化工廢渣生產水泥有害成分的控制分析

摘 要：我國化工行業迅猛發展，在化工發展的環境下，我國國民經濟水平不斷提升，而在經濟迅猛發展的背景之下，必將進一步提升工業的發展速度，化工行業發展過程中，分析利用化工廢渣進行水泥生產的有害成分，并對其進行控制，以不斷提升化工廢渣生產水泥的質量。

關鍵詞：化工廢渣;生產水泥;有害成分

近年來各行各業迅猛發展，廢渣種類也不斷增加，在進行物料輸送過程中，循環應用廢水，直接導致生料中氯成分的增加，在窯尾熱風管彎頭位置，減與氯產生反應，會發生結皮現象，直接導致窯尾阻塞情況的發生，對生產任務的完成和設備的正常運轉產生不良效果，所以這就需要對化工廢渣生產水泥的有害成分進行分析。

1 原料有害成分分析

在生產水泥的過程中，選擇的鈣質原料為電石渣，電石渣的水分含量在68%左右，進行生料植被的過程中必須采用濕法進行，生料經壓濾水分以后，形成濕物料，其濃度為32%-36%，進而置入烘干破碎機進行烘干，使其與窯尾部位煙室內的高溫氣流（600℃左右）進行熱交換，待水分蒸發后，物料會進入旋風筒之中，物料分離后，水分在≤1%的情況下，會進入穩流倉，若是物料流動過大，部分進入溢流艙后，干物料后進入計量入窯算少，冷卻后進入熟料庫。在這一過程之中，染料選擇為煙煤，其揮發分數在34%左右，熱值保持在25000kJ/kg，其中所包含的有害成分具體數值如下：砂石渣、硅砂、銅渣、粉煤灰及爐渣之中均還有不同程度的三氧化硫、氯離子、堿、氧化鈉及氯化鉀等物質[1]。

進行有害物質分析，生產線的結皮大都在窯尾位置堵塞，烘干后破碎機進口位置熱風管位置，風管彎位置的外頭部位阻力較大，崖頭較低，物料沉積現象嚴重，一旦結皮堵塞，可采用拉大窯尾排風方式干預，進行3天冷卻后再進行檢修，采用高壓水和鋼釬大錘進行清理，清理過程需要5天左右，清理過程中工作環境差，工作強度高，無法繼續生產，導致風管結皮惡化過程中，窯煅燒情況逐漸變差，窯內部通風逐漸變差，還原氣氛重，會產生熟料質量的影響。結皮堵塞的主要成分包括氯、硫、鈉及鉀化合物，在系統中溫度較低，待其達到凝固點以后，將從氣態轉化為固態。附著在物料表面位置，大都由于循環富集影響而發生。分析我國企業廢渣生產線生產情況沒有與化工系統控制和生產均屬于正常現象，所以原料的有害成分穩定程度較高，原料中所包含的硫含量比較低，攪拌池中存在氯離子波動情況，與常規原料生產的生產線相比較，系統結皮情況較為嚴重。若是硫堿的比值在1.2以上時，則會發生較為嚴重的結皮堵塞情況。此外，若是入窯的生料中所包含的氯離子超過標準，氯離子超過0.02情況下，也會發生較為嚴重的堵塞情況[2]，下表1對不同部分的有害成分進行了分析：

分析工藝生產過程，入窯生料經內循環以后，會生成混合料，包括生料、收塵灰及煙室回料，其中氯離子含量為1.323%，S/R的比例為1.238，但是在此過程中氯離子的含量波動比較大，可分階段進行，其主要由于電石渣中會循環應用上清液，導致原料中的氯離子含量不斷變化。

依據生產線生產過程中的相關數據研究后發現，硫堿比例比較高，氯離子的含量超出規定范圍，直接導致生產線無法正產應用，系統無法正常運行，將直接導致原煤中含硫量的提升。

2 有害成分控制方式

2.1 物料外泄，減少有害成分

水泥生產過程中，燃料及原料中會帶入大量的氯離子、三氧化料、氧化鈉和氧化鉀，其屬于揮發性化合物的一種，回轉窯中高溫以待揮發，會隨煙氣二溢出，氣態的氧化物會再次發生化合作用形成堿化合物，新的化合物在逸出的過程中，熔融溫度未達標的情況下，會逐漸由氣態轉變為液態，在設備內壁、顆粒表面上粘附，再次對物質進行加熱，繼續進行二次揮發，具有揮發性的有害組分會對循環富集產生損害作用，影響熟料質量，誘發系統結皮現象，對窯的系統工作產生不良影響，對熱工制度產生破壞作用，對正常生產產生不良影響。入窯生料的堿含量可高達1.238，其屬于中等結皮原料，屬于循環富集所致的有害成分，最有效的干預措施就是對循環富集所致的有害成分進行排出，排出后的物料作為混合材料與水泥混合，這些物料屬于非活性混合材料的一種，不具備強度特性，不會對水泥的強度產生發揮效果。此外，我國生料中所包含的主要成分為電石渣，這一成分占據配料的78%左右，比重約為0.93t/m3。由于物料所占的比重比較輕，氣流中所含塵土濃度比較高，所以電收塵回料的數量在20%左右，依照每天1000t進行計算，若是電收塵回料為250t，則需要極大的處理量，物料廠的平衡情況無法維持，從現場施工工藝出發，結合多方面因素進行考慮，最終溢流艙混合料外派量為每天三車，總料量為5%，也能夠發揮降低有害成分循環富集的作用，減少入窯生料中堿成分的含量，對富余的電石渣與外排料依照對應的比例進行混合，將其拉運至三期水泥以備應用[3]。

2.2 參數控制，把控物料沉降速度

2.2.1 用風控制

窯尾封管堵塞情況嚴重，窯前部位存在正壓，窯操需要保持煅燒過程的正常，必須開展拉風，對一線和二線開展，并對其高溫風機的開度進行提升，將一線開度調整在40-50%之間，二線調整為30-40%之間，電收塵的出口引風機調整期在55-70%之間，對進出口的檢修門采用風管大彎頭及烘干破碎機進行干預，待清理完成以后，確保系統能夠正常運行時間在24h以上，若是數量不足一個班，需要片面的進行風管結皮堵塞干預，并拉大風，對窯內通氣情況進行改善，減少系統惡化的可能性。系統風速的增加會導致氣體中含塵濃度的上升，所以必須優化用風控制，1號高溫風機的風閥開度控制在35，2號控制為25，3號控制為50。

2.2.2 操作參數及系統溫度

分析氯、鈉及鉀的冷凝溫度，其大都在650℃-700℃之間，為降低溫差過大而出現的有害成分隨物料入窯情況的發生，必須加大內循環，以降低有害成分在生料顆粒表面過早凝固，生成結皮的現象發生，合理控制煤質量。這就需要能夠對出口溫度進行控制，1號高溫風機溫度參數控制在30-40%，2號控制在20-30%，系統排風參數為45-60%，2號煙室的溫度控制在850℃，12號控制在800℃，每天煤產量低于1200t。

2.3 硫控制及煤熱值控制

加大原煤均化力度，嚴格控制進場燃料的堿和硫。在進場過程中，必須進行取樣化驗，采購硫含量較低的煤，對其進行化驗后，分堆堆放，并采用裝載機進行均勻搭配，開展二次化驗，對入磨機煤熱值的波動進行測量，以保障三氧化硫值在0.7%以下，控制硫堿比在0.6-0.9之間。

3 結束語

當前，全廢渣生產的綠色水泥正處于探索使其，無法對有害成分進行降低，為保障系統的正常運行，獲取更好的經濟效益，必須合理措施對有害成分進行控制，以提升水泥生產質量。

參考文獻：

[1]劉海菊，劉凱，郭琦.煤化工過程氣化廢渣和廢堿液的產生及處理技術探討[J].化工管理，2019，000（012）：121-122.

[2]田立柱，陳曉東，衛文明，等.旁路除氯技術在水泥窯協同處置廢棄物生產線的應用[J].中國水泥，2018（4）：77-79.

[3]孫小培，劉谷友，葛家奎，等.利用工業廢渣調整硫堿比控制熟料標準稠度用水量[J].水泥，2019，000（005）：22-24.

作者簡介：

單銘洲（1988- ），男，漢族，山東淄博人，本科學歷，中國建筑材料工業地質勘查中心湖北總隊工程師，研究方向：化學工程，巖石水泥成分檢測。