盐熟料烧成的实质及硅酸盐胶凝材料的物理力学性能形成特征，依“水泥生产窑炉是一套高温热化学反应窑炉系统”，在保证熟料烧成质量和窑系统工况的前提下，可满足控制反应物料成分的较大区间波动范围，突破了非常成熟且已固化的生料制备理念，突破了三率值稳定控制的基本理念，采用以生料的主体稳定、容纳石煤成分波动或用量比例调整造成的区间范围波动方法，开创了“两大组分制备料粉”、“三率值区间波动控制法”，利于引导水泥生产技术创新发展；3）解决了现有干法水泥生产中不能够根据窑系统烧成熟料的实际情况、即时调整硅酸盐熟料的率值和矿物组成的问题。本发明方法可根据烧成熟料的实际状况，通过调整“石煤粉”、“生料粉”两大组分料粉的用量比例，即时调整硅酸盐熟料的率值和矿物组成，以优化煅烧工况和熟料质量；4）针对石煤的特性、及干法水泥生产线工艺装备特点，本发明简单而直接地解决了石煤中的有机碳类、硫化物等可燃物及碱硫等在多级预热器内逐步挥发/还原分解和逐渐加重生料的还原性、还原性物料进而加重分解炉内还原气氛并连锁性加剧C5级预热器、窑尾烟室、缩口乃至回转窑内的还原结皮、粘堵，进而严重影响干法水泥生产的窑况和能耗及产质量的问题（还原反应吸热、结皮粘堵及其处理均增加热耗），同时化解了石煤应用导致的碳氢挥发物和二氧化硫污染防治困难的问题。本发明对石煤改性处理、快速预热至燃点（且脱除阻碍燃烧的石煤内水和化合水）入分解炉的方法，使石煤有效的转化为一种可以清洁燃烧的替代性燃料和硅质原料，为水泥企业利用含可燃物/含硫固体废料提供了一种全新的方法，利于水泥企业的节能减排、降本增效。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例所使用的化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
各实施例使用的改性助烧剂为湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司生产的(Zc-R1液态助烧剂，主要成分为氧化剂高铁酸盐溶液和液态硅胶、液态铝胶的液态混合物。
实施例1
在某Φ4×60m带五级旋风预热器预分解窑干法水泥生产线上进行，其正常生产的生料配料原料为：钙质原料石灰石、硅质原料页岩、硅质校正料硅砂、铝质校正料矾土、铁质校正料硫酸渣，燃煤采用挥发份26～32%、热值5400～5800Kcal/kg的烟煤，熟料率值控制在石灰饱和系数KH =0.90±0.02、硅酸率SM=2.6±0.1、铝氧率IM＝1.45±0.1。生产中，煅烧用煤的头尾煤比例约为头煤0.4:尾煤0.6，窑尾烟室、缩口、窑内结皮、长圈，窑况稳定性较差，熟料中夹杂约10%的粽黄色还原料。正常窑况熟料产量平均为2637t/d，熟料实际标准煤耗113.7kg/t，熟料立升重波动在1160～1330g/L，f-CaO 波动在0.5～1.5%，熟料液相量波动在23.6～26.8%，熟料强度波动在3d 抗压强度 24.7～33.2MPa 、28d抗压强度52.8～57.4MPa，标准稠度需水量波动在22.5～27.5%，凝结时间波动在初凝104～137min、终凝139～168min。
试验用石煤选用当地某石煤矿山破碎均化的石煤，进厂石煤取样分析：石煤的工业分析值（w）：灰份（Aad）74.64%、挥发份（Vad）9.05%、水份（Mad）1.63%、固定碳（FCad）11.42%、热值（Qnet.ad）1253×4.18 kJ/kg。石煤主要化学成分（w）为SiO2 64.13%、A12O36.87%、Fe2O3 5.75%、CaO 1.35%、MgO 3.15%、K2O 1.64%、Na2O 0.36%、SO3 3.16 %、V2O50.37%、P2O5 0.00%、TiO2 0.00%、Loss12.71%。
经与水泥厂磋商拟定以石煤替代干法水泥生产的全部硅质原料（原硅质原料页岩约占13%）和部分尾煤燃料，石煤与其他生料配料原料分离制备为石煤粉和生料粉两大组分料粉，三率值拟定为KH =0.88～0.94、SM=2.35～2.75、IM＝1.3～1.6的区间率值范围。
拟定以石煤替代部分尾煤和硅质原料页岩，按如下步骤实施石煤替代部分尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料：
（1）制粉：在均化的石煤中加入相当于石煤质量0.6%的改性助烧剂，混合粉磨改性，制成细度为80um筛余10％的石煤粉；将钙质原料石灰石与硅质校正料硅砂、铝质校正料矾土、铁质校正料硫酸渣配料混合粉磨制成细度为80um筛余17％的生料粉；
（2）预热、混合、分解：将步骤（1）所得的石煤粉和生料粉按质量比为12.9～14.3: 87.1～85.7的比例调整，分别连续喂入干法水泥生产线五级预热器系统的C5旋风预热器的上行风管中；生料粉经连续计量从C2旋风预热器的上行风管喂入，随风拉入C1旋风预热器后卸入C3旋风预热器的上行风管中拉入C2旋风预热器，再从C2旋风预热器卸入C4旋风预热器的上行风管中随风拉入C3旋风预热器，然后卸入C5旋风预热器的上行风管中；喂入C5旋风预热器的上行风管中的石煤粉与C3旋风预热器锥部镏管卸下来的生料粉连续混合随拉风进入C4旋风预热器中；石煤粉经C5旋风预热器的上行风管、C4旋风预热器与生料粉混合形成混合生料粉；预热后的混合生料粉经C4旋风预热器的锥部馏管送入分解炉内，预热的混合生料粉中的石煤粉颗粒所含的有机碳类可燃物于分解炉内无烟悬浮燃烧中燃尽，热能供给混合生料粉中碳酸钙的分解，石煤粉颗粒的无机矿物热分解为活性氧化物全部成为生料成分的组分；分解炉内预分解的混合生料粉随拉风进入C5旋风预热器，经C5旋风预热器锥部镏管进入窑尾烟室送入回转窑内；
（3）即时调节尾煤用量、氧化煅烧：将步骤（2）送入回转窑的物料采用强化窑头一把火，窑内氧化性气氛煅烧成硅酸盐熟料（熟料烧成温度1450 ℃），依分解炉出口温度即时波动范围860℃～880℃，视石煤粉实际热值高低波动及配比调整的情况，动态加减尾煤用量；石煤粉热值高或比例提高其炉温上升时及时减少尾煤喂入量、以防止燃煤过量；石煤粉热值低或比例降低炉温下降时及时增加尾煤喂入量。
为追综熟料质量波动状况，每2小时取一轮熟料样。
试验连续运行72小时，预热器、窑尾烟室、缩口及窑内未见明显结皮粘堵现象，窑头清亮基本无飞砂、熟料结粒性好，未见还原料，熟料立升重波动在1280～1394g/L，f-CaO波动在0.3～1.0%，窑系统运行工况正常。窑尾废气排放未见任何负面影响，环保在线烟气监测显示SO2排放值略有下降、脱硝氨水消耗量相当。
煅烧用煤的头煤用量相当，尾煤用量降幅较大，3天吨熟料平均标准煤耗降至80.3kg/t，吨熟料标煤耗降低33.4 kg/t。
3天熟料产量平均为2789 t/d，提高152 t/d。
3天熟料样分析实际率值波动区间为石灰饱和系数KH =0.894～0.931、硅酸率SM=2.43～2.65、铝氧率IM＝1.34～1.56；熟料液相量在24.1～27.3%，熟料强度波动在3d 抗压强度 27.5～34.8MPa 、28d抗压强度56.4～62.7MPa，标准稠度需水量波动在22.2～26.0%，凝结时间波动在初凝101～126min、终凝136～159min，熟料的各项物理力学性能指标均有所提高。
本次生产试验显示，本发明利用石煤均化改性后替代全部硅质原料和部分尾煤的方法是可行的，既可节省大量的尾煤，又可节省大量的页岩类硅质原料，且能有效解决因石煤特性导致的结皮粘堵影响窑系统工况及硫排放大幅增加的问题，并能提高熟料质量及其物理力学性能，对烟气排放无负面影响。
实施例2
本实施例在某Φ4.3×64.5m带五级旋风预热器预分解窑干法水泥生产线上进行，其正常生产的生料配料原料为：钙质原料石灰石、硅质原料废粘土、硅质校正料砂岩、铝质校正料矾土、铁质校正料铁粉，燃煤采用挥发份22～26%、热值5200～5600Kcal/kg的烟煤，熟料率值控制在石灰饱和系数KH =0.91±0.02、硅酸率SM=2.45±0.1、铝氧率IM＝1.45±0.1。生产中，煅烧用煤的头尾煤比例约为头煤0.37:尾煤0.63，窑尾烟室、缩口、窑内中度结皮、长圈，窑况较稳定，熟料中夹杂少量粽黄色还原料。正常窑况熟料产量平均为3275t/d，熟料实际标准煤耗112.4kg/t，熟料立升重波动在1160～1330g/L，f-CaO 波动在0.7～1.5%，熟料液相量波动在24.5～28%，熟料强度波动在3d 抗压强度 24.7～32.7MPa 、28d抗压强度52.4～58.8MPa，标准稠度需水量波动在22.5～27.5%，凝结时间波动在初凝94～137min、终凝125～171min。
本实施例所用石煤选用当地某石煤矿点的块状石煤，按取样规程取石煤样36个，经水泥厂化验室分析：石煤工业分析值（w）波动在：灰份（Aad）81.7～90.6%、挥发份（Vad）6.7～9.3%、水份（Mad）0.9～3.1%、固定碳（FCad）4.9～11.7%、St.ad 1.56～3.86%、热值（Qnet.ad）765 ×4.18～1308 ×4.18 kJ/kg。石煤主要化学成分（w）波动范围为SiO261.75～68.64%、A12O3 9.32～12.38%、Fe2O3 3.1～4.3%、CaO 0.74～2.11%、MgO 1.31～1.75%、K2O 0.73～1.64%、Na2O 0.31～0.84%、SO3 1.67～4.03%、V2O5 0.48～0.67%、P2O50.00～0.16%、TiO2 0.00～0.57%、Loss 10.86～15.93%。
本实施例所用改性助烧剂由湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司提供(Zc-R2号液剂），主要成分为氧化剂高铁酸盐溶液和液态硅胶的液态混合物。
经与水泥厂磋商拟定以石煤替代干法水泥生产的全部硅质原料（原硅质原料废粘土约占12.6%）和部分尾煤燃料，石煤与其他生料配料原料分离制备为石煤粉和生料粉两大组分料粉，三率值拟定为KH =0.88～0.94、SM=2.30～2.60、IM＝1.3～1.6的区间率值范围。
本实施例拟定以石煤替代部分尾煤和硅质原料—废粘土，按如下步骤实施石煤替代部分尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料：
（1）制粉：石煤经破碎均化后，加入相当于石煤质量0.3%的改性助烧剂，混合粉磨改性，制成细度为80um筛余12％的石煤粉；将钙质原料石灰石与硅质校正料砂岩、铝质校正料矾土、铁质校正料铁粉配料混合粉磨制成细度为80um筛余16％的生料粉；
（2）预热、混合、分解：将步骤（1）所得的石煤粉和生料粉按质量比为12.7～13.8: 87.3～86.2的比例调整，分别连续喂入干法水泥生产线五级预热器系统的C5旋风预热器的上行风管中；生料粉经连续计量从C2旋风预热器的上行风管喂入，随风拉入C1旋风预热器后卸入C3旋风预热器的上行风管中拉入C2旋风预热器，再从C2旋风预热器卸入C4旋风预热器的上行风管中随风拉入C3旋风预热器，然后卸入C5旋风预热器的上行风管中；喂入C5旋风预热器的上行风管中的石煤粉与C3旋风预热器锥部镏管卸下来的生料粉连续混合随拉风进入C4旋风预热器中；石煤粉经C5旋风预热器的上行风管、C4旋风预热器与生料粉混合形成混合生料粉；预热后的混合生料粉经C4旋风预热器的锥部馏管送入分解炉内，预热的混合生料粉中的石煤粉颗粒所含的有机碳类可燃物于分解炉内无烟悬浮燃烧中燃尽，热能供给混合生料粉中碳酸钙的分解，石煤粉颗粒的无机矿物热分解为活性氧化物全部成为生料成分的组分；分解炉内预分解的混合生料粉随拉风进入C5旋风预热器，经C5旋风预热器锥部镏管进入窑尾烟室送入回转窑内；
（3）调节尾煤用量、氧化煅烧：将步骤（2）送入回转窑的物料采用烧强烧好窑头一把火，调整用风控制回转窑内氧化性气氛煅烧（熟料烧成温度1450 ℃），以稳定硅酸盐熟料的烧成质量。并依分解炉出口温度即时波动范围865℃～885℃，视石煤粉实际热值高低波动及配比调整的情况，动态加减尾煤用量。石煤粉热值高或比例提高其炉温上升时及时减少尾煤喂入量、以防止燃煤过量；石煤粉热值低或比例降低炉温下降时及时增加尾煤喂入量。
为追综熟料质量波动状况，每2小时取一轮熟料样。
试验连续运行72小时，预热器、窑尾烟室、缩口及窑内未见明显结皮粘堵现象，窑头清亮基本无飞砂、熟料结粒性好，未见还原料，熟料立升重波动在1276～1387g/L，f-CaO波动在0.3～0.9%，窑系统运行工况正常。窑尾废气排放未见任何负面影响，环保在线烟气监测显示SO2排放值略有下降、脱硝氨水消耗量相当。
煅烧用煤的头煤用量略有提升，尾煤用量降幅较大，3天吨熟料平均标准煤耗降至81.7 kg/t，吨熟料标煤耗降低30.7 kg/t。
3天熟料产量平均为3569t/d，提高294 t/d。
3天熟料样分析实际率值波动区间为石灰饱和系数KH =0.896～0.928、硅酸率SM=2.32～2.53、铝氧率IM＝1.35～1.56；熟料液相量在24.3～27.2%，熟料强度波动在3d 抗压强度 27.8～34.3MPa 、28d抗压强度56.4～61.8MPa，标准稠度需水量波动在22.8～26.5%，凝结时间波动在初凝95～126min、终凝124～154min，熟料的各项物理力学性能指标均有所提高。
本次生产试验显示，本发明利用石煤均化改性后替代全部硅质原料和部分尾煤的方法是可行的，既可节省大量的尾煤，又可节省大量的粘土类硅质原料，且能有效解决因石煤特性导致的结皮粘堵影响窑系统工况及硫排放大幅增加的问题，并能提高熟料质量及其物理力学性能，对烟气排放无负面影响。
实施例3
本实施例在某Φ4.8×72m带五级旋风预热器预分解窑干法水泥生产线上进行，其正常生产的生料配料原料为：钙质原料石灰石、硅质原料废粘土、硅质校正料砂岩、铝质校正料矾土、铁质校正料铁粉，燃煤采用挥发份28～35%、热值5400～5800Kcal/kg的烟煤，熟料率值控制在石灰饱和系数KH =0.90±0.02、硅酸率SM=2.5±0.1、铝氧率IM＝1.5±0.1。生产中，煅烧用煤的头尾煤比例约为头煤0.37:尾煤0.63，窑尾烟室、缩口、窑内轻度结皮、长圈，窑况稳定，熟料中夹杂少量粽黄色还原料。正常窑况熟料产量平均为5795t/d，熟料实际标准煤耗106.7kg/t，熟料立升重波动在1210～1380g/L，f-CaO 波动在0.5～1.0%，熟料液相量波动在24.5～27.5%，熟料强度波动在3d 抗压强度 26.2～33.1MPa 、28d抗压强度53.8～60.6MPa，标准稠度需水量波动在22.5～27.5%，凝结时间波动在初凝94～136min、终凝125～171min。
本实施例所用石煤选用当地某石煤矿点的块状石煤，按取样规程取石煤样50个，经水泥厂化验室分析：石煤工业分析值（w）波动在：灰份（Aad）73.7～87.4%、挥发份（Vad）6.1～8.9%、水份（Mad）0.9～2.9%、固定碳（FCad）6.4～13.7%、热值（Qnet.ad）654 ×4.18～1385 ×4.18 kJ/kg。石煤主要化学成分（w）波动范围为SiO2 63.74～73.78%、A12O3 8.71～12.34%、Fe203 3.1～8.9%、CaO 0.74～3.86%、MgO 1.31～3.21%、K2O 0.45～1.87%、Na2O0.72～2.34%、SO3 2.36～4.57%、V2O5 0.42～0.67%、P2O5 0.00～0.13%、TiO2 0.00～0.54%、Loss 9.41～16.71%。
本实施例所用石煤改性助烧剂由湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司提供(Zc-R1号液剂），主要成分为氧化剂高铁酸盐溶液和液态铝胶的液态混合物。
经与水泥厂磋商拟定以石煤替代干法水泥生产的全部硅质原料（原硅质原料废土约占11.9%）和部分尾煤燃料，石煤与其他生料配料原料分离制备为石煤粉和生料粉两大组分料粉，三率值拟定为KH =0.88～0.94、SM=2.40～2.70、IM＝1.35～1.65的区间率值范围。
本实施例拟定以石煤替代部分尾煤和硅质原料—废土，按如下步骤实施石煤替代部分尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料：
（1）制粉：石煤经破碎均化后，加入相当于石煤质量1.0%的改性助烧剂，混合粉磨改性，制成细度为80um筛余14％的石煤粉；将钙质原料石灰石与硅质校正料砂岩、铝质校正料矾土、铁质校正料铁粉配料混合粉磨制成细度为80um筛余18％的生料粉；
（2）预热、混合、分解：将步骤（1）所得的石煤粉和生料粉按质量比为12.0～13.8: 88.0～86.2的比例调整，分别连续喂入干法水泥生产线五级预热器系统的C5旋风预热器的上行风管中；生料粉经连续计量从C2旋风预热器的上行风管喂入，随风拉入C1旋风预热器后卸入C3旋风预热器的上行风管中拉入C2旋风预热器，再从C2旋风预热器卸入C4旋风预热器的上行风管中随风拉入C3旋风预热器，然后卸入C5旋风预热器的上行风管中；喂入C5旋风预热器的上行风管中的石煤粉与C3旋风预热器锥部镏管卸下来的生料粉连续混合随拉风进入C4旋风预热器中；石煤粉经C5旋风预热器的上行风管、C4旋风预热器与生料粉混合形成混合生料粉；预热后的混合生料粉经C4旋风预热器的锥部馏管送入分解炉内，预热的混合生料粉中的石煤粉颗粒所含的有机碳类可燃物于分解炉内无烟悬浮燃烧中燃尽，热能供给混合生料粉中碳酸钙的分解，石煤粉颗粒的无机矿物热分解为活性氧化物全部成为生料成分的组分；分解炉内预分解的混合生料粉随拉风进入C5旋风预热器，经C5旋风预热器锥部镏管进入窑尾烟室送入回转窑内；
（3）调节尾煤用量、氧化煅烧：将步骤（2）送入回转窑的物料采用烧强烧好窑头一把火，调整用风控制回转窑内氧化性气氛煅烧（熟料烧成温度1450 ℃），以稳定硅酸盐熟料的烧成质量。并依分解炉出口温度即时波动范围865℃～885℃，视石煤粉实际热值高低波动及配比调整的情况，动态加减尾煤用量。石煤粉热值高或比例提高其炉温上升时及时减少尾煤喂入量、以防止燃煤过量；石煤粉热值低或比例降低炉温下降时及时增加尾煤喂入量。
为追综熟料质量波动状况，每2小时取一轮熟料样。
试验连续运行72小时，预热器、窑尾烟室、缩口及窑内未见明显结皮粘堵现象，窑头清亮基本无飞砂、熟料结粒性好，未见还原料，熟料立升重波动在1281～1387g/L，f-CaO波动在0.3～0.9%，窑系统运行工况正常。窑尾废气排放未见任何负面影响，环保在线烟气监测显示SO2排放值略有下降、脱硝氨水消耗量相当。
煅烧用煤的头煤用量略有增加，尾煤用量降幅较大，3天吨熟料平均标准煤耗降至74.9 kg/t，吨熟料标煤耗降低31.8 kg/t。
3天熟料产量平均为5985t/d，提高190 t/d。
3天熟料样分析实际率值区间波动范围为石灰饱和系数KH=0.894～0.929、硅酸率SM=2.42～2.64、铝氧率IM＝1.40～1.59；熟料液相量在23.6～27.2%，熟料强度波动在3d抗压强度 29.4～36.6MPa、28d抗压强度58.7～70.2MPa，标准稠度需水量波动在21.8～26.7%，凝结时间波动在初凝107～136min、终凝136～173min，熟料的各项物理力学性能指标均有所提高。
本次生产试验显示，本发明利用石煤均化改性后替代全部硅质原料和部分尾煤的方法是可行的，既可节省大量的尾煤，又可节省大量的粘土类硅质原料，且能有效解决因石煤特性导致的结皮粘堵影响窑系统工况及硫排放大幅增加的问题，并能提高熟料质量及其物理力学性能，对烟气排放无负面影响。
实施例4
本实施例在某Φ4.2×62m带五级旋风预热器预分解窑干法水泥生产线上进行，其正常生产的生料配料原料为：钙质原料石灰石、硅质原料页岩、硅质校正料硅砂、铝质校正料矾土、铁质校正料硫酸渣，燃煤采用挥发份22～25%、热值5300～5500Kcal/kg的烟煤，熟料率值控制在石灰饱和系数KH =0.90±0.02、硅酸率SM=2.4±0.1、铝氧率IM＝1.5±0.1。生产中，煅烧用煤的头尾煤比例约为头煤0.36:尾煤0.64，窑尾烟室、缩口、窑内结皮、长圈，窑况稳定性偏差，熟料中夹杂约6%的粽黄色还原料。正常窑况熟料产量平均为3155t/d，熟料实际标准煤耗114.6kg/t，熟料立升重波动在1180～1330g/L，f-CaO 波动在0.5～1.5%，熟料液相量波动在24.5～28%，熟料强度波动在3d 抗压强度 24.7～32.7MPa、28d抗压强度52.8～57.4MPa，标准稠度需水量波动在23.5～28%，凝结时间波动在初凝85～137min、终凝124～168min。
本实施例所用石煤选用当地某石煤矿山破碎均化的石煤，进厂石煤水泥厂化验室分析值为：石煤的工业分析值（w）：灰份（Aad）76.43%、挥发份（Vad）8.65%、水份（Mad）1.57%、固定碳（FCad）13.45%、热值（Qnet.ad）1312×4.18 kJ/kg。石煤主要化学成分（w）为SiO263.20%、A12O3 7.80%、Fe203 6.05%、CaO 1.01%、MgO 3.19%、K2O 1.64%、Na2O 0.36%、SO33.16 %、V2O5 0.43%、P2O5 0.00%、TiO2 0.00%、Loss 11.97%。
本实施例所用石煤改性助烧剂由湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司提供(Zc-R2号粉剂），主要成分为氧化剂高铁酸盐和硅胶的粉剂。
经与水泥厂磋商拟定以石煤替代干法水泥生产的全部硅质原料（原硅质原料页岩约占11.7%）和部分尾煤燃料，石煤与其他生料配料原料分离制备为石煤粉和生料粉两大组分料粉，三率值拟定为KH =0.88～0.94、SM=2.40～2.70、IM＝1.35～1.65的区间率值范围。
本实施例拟定以石煤替代部分尾煤和硅质原料页岩，按如下步骤实施石煤替代部分尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料：
（1）制粉：在均化的石煤中，加入相当于石煤质量1.5%的改性助烧剂，混合粉磨改性，制成细度为80um筛余13％的石煤粉；将钙质原料石灰石与硅质校正料硅石、铝质校正料矾土、铁质校正料硫酸渣配料混合粉磨制成细度为80um筛余20％的生料粉；
（2）预热、混合、分解：将步骤（1）所得的石煤粉和生料粉按质量比为12.3: 87.7的比例，分别连续喂入干法水泥生产线五级预热器系统的C5旋风预热器的上行风管中；生料粉经连续计量从C2旋风预热器的上行风管喂入，随风拉入C1旋风预热器后卸入C3旋风预热器的上行风管中拉入C2旋风预热器，再从C2旋风预热器卸入C4旋风预热器的上行风管中随风拉入C3旋风预热器，然后卸入C5旋风预热器的上行风管中；喂入C5旋风预热器的上行风管中的石煤粉与C3旋风预热器锥部镏管卸下来的生料粉连续混合随拉风进入C4旋风预热器中；石煤粉经C5旋风预热器的上行风管、C4旋风预热器与生料粉混合形成混合生料粉；预热后的混合生料粉经C4旋风预热器的锥部馏管送入分解炉内，预热的混合生料粉中的石煤粉颗粒所含的有机碳类可燃物于分解炉内无烟悬浮燃烧中燃尽，热能供给混合生料粉中碳酸钙的分解，石煤粉颗粒的无机矿物热分解为活性氧化物全部成为生料成分的组分；分解炉内预分解的混合生料粉随拉风进入C5旋风预热器，经C5旋风预热器锥部镏管进入窑尾烟室送入回转窑内；
（3）调节尾煤用量、氧化煅烧：将步骤（2）送入回转窑的物料采用烧强烧好窑头一把火，调整用风控制回转窑内氧化性气氛煅烧（熟料烧成温度1450 ℃），以稳定硅酸盐熟料的烧成质量。并依分解炉出口温度即时波动范围865℃～885℃，视石煤粉实际热值高低波动的情况，动态加减尾煤用量。石煤粉热值高或比例提高其炉温上升时及时减少尾煤喂入量、以防止燃煤过量；石煤粉热值低炉温下降时及时增加尾煤喂入量。
为追综熟料质量波动状况，每2小时取一轮熟料样。
试验连续运行72小时，预热器、窑尾烟室、缩口及窑内未见明显结皮粘堵现象，窑头清亮基本无飞砂、熟料结粒性好，未见还原料，熟料立升重波动在1280～1380g/L，f-CaO波动在0.3～1.0%，窑系统运行工况正常。窑尾废气排放未见任何负面影响，环保在线烟气监测显示SO2排放值略有下降、脱硝氨水消耗量相当。
煅烧用煤的头煤用量略有增加，尾煤用量降幅较大，3天吨熟料平均标准煤耗降至79.5 kg/t，吨熟料标煤耗降低35.1 kg/t。
3天熟料产量平均为3353 t/d，提高198 t/d。
3天熟料样分析实际率值区间波动范围为石灰饱和系数KH =0.897～0.935、硅酸率SM=2.45～2.63、铝氧率IM＝1.39～1.58；熟料液相量在23.9～27.5%，熟料强度波动在3d抗压强度 27.8～34.8MPa 、28d抗压强度57.1～61.8MPa，标准稠度需水量波动在22.6～25.8%，凝结时间波动在初凝101～129min、终凝136～162min，熟料的各项物理力学性能指标均有所提高。
本次生产试验显示，本发明利用石煤均化改性后替代全部硅质原料和部分尾煤的方法是可行的，既可节省大量的尾煤，又可节省大量的页岩类硅质原料，且能有效解决因石煤特性导致的结皮粘堵影响窑系统工况及硫排放大幅增加的问题，并能提高熟料质量及其物理力学性能，对烟气排放无负面影响。
实施例5
本实施例在某Φ4.5×54m超短窑带六级旋风预热器预分解窑干法水泥生产线上进行，其正常生产的生料配料原料为：钙质原料石灰石、硅质原料页岩、硅质校正料硅砂、铝质校正料矾土、铁质校正料硫酸渣，燃煤采用挥发份22～28%、热值5300～5700Kcal/kg的烟煤，熟料率值控制在石灰饱和系数KH =0.90±0.02、硅酸率SM=2.4±0.1、铝氧率IM＝1.55±0.1。生产中，煅烧用煤的头尾煤比例约为头煤0.36:尾煤0.64，窑尾烟室、缩口、窑内结皮、长圈，窑况稳定性偏差，熟料中夹杂少量的粽黄色还原料。正常窑况熟料产量平均为3658t/d，熟料实际标准煤耗110.9kg/t，熟料立升重波动在1180～1350g/L，f-CaO 波动在0.5～1.5%，熟料液相量波动在24.5～28%，熟料强度波动在3d 抗压强度 24.7～32.5MPa 、28d抗压强度52.8～57.8MPa，标准稠度需水量波动在24～28%，凝结时间波动在初凝87～137min、终凝128～168min。
本实施例所用石煤选用当地某石煤矿山破碎均化的石煤，进厂石煤水泥厂化验室分析值为：石煤的工业分析值（w）：灰份（Aad）73.76%、挥发份（Vad）9.01%、水份（Mad）1.69%、固定碳（FCad）15.54%、热值（Qnet.ad）1547×4.18 kJ/kg。石煤主要化学成分（w）为SiO264.86%、A12O3 9.12%、Fe2O3 6.05%、CaO 1.01% 、MgO 2.78%、K2O 1.52%、Na2O 0.23%、SO32.14 %、V2O5 0.43%、P2O5 0.00%、TiO2 0.00%、Loss 11.64%。
本实施例所用石煤改性助烧剂由湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司提供(Zc-R1号粉剂），主要成分为氧化剂高铁酸盐和硅胶和铝胶的粉剂。
经与水泥厂磋商拟定以石煤替代干法水泥生产的全部硅质原料（原硅质原料页岩约占11.7%）和部分尾煤燃料，石煤与其他生料配料原料分离制备为石煤粉和生料粉两大组分料粉，三率值拟定为KH =0.88～0.94、SM=2.40～2.70、IM＝1.35～1.65的区间率值范围。
本实施例拟定以石煤替代部分尾煤和硅质原料页岩，按如下步骤实施石煤替代部分尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料：
（1）制粉：均化的石煤加入质量比1.0%的改性助烧剂混合粉磨改性，制成细度为80um筛余8％的石煤粉；将钙质原料石灰石与硅质校正料硅石、铝质校正料矾土、铁质校正料硫酸渣配料混合粉磨制成细度为80um筛余16％的生料粉；
（2）预热、混合、分解：将步骤（1）所得的石煤粉和生料粉按质量比为13.1: 86.9的比例，分别连续喂入干法水泥生产线六级预热器系统的C6旋风预热器的上行风管中；生料粉经连续计量从C2旋风预热器的上行风管喂入，随风拉入C1旋风预热器后卸入C3旋风预热器的上行风管中拉入C2旋风预热器，再从C2旋风预热器卸入C4旋风预热器的上行风管中随风拉入C3旋风预热器，然后卸入C5旋风预热器的上行风管中随风拉入C4旋风预热器卸入C6旋风预热器的上行风管中。喂入C6旋风预热器的上行风管中的石煤粉与C4旋风预热器锥部镏管卸下来的生料粉连续混合随拉风进入C5旋风预热器中；石煤粉经C6旋风预热器的上行风管、C5旋风预热器与生料粉混合形成混合生料粉；预热后的混合生料粉经C5旋风预热器的锥部馏管送入分解炉内，预热的混合生料粉中的石煤粉颗粒所含的有机碳类可燃物于分解炉内无烟悬浮燃烧中燃尽，热能供给混合生料粉中碳酸钙的分解，石煤粉颗粒的无机矿物热分解为活性氧化物全部成为生料成分的组分；分解炉内预分解的混合生料粉随拉风进入C6旋风预热器，经C6旋风预热器锥部镏管进入窑尾烟室送入回转窑内；
（3）调节尾煤用量、氧化煅烧：将步骤（2）送入回转窑的物料采用烧强烧好窑头一把火，调整用风控制回转窑内氧化性气氛煅烧（熟料烧成温度1450 ℃），以稳定硅酸盐熟料的烧成质量。并依分解炉出口温度即时波动范围870℃～890℃，视石煤粉实际热值高低波动的情况，动态加减尾煤用量。石煤粉热值高其炉温上升时及时减少尾煤喂入量、以防止燃煤过量；石煤粉热值低炉温下降时及时增加尾煤喂入量。
为追综熟料质量波动状况，每2小时取一轮熟料样。
试验连续运行72小时，预热器、窑尾烟室、缩口及窑内未见明显结皮粘堵现象，窑头清亮基本无飞砂、熟料结粒性好，未见还原料，熟料立升重波动在1280～1380g/L，f-CaO波动在0.3～1.0%，窑系统运行工况正常。窑尾废气排放未见任何负面影响，环保在线烟气监测显示SO2排放值略有下降、脱硝氨水消耗量相当。
煅烧用煤的头煤用量略有提升，尾煤用量降幅较大，3天吨熟料平均标准煤耗降至70.3 kg/t，吨熟料标煤耗降低40.6kg/t。
3天熟料产量平均为3985 t/d，提高327 t/d。
3天熟料样分析实际率值为石灰饱和系数KH =0.895～0.934、硅酸率SM=2.45～2.67、铝氧率IM＝1.40～1.58；熟料液相量在24～27.3%，熟料强度波动在3d 抗压强度27.8～32.7MPa 、28d抗压强度57.6～63.8MPa，标准稠度需水量波动在22.6～26%，凝结时间波动在初凝96～123min、终凝130～154min，熟料的各项物理力学性能指标均有所提高。
本次生产试验显示，本发明利用石煤均化改性后替代全部硅质原料和部分尾煤的方法是可行的，既可节省大量的尾煤，又可节省大量的页岩类硅质原料，且能有效解决因石煤特性导致的结皮粘堵影响窑系统工况及硫排放大幅增加的问题，并能提高熟料质量及其物理力学性能，对烟气排放无负面影响。

Claims (10)

1.一种以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）制粉：在石煤中加入改性助烧剂，混合粉磨，对石煤进行改性，制成石煤粉；将钙质原料与硅质原料、硅质校正料、铝质校正料、铁质校正料配料，混合粉磨制成生料粉；
（2）预热、混合、分解：将步骤（1）所得的石煤粉和生料粉按质量比为3～20: 97～80的比例分别连续喂入干法水泥熟料生产线的预热器系统进行预热、混合，送入分解炉内分解，再送入干法水泥熟料生产线的回转窑内；
（3）调节尾煤用量、氧化煅烧：将步骤（2）送入回转窑的物料采用强化窑头一把火，窑内氧化性气氛煅烧成硅酸盐熟料；依分解炉出口温度即时波动状态，并视石煤粉的实际热值高低或用量比例调整波动的情况，动态加减尾煤用量。
2.根据权利要求1所述以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述石煤为各类低位热值在200×4.18KJ/Kg～2500×4.18KJ/Kg的石煤。
3.根据权利要求1或2所述以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述石煤为块状石煤、粒状石煤、鳞片状石煤和粉状石煤中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1-3之一所述以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法，其特征在于：步骤（1）中，依石煤、硅质校正料、铝质校正料、铁质校正料、硅铝质原料、钙质原料的实际情况，三率值在石灰饱和系数KH =0.88～0.98、硅酸率SM=2.2～3.2、铝氧率IM＝1.3～1.9的范围选择适宜的区间率值控制。
5.根据权利要求1-4之一所述利用煤矸石替代尾煤和硅铝质原料生产硅酸盐熟料的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述改性助烧剂为氧化剂与硅胶、铝胶中的一种或两种的混合物。
6.根据权利要求1-5之一所述利用煤矸石替代尾煤和硅铝质原料生产硅酸盐熟料的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述石煤粉的细度为80μm筛余≤18％。
7.根据权利要求1-6之一所述利用煤矸石替代尾煤和硅铝质原料生产硅酸盐熟料的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述生料粉的细度为80μm筛余≤27％。
8.根据权利要求1-7之一所述以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法，其特征在于：步骤（2）中，当干法水泥熟料生产线预热器系统为五级旋风预热器时，将步骤（1）所得的石煤粉经计量连续喂入干法水泥生产线五级预热器系统的C5旋风预热器的上行风管中；生料粉经连续计量从C2旋风预热器的上行风管喂入，随风拉入C1旋风预热器后卸入C3旋风预热器的上行风管中拉入C2旋风预热器，再从C2旋风预热器卸入C4旋风预热器的上行风管中随风拉入C3旋风预热器，然后卸入C5旋风预热器的上行风管中；喂入C5旋风预热器的上行风管中的石煤粉与自C3旋风预热器锥部镏管卸下来的生料粉连续混合随拉风进入C4旋风预热器中；石煤粉经C5旋风预热器的上行风管、C4旋风预热器与生料粉混合形成混合生料粉；预热后的混合生料粉经C4旋风预热器的锥部馏管送入分解炉内，预热的混合生料粉中的石煤粉颗粒所含的有机碳类可燃物于分解炉内无烟悬浮燃烧中燃尽，热能供给混合生料粉中碳酸钙的分解，石煤粉颗粒的无机矿物热分解为活性氧化物全部成为生料成分的组分；分解炉内预分解的混合生料粉随拉风进入C5旋风预热器，经C5旋风预热器锥部镏管进入窑尾烟室送入回转窑内。
9.根据权利要求1-7之一所述以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法，其特征在于：步骤（2）中，当干法水泥熟料生产线预热器系统为六级旋风预热器时，将步骤（1）所得的石煤粉经计量连续喂入干法水泥生产线六级预热器系统的C6旋风预热器的上行风管中；生料粉经连续计量从C2旋风预热器的上行风管喂入，随风拉入C1旋风预热器后卸入C3旋风预热器的上行风管中拉入C2旋风预热器，再从C2旋风预热器卸入C4旋风预热器的上行风管中随风拉入C3旋风预热器，然后卸入C5旋风预热器的上行风管中随风拉入C4旋风预热器，再从C4旋风预热器卸入C6旋风预热器的上行风管中随风拉风C5旋风预热器；喂入C6旋风预热器的上行风管中的石煤粉与自C4旋风预热器锥部镏管下来的生料粉连续混合后，随风进入C5旋风预热器中；石煤粉经C6旋风预热器的上行风管、C5旋风预热器与生料粉混合形成混合生料粉，预热后的混合生料粉经C5旋风预热器的锥部馏管送入分解炉内；预热的混合生料粉中的石煤粉颗粒中所含的有机碳类、硫化物等可燃物于分解炉内无烟悬浮燃烧中燃尽，热能供给混合生料粉中碳酸钙的分解；石煤粉颗粒中的无机矿物热分解为活性氧化物全部成为生料成分的组分；分解炉内预分解的混合生料粉随拉风进入C6旋风预热器，经C6旋风预热器锥部镏管进入烟室送入回转窑内。
10.根据权利要求1-9之一所述以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述氧化性气氛煅烧的温度为1400℃～1500 ℃，优选1450 ℃；所述分解炉出口温即时波动范围为860℃～890℃，优选875±10℃。
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