预分解窑结皮的原因和机理

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1、预分解窑结皮的原因和机理结皮是指生料粉与窑气中有害组分所形成的粘附在窑尾系统内壁的层状物。预分解窑最易发生结皮的部位是窑尾烟室、下料斜坡、窑尾缩口、最低两级筒的下料管、分解炉内等处。结皮使通风通道的有效截面积减小，阻力相应增大，影响系统通风，使主排风机拉风加大。结皮增厚或塌落时，还容易发生堵塞。1.　结皮机理 　　结皮的原因，是湿液薄膜表面张力作用下的熔融粘结，作用在表面上的吸力造成的表面粘结及纤维状或网状物质的交织作用造成的粘结。由于窑气中的碱、氯、硫等有害组分在窑尾及预热器和分解炉中冷凝时，会使最低共熔温度降低，因此窑气中的碱、氯、硫等凝聚时，会以熔态的形式沉

2、降下来，并与入窑物料和窑内粉尘一起构成粘聚性物质，而这种在生料颗粒上形成的液相物质薄膜，会阻碍生料颗粒的流动，从而造成结皮甚至堵塞。引起预分解窑结皮的因素如下： 　　1)系统中有害组分(碱、氯、硫等)的循环富集。这是形成结皮的重要条件。从原燃料中引入系统的碱、氯、硫等有害组分，在生料通过窑的高温带时会挥发出现，并随着窑气向窑尾运动。挥发出来的有害组分到达窑尾温度较低的区域时，便会以熔态的形式冷凝下来，使生料在煅烧过程中液相开始出现的温度降低而有利于结皮的形成。窑内的这种有害组分是导致结皮中间相形成的重要因素。 　　2)局部温度过高，这是形成结皮的关键因素。系统中如

3、果产生局部高温，一方面促进生料和燃料中有害组分的挥发及冷凝循环；另一方面也可能使液相出现，把生料粘附在衬料的内壁而形成结皮。局部温度过高，这是形成结皮的关键因素。产生局部高温的原因，至少有如下几个： 　　①煤粉的不完全燃烧。窑头或分解炉中的煤粉由于多种原因燃烧不完全时，就可能到窑尾或低级旋风筒中去燃烧，从而产生局部高温。　　②喂料量不稳时，很容易打乱预热器、分解炉和窑的正常工作。由于操作具有滞后的特点，有时跟不上喂料的变化，加减煤不及时，甚至出现短期断料也不能及时减煤，因此很容易因料小出现系统温度偏高，而造成结皮。 　　③由于回灰量小，在生料均化库中不容易被混合均

4、匀，从而造成入窑生料成分的波动。　　④当预热器漏进冷风与热物料接触，很容易使热物料冷凝而粘附在系统的内壁而产生结皮。2   挥发性组分的来源。窑系统的废气中含有大量的挥发性组分，主要是碱、氯、硫。　　1)碱的来源。碱主要来源于原料，尤其是粘土。　　2)硫的来源。燃料中带入的硫通常较原料中多。使用较多的燃料是煤。煤中通常含有C、H、O、N、S等元素。煤中的硫通常有三种存在形式：有机硫、硫化物中的硫、硫酸盐中的硫。存在于硫酸盐中的硫不具有可燃性，在高温下，一部分会分解生成含硫化合物，而大部分留在灰分中。　　3)氯的来源。氯主要来自水溶性碱的氯化物，即通常以KCl、Na

5、Cl的形式存在于原料内。　3　 防止结皮的措施 　　由于结皮影响系统的通风，使阻力增大，这不仅使能耗上升，而且结皮严重造成堵塞时，有时被迫停窑处理，不利于水泥产质量的提高。预防结皮具有重要意义。现将防止结皮的措施简介如下： 　　1)减少或避免使用高硫和高氯的原料，这是减少结皮的前提。 　 　　　2)如过量的硫和氯难以避免，建议丢弃一部分窑灰，以减少有害组分的循环。 　　3)采用旁路放风系统，即将回转窑窑尾高温烟气在预热器前从“旁路”中分离出一部分，与冷风混合，使以气相形态存在的“挥发物”冷凝在飞灰上，由收尘器将此飞灰收捕下来排出窑系统，以减少有害组分的循环。4)避

6、免使用高灰分及灰分熔点低的煤。 预分解系统结皮原因分析和处理一般认为：结皮的产生与所用原料、燃料的成分，系统温度的变化，系统通风的情况，设备运转的情况以及工艺操作因素有关。下面结合一些的具体情况，通过对预热器各级旋风筒中原、燃料中有害元素的分析，以及设备状况，工艺操作等有关因素，对结皮形成的原因进行分析以及相应的处理方法。1.有害元素的影响有害元素主要包括硫、碱、氯等，它们是形成结皮的一个很重要的因素，煤炭作为目前水泥窑的主要燃料,是有害元素硫的一个重要来源，煤燃烧的大部分硫进入烟气中，烟气中带有大量的CaO生料粉，它在煅烧过程中与K2O、Na2O和SO3发生反应

7、，生成各种硫酸盐物质，主要是K2SO4、2CaSO4·K2SO4、K2SO4·H2O,，这些硫酸盐属于低熔点化合物，它们会粘附在器壁表面，使粘度增加，流动性减小，久而久之形成结皮。消除有害元素的影响主要是控制硫、碱的摩尔比，硫碱的摩尔比过高或过低都易形成结皮。即使硫、碱含量均较高，只要硫碱比在控制范围之内，对结皮也产生不了太大影响，因为原燃料中的大部分硫、碱可以中和在熟料中被带出。经过分解后的物料进入回转窑后，在烧成带温度极高的情况下，使K2SO4分解成气态的K2O和SO3，挥发进入循环气流。这些物质通过三次风管和窑返回到预热器中，在遇到低温时又生成成固相或液相化

8、合物，附着