煤炭催化燃烧固硫剂

  问题
水泥厂熟料线使用高硫煤做燃料，因其具有很大的区域价格优势，在水泥行业的经济价值不容忽视。通常高硫煤是指全硫含量（st，ad）大于2％的煤种，使用高硫煤作为水泥熟料煅烧燃料，熟料烧成过程中被吸收的硫**过一定量后会对水泥熟料质量产生不良影响，继而可能对硅酸盐水泥的主要性能如凝结时间、强度等产生影响；较**的问题是：硫在窑系统的循环富集会导致烧成设备结皮、结圈、堵塞，使生产无法连续进行。

  原因
在预分解窑系统中由燃料引入的硫，分别在窑头和分解炉内燃烧生成SO2，可以被碱性氧化物和氧化钙吸收生成硫酸盐。其中部分硫酸盐在高温带分解，释放出的SO2气体随窑气向窑尾运动，到达较底两级预热器等较低温度区域时，冷凝在温度较低的生料上， 并随着生料一起再次进人窑内，然后又被吸收生成硫酸盐，从而形成预热器和窑之间的硫循环和富集。部分未分解的硫酸盐随熟料从窑头落至篦冷机内冷却，成为熟料成分。
造成预分解系统结皮堵塞的原因很多，硫、碱、氯等挥发性物质会加剧结皮、结圈、结焦堵塞的发生。预分解窑较底级旋风筒下料管、窑尾烟室以及回转窑分解带温度较高部位的结皮、结圈和结球，很多是由硫酸盐及其复合化合物引起的。
解决高硫煤带来的问题较理想的方法就是减少硫挥发，将硫尽可能地固化于熟料中。当然熟料中SO3含量不能**国标GB/T21372一2008规定的上限值1.5%。K2SO4、Na2SO4以及一些复合硫酸盐比较稳定，不易分解，而CaSO4较容易分解。在氧化气氛下，CaSO4在温度较高情况下（如温度**1200℃）直接分解，发生反应（1）；在还原性气氛下，CO气体的存在会使CaSO4的分解机理变得复杂，较低温度下（如1060℃）就可以发生反应式（2）和（3）；如果存在未燃尽的煤粉落在物料上，则会发生反应（4）；一般认为水泥窑烧成带温度下，硫酸碱是可以稳定存在的，但在还原气氛下也可能发生反应（5）和（6）
CaSO4→CaO+SO2+1/2O2        （1）
CaSO4+CO→CaO+SO2+CO2        （2）
CaSO4+4CO→CS+4CO2               （3）
2CaSO4+C→2CaO十2SO2+CO2   （4）
R2SO4+CO→R2O+SO2+CO2      （5）  
R2SO4+C→R2O+SO2+CO2           （6）
由此可见，窑内硫的挥发主要来自CaSO4的分解、生成、再分解。当然硫的挥发与窑的操作条件包括窑内氧气浓度、温度及在窑内停留时间等有关。
为了解决这些问题，水泥厂的设计单位以及熟料线生产操作人员提出了诸多方案，其中包括改变燃烧器、烟室料幕、旁路放风、加大窑内通风、提高窑速、采用合理的配料方案来平衡硫碱比等，虽起到了一定的效果，但都没有从根本上解决问题，依然需要加装空气炮、高压水枪等装置设施来辅助清除结皮、结圈、结焦、结蛋，以维持熟料线的正常生产。
  固硫机理
固硫剂所起的作用有三方面，一方面是促进煤燃烧，即降低煤的着火温度，加快煤粉的氧化燃烧反应速度，缩短煤粒的燃尽时间，降低灰分残碳。窑头不再出现还原性CO气氛和未燃尽的焦炭颗粒，高温带熟料中CaSO4的分解程度降低，减缓了硫循环。另一方面，固硫剂中存在的微量过渡元素和稀土元素，可以提高CaSO4的分解温度到1500℃以上，有助于硫固化于熟料中，以高温隐定的物相（如钙明矾石）的形式存在。*三，在低温区煤以无焰燃烧方式进行，固硫剂中催化成分可以迅速将SO2转化成SO3，与分解炉中的CaO快速生成CaSO4并进入烧成带，重复高温区的固硫过程。总而言之，加入煤炭催化燃烧固硫剂有效消除硫循环富集的条件，保证了窑况的稳定和烧成质量的提高，同时可以有效的降低熟料煤耗5~10%，降低熟料生产成本。
  使用方法
煤炭催化燃烧固硫剂是蓝绿色液体产品，不燃不爆。
只需一台计量泵将其均匀地喷洒在煤磨入磨皮带秤后的原煤表面。根据煤炭含硫量，添加量是煤炭量的0.1~0.15%。一般情况下，在添加10小时后，原来的结皮、结圈、结焦开始大量脱落，24小时后，不需要再进行空气炮、高压水枪的清理工作。