电石渣制水泥窑烟室斜坡结皮的分析和处理

电石渣是电石水解获取乙炔气后的工业废渣，以氢氧化钙为主要成分，含量基本在60%以上，可以代替石灰石作为水泥生产中的钙质原料。本文以华中地区Q公司新型干法工艺的2 500t/d电石渣制水泥熟料生产线发生的窑尾烟室斜坡结皮事故作为分析研究对象，探讨其生产过程中的生产控制技术。

1、电石渣生产线工艺流程Q公司有一条日产2 500t/d的电石渣制水泥生产线，于2012年建成投产，采用二级预热器带TTF分解炉，回转窑规格为Φ4.0m×60m，篦冷机为第三代篦冷机，电石渣中水分含量为40%，利用窑尾废气+窑头废气的余热烘干电石渣，工艺流程见图1。

2、事故现象在2019年10月检修结束之后，11月1日开始点火，11月2日8:00投料，12:00生料投料量达到180t/h。11月10日8:00，从回转窑筒体扫描结果看，窑筒体30m之后开始长副窑皮，同时伴随着窑尾烟室密封圈偶尔漏料；产量减至160~170t/h，窑尾烟室密封圈不再漏料，但窑内仍在长圈，从30m左右开始一直长到窑尾。11月13日12:00以后，窑尾烟室负压越来越高，烟室温度开始下降，窑尾烟室密封圈漏料严重，分解炉出口负压升高。截至11月15日23:00停窑前，窑投料量减至60t/h，头尾煤比例失调，详细参数见表1。同时伴随着窑前温度低，熟料质量差的问题，期间曾调整窑头燃烧器和熟料三率值，均未有改善效果。11月15日停窑之后，18日对回转窑系统进行检查，发现窑尾烟室斜坡结皮严重（见图2），拱门与烟室斜坡垂直距离不足1m；三次风闸板断裂，飞砂料在三次风闸板处堆积，闸板实际开度远小于中控给定开度（见图3），导致窑炉用风失衡，窑内实际通风量过大，煤粉后燃。

3、窑尾烟室密封圈漏料原因分析（1）对电石渣物料特性认识不足，电石渣本身比传统石灰石易烧性好，但实际生产中分解炉出口温度控制过高，在880~900℃，与传统石灰石窑参数接近。过高的分解炉温度，提高了入窑生料的分解率，导致液相提前出现，物料发黏，在烟室溜板上开始积料，进而结皮。（2）熟料三率值控制不合理（见表2调整前），硅率偏低，液相量高达27%，再叠加分解炉出口温度过高，导致入窑物料过黏，在烟室溜板前段堆积、结皮。（3）为降低煤炭成本，采购了价格便宜的高硫煤，煤粉中硫含量高达3%（见表3调整前）。电石渣主要成分是Ca（OH）2，本身具备一定的脱硫功能，窑系统中的硫基本都被Ca（OH）2固下来，电石渣脱硫主要包括三部分：一部分是大量的SO2在分解炉被分解后的CaO吸收和在预热器被Ca（OH）2和CaCO3吸收，最终都进入到熟料；一部分是少量的SO2在烘干破碎过程中被湿渣中的Ca（OH）2和CaCO3吸收进入到电石渣干粉中；还有更少量的SO2被排放到大气，外排量非常少。在回转窑系统中存在硫的富集，必然加剧预热器结皮和窑内结圈，进而影响窑系统的运行。在这次检修期间对窑内30~60m的窑皮、烟室斜坡结皮进行取样，各部位结皮中有害成分较高，其中硫含量非常高，烟室溜板结皮中的硫含量高达22%，见表4。（4）窑内通风过大，由于三次风闸板断裂处有大量积料，中控给定开度远大于实际开度，窑内通风量过大，火焰过长，煤粉后燃，液相提前出现，进而导致窑长副窑皮结圈。

4、处理措施（1）调整熟料三率值。根据热力学计算电石渣制水泥熟料和石灰石制水泥熟料的熟料形成热，分别约为1 040.57kJ/kg和1 700kJ/kg。单位质量电石渣中Ca（OH）2的分解要比石灰石的分解所需热量少得多，因此电石渣制水泥熟料煅烧时，物料易烧性就较好，液相量不宜控制过高。（2）分解炉出口温度降至840~850℃，降低入窑物料的温度，避免液相提前出现。电石渣的主要成分氢氧化钙分解温度低于石灰石主要成分碳酸钙分解温度，若采用同样的分解炉出口温度，会导致入窑物料提前出现液相，在烟室斜坡堆积，进而影响窑系统的正常运行。该公司生料配料中，电石渣仅代替部分石灰石，见表5，由于需要考虑部分石灰石的分解，经过摸索，分解炉出口温度在840~850℃时窑系统运行状态良好。

（3）更换原煤煤种，采用硫含量低的原煤，根据电石渣本身具有脱硫功能，减少硫含量在窑系统的富集，调整后入窑煤粉工业分析见表3。（4）对三次风闸板进行更换，并对三次风管耐火材料破损处进行修复。（5）停窑期间对烟室斜坡积料进行清理，并在烟室斜坡新增三台空气炮，开窑后加强烟室斜坡的检查和清理。（6）加强工艺管理，强化三班统一操作。良好的工艺纪律是保证窑系统稳定运行的基础，一是通过下达工艺指令，强制三班按工艺指令执行，统一操作思路；二是加大奖惩力度，对随意操作调整或者违反工艺指令者加强惩罚。

5、效果通过落实以上措施之后，回转窑系统恢复正常，再没有发生烟室斜坡结皮导致窑尾漏料的事故，窑内窑皮也有很大改观（筒体扫描见图4）。熟料产质量都有较大提升（见表2调整后），有效地推进了窑系统的高效、优质生产。

6、结束语电石渣中较高的氢氧化钙含量能满足水泥熟料生产过程中对钙的需求，使用