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煤炭是我国的主要能源资源,水泥工业是传统耗能工业,一直使用煤炭作为主要燃料。我国的水泥厂使用的煤不尽一样,不同的煤对于水泥熟料的生产影响不同。优质的烟煤是比较理想的燃料,但是价格较高;劣质的无烟煤价格上具有优势,但是在生产过程中容易带来不利的影响,从而影响水泥熟料的质量。 本文以红水河、惠州和鲁南三家水泥厂为研究对象,结合实际生产,深入研究不同煤对水泥熟料生产的影响。为合理利用煤炭资源、优化水泥熟料生产能量配置以及节能减排理论提供一定的依据。 1)对红水河煤和惠州煤进行煤进行工业分析、元素分析、以及粒度测试,结果表明红水河煤是高灰分、低挥发的劣质煤,惠州煤是优质的烟煤。 2)对红水河煤和惠州煤煤粉样品进行热分析实验,研究煤粉燃烧的反应动力学。得到了不同升温速率下的TG和DTG曲线,进行了燃烧特性的研究。取20℃/min升温速率下的数据进行分析,表明在20℃/min的升温速率下红水河煤煤粉样品的着火温度为465.1℃,反应活化能为261.78kJ/mol,惠州煤的煤粉样品的着火温度为378.1℃,反应活化能为130.17kJ/mol,惠州煤煤粉样品燃烧性能优于红水河煤煤粉样品。 3)对红水河和惠州实际生产的水泥熟料样品进行岩相显微结构的分析,结果表明:红水河水泥熟料质量良好而且熟料的早期强度高,说明品质差的无烟煤煅烧出良好的熟料是切实可行的。这是由于红水河使用比较先进的四通道煤粉燃烧器,加强空气和煤粉的混合效果,同时使煤粉在燃烧过程中的火焰形状易于调节,还加细了煤粉的细度,红水河煤煤粉的体积中位径D(0.5)为19.895μm,改善了煤粉的燃烧性能。同时为了减小煤粉中灰分含量高对熟料煅烧和熟料质量的影响,红水河还对配料进行了相应的调整。惠州水泥熟料煅烧程度较差,属于欠烧熟料。因为在实际生产过程中,入窑生料的KH过高,而且煤粉的下煤不稳定,存在不均匀、不连续的现象,同时回转窑内的通风情况不顺,造成了窑尾的还原性气氛。 4)对鲁南厂的分解炉和回转窑进行研究,分解炉采用CFD数值模拟,回转窑采用热平衡的理论计算,对这两种主要消耗能量的设备进行能量配置的深入分析,得出比较合理的优化建议,即降低燃料分配率,也就是提高分解炉内的用煤率。