各类替代燃料原料在水泥窑分解炉中燃尽率的对比
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在环保与可持续发展的时代浪潮下,水泥行业正积极寻求转型,其中使用替代燃料成为减少碳排放、实现绿色生产的关键举措。

 

水泥窑因其独特的高温、强湍流环境,为各类替代燃料的高效利用提供了可能。然而,不同替代燃料在水泥窑分解炉中的燃尽率表现参差不齐,这直接关系到燃料的利用效率、水泥生产的成本以及对环境的影响。今天,我们就来深入探讨各类替代燃料原料在水泥窑分解炉中燃尽率的差异。

 

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一、替代燃料的重要性及燃尽率意义


燃尽率作为衡量替代燃料在水泥窑分解炉中燃烧效果的关键指标,意义重大。高燃尽率意味着燃料能够充分释放热量,为水泥熟料的烧成提供充足的能量,同时减少未燃尽物质对水泥质量和窑内环境的负面影响,如避免结皮堵塞、降低有害气体排放等。

 

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二、常见替代燃料原料及其燃尽率表现

 

工业固废 / 废纺织:在众多替代燃料原料中,工业固废和废纺织展现出了优异的燃尽效果。例如,经过处理的废纺,在合适的工况下,其燃尽率能够达到较高水平。从成分上看,废纺含有一定比例的有机纤维,这些纤维在分解炉的高温环境下能够迅速分解并燃烧。某研究通过模拟悬浮燃烧试验发现,在特定尺寸下,废纺的燃尽率高于许多其他常见替代燃料。而且,工业固废中的可燃成分,如废弃塑料、橡胶等,经过预处理后,也能在水泥窑分解炉中实现良好的燃烧,燃尽率可与优质煤炭相媲美。

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生物质燃料:生物质作为一种常见的替代燃料,其燃尽率受多种因素影响。生物质颗粒通常粒径分布在 0.5 - 2.5cm,含水量较高,如部分生物质颗粒含水量可达 8.8%。较高的含水率会延长水分蒸发时间,从而影响后续的燃烧反应。当在水泥窑分解炉中使用时,如果投加台时较高,容易导致烟室、分解炉锥部等处结皮清理频次提升,系统 CO 含量升高,窑减产。在一些实际应用中,当生物质颗粒台时稳定在 1.5t/h 时,水泥生产线的各项生产指标可控,但每吨生物质颗粒可替代煤粉 0.50t,替代燃料热值利用效率为 77%,其燃尽率表现相对一般。

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混合工业废旧塑料:废旧塑料也是一种具有潜力的替代燃料。然而,其燃尽率同样面临挑战。废旧塑料粒径控制在 5cm 以内,氯离子含量较高,部分可达 2.04%。在实际投加过程中,由于废旧塑料的燃烧特性与煤粉差异较大,容易出现不完全燃烧的情况。当投加台时控制在 0.5t/h,分解炉出口 CO 较正常情况下提升 0.3% 左右,窑台产出现波动,最高降幅可达 5t/h,并在分解炉局部出现爆燃现象,现场结皮清理频次加大,系统稳定性较差。每吨废旧塑料可替代煤粉 0.52t,替代燃料热值利用效率为 69%,燃尽率不理想。

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三、提高燃尽率的方式

 

为了提高替代燃料在水泥窑分解炉中的燃尽率,可以从以下几个方面入手。首先,优化废弃物的预处理工艺,降低含水率、减小尺寸,提高其分散性。例如,通过斯瑞德研发推出的RDF替代燃料制备系统,其精细化破碎+筛分等手段,能够将废弃物处理成更适合燃烧的形态。


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其次,改进水泥窑的燃烧系统,调整燃烧温度、空气过剩系数等参数,为替代燃料提供更适宜的燃烧环境。还可以采用先进的燃烧技术,如分级燃烧、富氧燃烧等,促进替代燃料的充分燃烧。

 

随着技术的不断进步和对环保要求的日益提高,未来水泥窑替代燃料的发展前景广阔。我们需要进一步深入研究不同替代燃料的燃烧特性,不断优化工艺和设备,充分发挥工业固废 / 废纺织等燃尽率高的替代燃料的优势,同时提升其他替代燃料的燃尽率,实现水泥行业的绿色、可持续发展。