|
Твердое топливо, используемое в
цементной промышленности, должно иметь теплоту сгорания не ниже 21 ООО
кДж/кг, зольность не более 10—12% и содержание летучих в пределах 10—30% на
сухую массу вещества. Угольную топливную шихту составляют из длиннопламенных
и короткопламенных углей.
Процесс горения частиц угля состоит в следующем. При
повышении температуры предельные органические соединения, составляющие
горючую часть топлива, разлагаются на летучие вещества и твердый остаток.
Летучие вещества содержат в основном С02, Н20, СО, Н2, С„Нт (непредельные
углеводороды). Выделяющиеся газы образуют оболочку вокруг твердой частицы и
сгорают при смешивании с воздухом в первую очередь. Во вторую очередь сгорает
кокс с выделением золы. Таким образом, частицы угля сгорают в две стадии: на
первой — быстро сгорают содержащиеся в ней летучие вещества, а на второй —
гораздо медленнее горит кокс. Общая продолжительность горения частицы угля
зависит от ее размера и скорости подвода к ней воздуха и составляет в
условиях вращающейся печи 0,1—0,3 с. Чем более тонко размолот уголь и чем
интенсивнее смешивается он с воздухом, тем быстрее он сгорает
Угли с большим содержанием летучих веществ (газовые)
воспламеняются на близком расстоянии от форсунки и образуют длинный факел.
Тощие же угли, наоборот, воспламеняются позднее и горят быстро, образуя
короткий факел. Подбирая определенную смесь газовых и тощих углей, можно
регулировать длину и форму факела в печи.
Выбор топлива для обжига сырьевой шихты определяется видом
печного агрегата. Так, для обжига сырья во вращающихся печах применяют
преимущественно каменные угли, а также бурые угли, горючие сланцы, коксовую
мелочь. Каменные угли могут быть длиннопламенными (Д), тощими (Т), газовыми
(Г), паровично- жирными (ПЖ) и др., а бурые — мелкими (БМ), средними (БС),
крупными (БК) и рядовыми (БР) соответственно с размерами зерен 13—25; 25—50;
50—100; до 100 мм. Для обжига сырья в шахтных печах используют в основнФм
кокс и антрацит наиболее употребительных марок AM, АС, АРШ, АШ с содержанием
летучих до 7 и золы до 9—16%.
В 16 приведены некоторые составы шихты топлива для
вращающихся печей.
Поскольку влага в топливе — балласт, то ее содержание в
углях не должно превышать 2%.
Негорючая часть топлива также влияет на процесс обжига
клинкера, так как она оседает на материал в виде золы и изменяет его
химический состав. Поскольку в составе неорганической части углей преобладают
Si02, А120з и Ре20з, то при выпадении золы на материал понижается его
коэффициент насыщения и повышается силикатный модуль. Поэтому количество золы
необходимо учитывать при расчете сырьевой смеси для получения клинкера заданного
состава. Применение многозольных топлив может вызвать образование колец во
вращающейся печи и приваров в шахтной печи или ухудшить качество клинкера и
цемента. Поэтому содержание золы в топливе не должно превышать 20%.
Твердое топливо, подаваемое в печь для обжига, должно быть
измельчено в разной степени в зависимости от вида обжигающего агрегата
(шахтная или вращающаяся печь) и марки угля.
При обжиге во вращающихся печах тонкость помола угля
должна быть высокой (угольная пыль): остаток на сите № 008 составляет 8—16%.
При этом чем больше летучих веществ в топливе, тем грубее должен быть его
помол. Это объясняется тем, что с уменьшением размера частиц угля
увеличивается скорость удаления летучих веществ, что может привести к
неполному их сгоранию. При слишком же грубом помоле угольные частицы не
успеют сгореть за время их пребывания ^факеле и будут падать и догорать на
слое материала, что создаст условие для восстановительного процесса обжига. В
результате этого снижается температура в зоне спекания и ухудшается качество
клинкера.
Скорость горения топлива (каждой частицы) — 1—2 с.
Скорость вылета воздушно-угольной смеси из форсунки составляет 30—80 м/с. На
расстоянии 1—2 м от головки скорость газового потока быстро падает и за это
время уголь должен полностью сгореть.
Благоприятные условия сжигания угля создаются при
равномерной подаче его в печь, оптимальной длине зоны горения, равной
примерно восьми диаметрам печи в свету, при правильном подборе количества
первичного воздуха с учетом количества летучих веществ в топливе, оптимальной
тонкости помола и угле наклона форсунки, вызывающем сгорание топлива у
поверхности материала, оптимальной скорости вылета угольно-воздушной смеси и
при тяге, обеспечивающей коэффициент избытка воздуха в
пределах 1,05—1,15.
При обжиге в шахтных печах размер частиц угля должен
находиться в пределах от 0,1 до 0,5 размеров сырьевых гранул, полученных при
брикетировании сырьевой муки. При обжиге в шахтных печах брикетов,
изготовленных из совместно измолотых сырья и топлива («черный брикет»),
требования к тонкости помола топлива такие же, как и к сырью.
|