无烟煤煅烧技术介绍(华润南宁)

华润水泥（南宁）有限公司

5000 t/d

天津水泥工业设计研究院

熟料烧成系统

内容

回转窑无烟煤研究及系统方案

系统概述

工程实践结束语

系统概述

回转窑

回转窑规格的确定

天津水泥工业设计研究院
国外相近规模预分解窑性能比较
回转窑规格m 支敦数 长径比 L/D 设计能力　(t/d) 单位容积产量　t/m3.d
单位截面积热力强度　MJ/m .h
2
φ4.8x73 φ4.8x78 三档 三档 15.21 5000 4.59 16.5 134.01 16.25 5150 4.42 17 134.01
φ4.8x87 φ5.0x55 φ5.0x73 φ5.2x70 φ5.2x71 三档 二档 三档 三档 三档 18.13 5000 3.85 16.5 134.01 11 5200 5.79 15.98 146.53 14.6 5500 4.61 16.9 146.53 13.46 5500 4.42 15.51 163.13 15 5400 3.89 15.23 163.13
传热单元素

天津水泥工业设计研究院
回 转 窑

天津水泥工业设计研究院
煤粉燃烧特性研究及烧成系统方案

天津水泥工业设计研究院
引
言
1、煤按挥发分分为三类：无烟 煤、烟煤、褐煤，见左图1； 2、我国煤炭资源分布情况： 南方低挥发分煤资源丰富 北方烟煤资源丰富 ; 3、水泥工业是用煤大户，回转窑 用煤目前多为挥发分 >25％的 烟煤，低挥发分煤使用较少。
煤的分类、煤资源分布、水泥工业用煤现状
图 1 中国煤炭分类图

天津水泥工业设计研究院
煤燃烧特性研究 －试验研究装置
(高温悬浮气固反应试验台)
1―炉体， 2―反应器， 3―电炉控制器， 4―控制热电偶， 5―检测热电偶， 6―气体分析仪 7―计算机， 8―CO2气瓶， 9―气泵， 10、11、12— 流量计， 13— 混气瓶
• • • •
煤种类 反应温度 燃烧气氛 颗粒细度

天津水泥工业设计研究院
煤的着火特性
表 2 煤的着火特性指标及其评判依据
序号 1 2 3 判别指标 煤着火特性 综合判别指标 符号 Rw M1 C 计算公式 560/t＋650/T1max ＋0.27W1max M1 ＝4.7 e
-0.052t1 -0.004T1max 0.44G1
试验方法 热天平燃烧分布曲线 热天平燃烧分布曲线
＋4.6 e
＋0.091 e 可燃性指数 C=
0.36R1max
＋0.011 e
R1 max× 10 −6 mg / min× k 2 2 T1
(
)
热天平燃烧分布曲线
4 5 6
挥发份释放特性指数 着火温度指数 煤特性因子
D Td Fz
D＝
2 (dw / dt )v max (mg / min× k )
热天平燃烧分布曲线 沉降炉试验 (DTFS) 煤工业分析
Td ＝661-2.51Vdaf
2
相关系数 R＝0.81
Fz＝(Vad+Mad) ×FCad×100 着火稳定性
判别指标 煤着火特性 综合判别指标 可燃性指数 挥发份释放特性指数 着火温度指数 煤特性因子 收到基挥发份 干燥无灰基挥发份
符号、单位 极难稳定区 Rw M1 C( ×10 ) D( ×10 ) ℃ Fz Var(%) Vdaf(%) > 638 ≤ 0.5 ≤ 4.9 ≤9
-6 -6
难稳定区
中等稳定区
易稳定区
褐煤区
≤ 1.8 ≤ 0.9 ≤2
1.8 ～2.3 0.9 ～1.4
2.3～2.6 1.4～1.75
2.6 ～3.3 1.75 ～2.3 >2
≥ 3.3 ≥ 2.3 ≤560 ≥ 2.0 > 23 > 40
613～638 0.5 ～1.0 4.9～14 9 ～19
593～613 1.0～1.5 14～19 19～27
560 ～593 1.5 ～2.0 19 ～23 27 ～40

天津水泥工业设计研究院
煤的着火特性
着火温度(℃) 800 700 600 500 400 300 3.55 6.28 8.10 14.09 14.96 15.46 23.77 25.98 30.96 34.77 挥发分(%)
1 、 Vad>25% 的普通烟煤，着火 处于易稳定区或中等稳定区， 着火温度为 500 ～ 600 ℃，着 火 容 易 且 易 于 稳 定 ； Vad>15% 左 右 的 低 挥 发 分 煤，着火处于难稳定区，着火 温度为 600 ～ 700 ℃，着火较 难且不易稳定；低挥发分煤， 着火处于极难稳定区，着火温 度为 700 ～ 800 ℃左右，着火 难且不易稳定。 2 、无烟煤着火温度较高，处于 极 难稳定区，很难着火燃烧。
煤粉着火温度与挥发分的关系

天津水泥工业设计研究院
煤的燃尽特性
表 3 煤的燃尽特性指标
序号 1 2 3 4 5 判别指标 煤燃尽特性 热天平特征指数 煤焦热天平燃烧曲线 综合指数 煤焦比表面积 表面反应速率常数 符号 计算公式 试验方法 KVdaf 当焦渣指数 G<4 时， K＝1； G＝5 时， K ＝0.9；G>6 时，K＝ 0.8 N RJ S Ks N ＝ 0.55G2 ＋ 0.0043T2max ＋ 0.14τ98 ＋ 0.27 τ’98— 3.7 RJ=R700/ τ；RJ＝ 0.635e0.011Vdaf S＝1.06e0.0267Vdaf 当 T＝ 1673 K 时，Ks=(0.368Vdaf+19.3) ×10-5 相关系数为 R＝0.77 热天平燃烧分布曲线 压汞法 沉降炉试验(DTFS) 热天平燃烧分布曲线
燃尽性 判别指标 煤燃尽特性 热天平特征指数 煤焦热天平燃烧曲线 综合指数 煤焦比表面积 表面反应速率系数 S Ks(× 10 )
-5
符号、单位 极难稳定区 KV daf N RJ ≤9 >4.25 ≤0.7 ≤1.35 ≤22.6
难稳定区 9～ 19 3.5～4.25 0.7～0.78 1.35～ 1.77 22.6～ 26.3
中等稳定区 19～ 27 2.5～2.5 0.78 ～0.85 1.77 ～2.19 26.3 ～29.2
易稳定区 27～40 1.75 ～ 2.5 0.85 ～ 0.99 2.19 ～ 3.09 29.2 ～ 34.0
褐煤区 >40 ≤1.75 >0.99 >3.09 >34.0