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为什么水泥厂旁路放风灰氯含量/旁路放风效率差别会这么大？（上）

时间：2023-09-18 来源： 浏览：

为什么水泥厂旁路放风灰氯含量/旁路放风效率差别会这么大？（上）

原创 cement wang 水泥窑炉与污染物减排
水泥窑炉与污染物减排

cement_wang

水泥窑炉煅烧与污染物减排的背后原理，如何应用这些原理指导生产。近期重点介绍替代燃料相关知识。

收录于合集
#旁路放风 3 个
#替代燃料 34 个
之前写过一篇计算水泥厂旁路放风灰氯含量的文章，如下。当时从理论上计算了旁路放风的氯含量 ，在假定入窑热生料氯含量为1%（使用旁路放风后），氯在窑内挥发率为99%的情况下，旁路放风灰的氯含量为7.8%。

根据公开发表的文章，统计了6个厂家旁路放风灰中的氯含量，最低仅为6.9%，最高达到了24.5%

cement wang，公众号：水泥窑炉与污染物减排 旁路放风灰中的氯含量正常应该在多少？
根据欧洲水泥研究院（ECRA）的统计，不同水泥厂旁路放风灰氯含量最低为0.05%，最高为27.2%，平均为5.2%。 不同厂家的差别非常大。在此， 想进一步聊一聊是什么原因导致旁路放风灰氯含量、旁路放风的效率差别会这么大。
1. 理论上旁路放风灰氯含量是多少？
在上面的那篇文章中已经介绍了旁路放风灰氯含量如何计算，在此进行简化， 旁路放风灰的氯含量理论计算公式如下：
Cl,bypass% = (Cl,HM%×VR%×10)/(Qgas×Dust)
其中，Cl,bypass就是旁路放风灰的氯含量，%；Cl,HM是入窑热生料的氯含量，%，如1%或者2%；VR是氯在窑内的挥发率，正常是97%-99%；Qgas是每kg熟料窑内产生的烟气量，Nm3/kgcl ，与单位熟料头煤热量供应、过剩空气系数等有关，通常在0.42 Nm3/kgcl左右； Dust是烟室的粉尘含量，g/Nm3 ，通常在200-300 g/Nm3。
例如，假定入窑热生料氯含量Cl,HM为2%，氯在窑内挥发率VR为98%，Qgas为0.42 Nm3/kgcl，Dust为300 g/Nm3。那么根据上面公式，旁路放风灰理论氯含量就是：
Cl,bypass%=(2×98×10)÷(0.42×300)=15.6%
2. 从理论公式中能够发现什么？
从这个公式里面可以看出：
① 理论上旁路放风灰氯含量跟旁路放风的比例无关，放风比例1%和放风比例10%对灰的氯含量没有影响，不过这只是理论上；
② 旁路放风灰氯含量越高，意味着
- -若旁路放风灰量差不多，则此时带出的氯更多，旁路放风的效率更高；
-- 达到相同除氯效果时带出的粉尘更少，对熟料产量的影响也更小，同时对热耗的影响更小，这应该是追求的目标 （但是在后续旁路放风灰处理中，氯含量过高可能不利于灰的输送）；
③ 对旁路放风灰氯含量影响最大的因素包括(从大到小排列)：
a. 入窑热生料氯含量 ，当 热生料氯含量 在0.8%和2%情况下运行，旁路放风灰氯含量会 差别2.5倍；
b. 旁路放风烟气的粉尘含量， 当烟室非常清晰的时候，此时粉尘含量低，可能只有100 g/Nm3 ；反之， 当窑内飞沙料大、入窑生料在斜坡或者舌头处被扬起，粉尘含量则会非常大，比如400 g/Nm3，这两种情况对旁路放风灰氯含量的影响可达4倍；
c. 氯在窑内的挥发率 ，当大量液相提前出现，氯被包裹在熟料中，且生料易烧性好，窑内烧成温度偏低，则氯在窑内的挥发率相对会低，比如93%；反之，生料易烧性差，窑内煅烧温度高，氯的挥发率可能达到99%， 在这两种情况下旁路放风灰的氯含量分别为（其它参数参考上述热生料氯含量2%的例子）14.8%和15.7%，差别并不大， 因此氯在窑内的挥发率对于旁路放风灰氯含量的影响并不大 [有一种情况除外，就是窑内烧成温度严重偏低，氯的挥发率偏低，飞沙料严重，此时因为烟室粉尘浓度高，旁路放风灰氯含量就低]
计算氯在窑内挥发率的公式为：
氯在窑内挥发率= 1 - 熟料氯含量/热生料氯含量
比如，热生料氯含量为1.5%，熟料氯含量为0.03%，则氯在窑内的挥发率就是= 1- 0.03%/1.5% = 98% 。
对于碱、硫在回转窑的挥发率，与氯的计算公式一样，换成对应的碱、硫含量即可。
正常生产时， 建议企业每班取入窑热生料，测量其碱氯硫含量，追踪碱氯硫挥发率的变化。
d. 单位熟料烟室的烟气量。 烟气量取决于输入热量、过剩空气系数、漏风等，烟气量越大，相同的氯蒸汽浓度就会越低，旁路放风灰的氯含量自然也越低；另外， 烟气量越大可能导致窑内、烟室风速增加，更多的料被携带上去，导致烟室粉尘含量增加，这也会引起旁路放风灰氯含量降低。
考虑上述例子中，若 烟室烟气量降低为0.36 Nm3/kgcl，此时旁路放风灰氯含量就会提高到18.1%，提高了2.5% 。
可以看出， 对旁路放风灰氯含量影响最大的因素就是入窑热生料氯含量、烟室粉尘含量 ，两者的变化对于旁路放风灰氯含量影响巨大；相对来讲， 氯在窑内的挥发率、单位熟料烟气量对旁路放风粉尘氯含量的影响并不是很大。
除了以上四个因素，若能把旁路放风灰的粗颗粒分离出来，再入窑（如本文图片所示），只把旁路放风细颗粒喂入水泥磨， 此时旁路放风细颗粒的氯浓度可能是平均浓度的2倍左右 。原因是：氯蒸汽在凝结时，更容易凝结到细颗粒上，所以粗颗粒的氯含量更低，细颗粒氯含量更 高。
继续深究的话，对旁路放风灰氯含量影响最大的因素其实是：取气位置的氯蒸汽浓度、粉尘含量这两个指标 ，而 氯蒸汽浓度受到了入窑热生料氯含量、氯在窑内挥发率、单位熟料烟气量的影响， 除此 还需要注意的是氯蒸汽在同一截面的分布并不均匀 ，同一截面从不同位置取气，取出的氯的量并不相同，旁路放风效率自然不同，旁路放风灰氯含量也会有很大差异。关于这点我们 下期再聊 。

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