水泥黑生料發(fā)熱量測(cè)定方法

本發(fā)明涉及一種物料取樣及分析技術(shù)，屬于水泥生產(chǎn)分析技術(shù)領(lǐng)域。
黑生料可以使煤均勻地分布在生料中，進(jìn)而使煤灰能真正成為熟料的礦物。因而黑生料立窯煅燒技術(shù)有許多獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)。目前已被廣泛應(yīng)用于立窯水泥廠。由于黑生料中煤是與原料配合共同入磨的，因而窯上的操作工無(wú)法根據(jù)窯的燒成情況及時(shí)對(duì)煤進(jìn)行調(diào)整，因此，生料配熱的穩(wěn)定與適宜至關(guān)重要，它是黑生料煅燒技術(shù)的基礎(chǔ)和前提。
目前，水泥黑生料的配熱控制方法是采用對(duì)成品生料中的煤進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)生料中的煤含量調(diào)整煤的配比，以保持煤含量的穩(wěn)定。這實(shí)際上是對(duì)生料煤含量的控制。由于煤質(zhì)的差別，相同的煤含量并不意味著具有相同的熱值。就目前煤的測(cè)定方法精度而言，一般絕對(duì)誤差為0.5％。由于測(cè)定誤差引起窯溫波動(dòng)的程度計(jì)算如下設(shè)定生料中煤含量為10％，則生料中煤含量測(cè)定的相對(duì)誤差為0.5%10%×100%=5%]]>因此，引起熟料熱耗的相對(duì)誤差也為5％。
設(shè)定熟料熱耗為4180KJ/kg，則熟料熱耗的熱值波動(dòng)，即絕對(duì)誤差為4180KJ/Kg×5％＝209KJ/Kg查有關(guān)手冊(cè)知熟料的比熱為1.045KJ/kg.℃，故由此熱值波動(dòng)引起的窯溫變化為209/1.045＝200℃。
計(jì)算結(jié)果表明，在不考慮窯體散熱的情況下，由于煤測(cè)定方法的誤差可導(dǎo)致窯溫產(chǎn)生200℃的波動(dòng)。
本發(fā)明的思路不將生料中的煤含量做為控制指標(biāo)，也不將生料的煤含量結(jié)果做為調(diào)整煤配比的依據(jù)，而是直接測(cè)定庫(kù)底煤的熱值，并根據(jù)庫(kù)底煤的熱值確定生料中入磨煤的配比，從而準(zhǔn)確地在生料中配入設(shè)定的熱值。
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種分析方法及相應(yīng)的取樣裝置，以便根據(jù)庫(kù)底煤的熱值確定生料中入磨煤的配比煤的熱值采用工業(yè)分析方法。按照目前工業(yè)分析精度水平，灰份A、水份W和揮發(fā)份V的測(cè)定誤差分別小于0.5％、0.5％和1％，設(shè)煤的發(fā)熱量為25000KJ/kg，上述誤差引起的窯溫波動(dòng)的程度計(jì)算如下由發(fā)熱量公式Q＝K0-384A-359W-100V微分得
dQ＝-384dA-359dW-100dV|dQ|=(384dQ)2+(359dW)2+(100dV)2]]>對(duì)熱值測(cè)定的相對(duì)誤差為|dQ|Q=1Q(384dQ)2+(359dW)2+(100dV)2]]>把Q＝25000KJ/kg；dA＝0.5％；dW＝0.5％；dV＝1％代入得|dQ|Q=1.13%]]>即熱值測(cè)定的相對(duì)誤差為1.13％，對(duì)應(yīng)引起熟料熱耗的熱值的相對(duì)誤差亦為1.13％。仍設(shè)熟料的熱耗為4180KJ/kg，則熟料熱耗的熱值波動(dòng)，即絕對(duì)誤差為4180×1.13％＝47.23KJ/kg。由此熱值波動(dòng)引起的窯溫變化為 
計(jì)算結(jié)果表明，在不考慮窯體散熱的情況下，本發(fā)明的生料配熱控制技術(shù)可使窯溫波動(dòng)范圍減少4.4倍。
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于同一堆煤水份波動(dòng)0.5％，揮發(fā)份波動(dòng)1％的周期很長(zhǎng)，相應(yīng)的對(duì)水份和揮發(fā)份控制的周期也可以較長(zhǎng)。在此周期內(nèi)，水份和揮發(fā)份對(duì)煤熱值的影響可視為常數(shù)K′0，因而煤的發(fā)熱量公式可簡(jiǎn)化為 
通過(guò)測(cè)定煤的灰份即可測(cè)得其熱值。
本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵在于入磨煤樣品的獲取和其灰份的快速測(cè)定。
本發(fā)明采用專(zhuān)用的＂塊狀物料取樣裝置＂獲取入磨煤的樣品。附圖
為本發(fā)明所述的＂塊狀物料取樣裝置＂構(gòu)成示意圖，如附圖所示，＂塊狀物料取樣裝置＂由第一分料器3、分料通道4、破碎機(jī)5、第二分料器6、分料通道7、盤(pán)式磨8、第三分料器9、分料通道10及樣品盒11構(gòu)成。如附圖所示，取樣時(shí)，由煤庫(kù)底1下來(lái)的煤2首先進(jìn)入第一分料器3，經(jīng)分料通道4分取適量的煤送入破碎機(jī)5，由破碎機(jī)5破碎后的煤樣進(jìn)入第二分料器6后，經(jīng)分料通道7再分取適量的煤進(jìn)入盤(pán)式磨8，由盤(pán)式磨8磨細(xì)的煤樣通過(guò)第三分料器9和分料通道10分取適量的樣品進(jìn)入樣品盒11供測(cè)定用上述各分料器分取后的煤分別落入煤庫(kù)底下的主傳送帶13，并送入生料磨12。
本發(fā)明采用氧彈測(cè)定煤的灰份。將重量為G的煤樣放入恒重的鎳質(zhì)坩堝中，并一起裝入盛有10ml水的氧彈中，將氧彈充氧后，用電打火將煤樣引燃，待煤樣燃燒完畢后(約5-10分鐘)，將燃燒后的殘?jiān)Q(chēng)量計(jì)為G1。與標(biāo)準(zhǔn)的灰份測(cè)定條件相比較，由于煤樣燃燒時(shí)溫度迅速升高，使煤中的部分硫轉(zhuǎn)化為氣體SO3，進(jìn)而溶于水生成H2SO4，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定氧彈中的H2SO4，即可獲得灰份中SO3的揮發(fā)量G2，煤的灰份按下式計(jì)算A=G1+G2G×100%]]>本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)有
1.控制精度較高，是目前所用方法的4倍以上2.控制的滯后時(shí)間顯著縮短，最大滯后時(shí)間為控制檢測(cè)周期。而目前常規(guī)的控制滯后時(shí)間為控制檢測(cè)周期與物料在生料磨中停留時(shí)間之和。
3.本發(fā)明所述的＂塊狀物料取樣裝置＂可直接應(yīng)用到石灰石等物料的取樣系統(tǒng)中，對(duì)于提高生料率值合格率具有重要意義。
本發(fā)明應(yīng)用于水泥全黑生料的制備，可以有效地穩(wěn)定生料配熱，進(jìn)而穩(wěn)定立窯煅燒和熟料質(zhì)量，避免不必要的燃料浪費(fèi)，節(jié)約能源。我國(guó)有數(shù)以千計(jì)的立窯水泥廠，全黑生料煅燒技術(shù)的應(yīng)用較為普遍，利用本發(fā)明將會(huì)產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1.一種水泥全黑生料配熱控制技術(shù)，其特征在于用塊狀物料取樣裝置從煤庫(kù)底取煤樣，采用氧彈測(cè)得煤樣的灰份，進(jìn)而計(jì)算煤的熱值，所述的塊狀物料取樣裝置由第一分料器3、分料通道4、破碎機(jī)5、第二分料器6、分料通道7、盤(pán)式磨8、第三分料器9、分料通道10及樣品盒11構(gòu)成，所述煤樣的灰份是由煤樣在氧氣中燃燒后的殘?jiān)腿紵纬傻腟O3組成。
全文摘要
一種水泥黑生料配熱控制技術(shù),涉及物料取樣及分析方法,主要用于水泥全黑生料制備過(guò)程中保持生料發(fā)熱量的穩(wěn)定,通過(guò)設(shè)計(jì)的“塊狀物料取樣裝置”及氧彈測(cè)定煤樣灰份的方法,使生料配熱波動(dòng)控制在1.13%,比目前的常規(guī)方法提高4倍以上,控制滯后時(shí)間顯著縮短,對(duì)于穩(wěn)定熟料質(zhì)量,提高立窯產(chǎn)量和節(jié)約能源具有重要意義。