預(yù)熱器系統(tǒng)的結(jié)皮堵塞及預(yù)防

對(duì)旋風(fēng)預(yù)熱器來(lái)說(shuō)，最容易發(fā)生結(jié)皮、堵塞的部位是窯尾煙室、下料斜坡、縮口及最下一級(jí)旋風(fēng)筒錐體、最下兩級(jí)旋風(fēng)筒等部位。但是，結(jié)皮在整個(gè)預(yù)熱器系統(tǒng)以及預(yù)熱器主排風(fēng)機(jī)的葉片上都能發(fā)生。結(jié)皮增厚時(shí)，不但會(huì)使通風(fēng)通道有效面積減小、阻力增大，影響系統(tǒng)通風(fēng)，結(jié)皮嚴(yán)重或塌落時(shí)，還容易發(fā)生堵塞事故，影響正常生產(chǎn)。主排風(fēng)機(jī)葉片結(jié)皮，會(huì)使風(fēng)機(jī)發(fā)生震動(dòng)，影響風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。造成固體顆粒黏結(jié)在煅燒裝置的內(nèi)壁而形成預(yù)熱器內(nèi)結(jié)皮的原因，倫普認(rèn)為是濕液薄膜表面張力作用下熔融黏結(jié)，作用于表面上的吸力造成的表面黏結(jié)及纖維狀或網(wǎng)狀物質(zhì)的交織作用造成的黏結(jié)，由于在窯尾及預(yù)熱器內(nèi)的結(jié)皮中硫酸堿和氯化堿含量很高，而在硫酸鉀、硫酸鈣和氯化鉀多組分系統(tǒng)中，最低熔點(diǎn)溫度為650~700℃，因此窯氣中的硫酸堿和氯化堿凝聚時(shí)，會(huì)以熔融態(tài)形式沉降下來(lái)，并與入窯物料和窯內(nèi)粉塵一起構(gòu)成黏聚性物質(zhì)，而這種在生料顆粒上形成的液相物質(zhì)薄膜，會(huì)阻礙生料顆粒的流動(dòng)，在預(yù)熱器內(nèi)造成黏結(jié)堵塞。此外，生料成分波動(dòng)、喂料不均、火焰不當(dāng)、預(yù)熱器過熱、燃料不完全燃燒、窯尾及預(yù)熱器系統(tǒng)漏風(fēng)、預(yù)熱器內(nèi)襯料剝落、翻扳閥不靈等種種原因，也都會(huì)導(dǎo)致結(jié)皮、堵塞。法國(guó)拉法基水泥公司研究認(rèn)為，結(jié)皮的形式主要與下列三個(gè)因素有關(guān)。①與物料中鉀、鈉、氯、硫的揮發(fā)系數(shù)大小有關(guān)，特別是在還原氣氛中，揮發(fā)系數(shù)增大時(shí)，對(duì)結(jié)皮影響很大。②與物料易燒性有關(guān)。若物料易燒性較好，則熟料的燒成溫度將會(huì)相應(yīng)偏低，結(jié)皮就不易發(fā)生。③與物料中所含的三氧化硫與氧化鉀的克分子比大小有關(guān)。物料中的可揮發(fā)物含量越大，窯系統(tǒng)的凝聚系數(shù)越大，則結(jié)皮形成的可能性就越大。關(guān)于結(jié)皮的主要礦物成分，一般認(rèn)為是由于大量的粉塵循環(huán)及硫酸鹽、氯化物的富集而生成一種灰硅鈣石。中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院曾對(duì)8個(gè)結(jié)皮試樣進(jìn)行了X射線分析，發(fā)現(xiàn)8個(gè)試樣中都含有硫酸鹽和以復(fù)鹽形式存在的硫酸鹽化合物，而大部分試樣中都有灰硅鈣石（2C2S·CaCO3）和硫硅鈣石（2C2S·CaSO4）。國(guó)內(nèi)研究認(rèn)為：窯尾系統(tǒng)出現(xiàn)的結(jié)皮料可分為三種基本類型，即粉料塊結(jié)皮、疏松結(jié)皮、硬塊結(jié)皮。①粉料塊結(jié)皮的化學(xué)成分與生料接近，其結(jié)構(gòu)密實(shí)，黏結(jié)力主要為表面力，形成溫度為650~850℃。疏松結(jié)皮中硫、堿含量稍高，結(jié)構(gòu)疏松、多孔，黏結(jié)力主要由過渡液相產(chǎn)生，形成溫度為850~1000℃。硬塊結(jié)皮中硫、堿的含量最高，物料的黏結(jié)除由過渡液相造成外，主要由燒結(jié)所致，其含有硅酸鹽熔體，并伴有大量的新生礦物出現(xiàn)。硬塊結(jié)皮的形成溫度為1000~1200℃。生產(chǎn)過程中當(dāng)溫度超過1000℃時(shí)就有可能產(chǎn)生對(duì)生產(chǎn)有害的硬塊結(jié)皮。②粉料塊結(jié)皮的物料顆粒之間主要由緊密接觸而黏結(jié)，導(dǎo)致這種黏結(jié)的力為表面力；疏松結(jié)皮主要由硫、堿、氯形成的過渡液相黏結(jié)所致；硬塊結(jié)皮則由大量液相黏結(jié)而成。③因?yàn)榉哿蠅K結(jié)皮的黏結(jié)力較弱，對(duì)生產(chǎn)的影響不大；疏松結(jié)皮的黏結(jié)力稍強(qiáng)，通常采用機(jī)械除皮的方法，如捅料、空氣炮等可將其除掉；硬塊結(jié)皮會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成極大的影響，因此在生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免。美國(guó)波特蘭水泥協(xié)會(huì)亦認(rèn)為灰硅鈣石是結(jié)皮的主要成分。據(jù)其鑒定灰硅石的分子是Ca5(SiO4)2CO3，結(jié)構(gòu)式是2C2S·CaO·CaCO3。并且認(rèn)為RCl是灰硅鈣石形成的礦化劑。他們?cè)盟姆N不同的窯灰加入到生料中進(jìn)行試驗(yàn)，其摻和比為窯灰15%，生料85%，在同樣的條件下進(jìn)行加熱，發(fā)現(xiàn)只有含氯高（6.24%）的窯灰摻入后，經(jīng)800℃處理后的樣品中，有灰硅鈣石形成。他們提出的防止結(jié)皮的措施如下。①減少和避免使用高氯和高硫的原料。②使用低氯、低硫或中硫的煤。③如過量的氯和硫難以避免，建議采取以