朱江春

脫硫煤灰在水泥配料中的應用

Application of Desulfurized Coal Ashh in Proportion of Raw Materialss

朱江春

1 引言

脫硫煤灰在水泥中作為緩凝劑的應用國內(nèi)外學者已進行了廣泛的理論探討［1-2]和實驗室實驗［3-4］，這些研究成果對于水泥生產(chǎn)企業(yè)有很大的指導意義。脫硫煤灰在水泥中用作緩凝劑存在很大的困難，其成分和物理、化學性質(zhì)與石膏和粉煤灰有很大的差別［5-6］，在研究和應用中必須注意到這一特點。

筆者所在的公司很早即對這一問題進行了研究和總結(jié)，現(xiàn)簡述如下。

2 小磨實驗研究

通過小磨實驗來確定適宜的配比方案，為試產(chǎn)和正式生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.1 實驗原料的化學成分

實驗采用浙江某地的電廠脫硫煤灰，熟料為海螺水泥生產(chǎn)的硅酸鹽水泥熟料，原料的化學成分見表1。煉化化工廠脫硫煤灰，燒失量明顯偏大，SO3只有正常石膏的一半。因此，在應用時，必須控制用量，否則燒失量過大，不符合國家水泥質(zhì)量控制要求。SO3含量較少，單獨使用，則用量偏大。爐渣為本地電廠鍋爐爐渣，煤灰為本地電廠煤灰。

2.2 小磨實驗方法

原料化學組分實驗時用脫硫煤灰部分或全部代替石膏，并摻加混合材，小磨粉磨30min，測試初凝時間和終凝時間，以比較對凝結(jié)時間的影響，測定標準稠度需水量，測試3d和28d水泥強度。

2.3 測定結(jié)果和分析

2.3.1 測試凝結(jié)時間

數(shù)據(jù)見表2。方案1、方案2脫硫煤灰在凝結(jié)時間控制上能夠起到相當?shù)淖饔茫Ч黠@，和石膏作用不相上下，初凝終凝的時間差相對穩(wěn)定；方案3、方案4表明脫硫煤灰質(zhì)量百分比含量在凝結(jié)時間控制上能夠起到相當?shù)淖饔?，效果明顯，增加脫硫煤灰質(zhì)量百分比含量，可以延長初凝終凝的時間；方案5～7表明脫硫煤灰質(zhì)量百分比含量在凝結(jié)時間控制上能夠起到相當?shù)淖饔?，效果明顯，增加脫硫煤灰質(zhì)量百分比含量，可以延長初凝終凝的時間。根據(jù)本地客戶要求和公司的質(zhì)量目標，初凝控制在200min以下，因此，脫硫煤灰的用量不宜太多，3%以下較好。

2.3.2 測試水泥強度

數(shù)據(jù)見表3。脫硫煤灰對水泥的3d和28d抗壓抗折強度有影響，從對比方案6與7來看，早期強度偏低，后期影響不大。在3%以下，對早期強度影響較小，因此，脫硫煤灰用量控制在3%較為適宜。

3 試產(chǎn)和正式生產(chǎn)中的應用結(jié)果和出現(xiàn)的問題及

表1 原料的化學成分，%

3.1 出磨水泥的SO3的波動頻繁且范圍大

這是剛開始生產(chǎn)時出現(xiàn)的問題，對此，采用多種措施：（1）嚴格原料檢驗和使用，減少SO3的波動，采用（分庫專門存放，和原來煤灰分開）多庫存放，根據(jù)來料檢驗結(jié)果進行分類入庫；（2）生產(chǎn)時嚴格控制煤灰?guī)靷}位；（3）保證計量準確性；（4）合理計算其用量與煤灰、石膏搭配使用，穩(wěn)定SO3的大小。根據(jù)我公司水泥生產(chǎn)工藝過程質(zhì)量控制檢測頻次2h一次，實驗方法采用離子交換法測定出磨水泥的SO3，數(shù)據(jù)曲線見圖1。從中可以看出，現(xiàn)在出磨水泥的SO3波動范圍減小，次數(shù)也減少了，對整月統(tǒng)計可獲得更理想的水泥質(zhì)量。

3.2 采用的措施有磨外淋水降溫

水泥在使用過程中有可能出現(xiàn)假凝或急凝現(xiàn)象，原因可能有：（1）粉磨溫度過高，超過120℃，使二水石膏脫水為半水石膏；（2）在配料中某些原料的C3A、R2O、fCaO含量過高；（3）石膏摻加量不足，或者某些礦化劑、助磨劑使用不當［5］。針對第一種情況，需要控制出磨水泥溫度。對于現(xiàn)在的生產(chǎn)工藝流程，增加磨外淋水降溫控制，通過淋水帶走磨機筒體表面大部分熱量，降低出磨水泥溫度，從而解決了問題（表4）。

表2 凝結(jié)時間

表3 水泥強度

圖1 SO3的數(shù)據(jù)曲線

表4 出磨水泥最高溫度，℃

4 小結(jié)

（1）脫硫煤灰使用量不能太高，否則對凝結(jié)時間和早期、后期強度之間的增進有較大影響。具體表現(xiàn)為隨著百分含量的增加，凝結(jié)時間明顯延長，早期強度下降明顯，后期強度變化不大。

（2）因為脫硫煤灰含SO3，必須采用專門的庫單獨存放脫硫煤灰，嚴格按照配比確定的摻量配料，從而穩(wěn)定水泥質(zhì)量。

（3）實際生產(chǎn)中必須穩(wěn)定脫硫煤灰?guī)煳?，防止庫較空時流量過快引起沖料現(xiàn)象。加強對脫硫煤灰秤的計量管理，定期進行標定，確保計量準確。

（4）脫硫煤灰價格比其他石膏便宜18～20元/t，降低了成本，其經(jīng)濟效益明顯。

[1]王文龍,任麗,董勇,等.半干法煙氣脫硫產(chǎn)物對水泥緩凝作用的研究[J].北京：水泥.2008,（3）:1-4.

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[3]Ren-Bin Lin,Shin-Min Shih,Chiung-Fang Liu,Characteristics and reactivites of Ca(OH)2silica fume sorbonts for low-temperture flue gas desulphurisation.[J]Chemical Engneering Sci?ence,2003.(58):3659-3668.

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沈 穎