煤中硫分对水泥易烧性的影响
氧化镁、碱、氯、硫和微量元素对烧成及水泥品质的影响
一、氧化镁含量对烧成及水泥品质的影响氧化镁主要存在于石灰石、矿渣、黏土中，生料中氧化镁含量一定时易烧成,但过多易造成窑内结皮脱落频繁。
原料中的MgO经高温煅烧，其中部分与熟料矿物结合成固熔体，部分熔于液相中。
因此，当熟料中含有少量MgO时，能降低熟料的烧成温度，增加液相数量，降低液相黏度，有利于熟料烧成，还能改善水泥的色泽。
在硅酸盐水泥中，MgO与主要熟料矿物相化合的最大含量为2%(以质量计)，超过该数量的部分就在熟料中呈游离状态，以方镁石的形式出现。
方镁石与水反应生成的Mg(OH)2，其体积较游离MgO增大，而且反应速度极其缓慢，导致已经硬化的水泥凝固体内部发生体积膨胀而开裂，造成所谓氧化镁膨胀性破裂，因此造成水泥强度的降低。
另外，MgO含量高的熟料粉碎性不良。
二、碱(K2O，Na2O)含量对烧成及水泥品质的影响碱一般存在于原料黏土与硅石中，为低熔点物质，容易与SO3、Cl结合，降低了C3A、C4AF的生成温度。
碱对水泥生产的影响主要有两个方面：一是影响新型干法熟料烧成系统的正常生产；二是影响熟料的质量。
煅烧含碱过高的生料，由于碱性挥发物在窑尾和预热器中的循环富集，容易引起烟道、分解炉、预热器中结皮堵塞，回转窑内则是料子发黏，烧结温度范围缩小，热工制度不稳，飞砂严重，窑皮疏松，烧成带材料寿命缩短，致使熟料质量下降，严重时将无法正常生产。
生料中的碱除一部分挥发循环外，其余的大部分均以硫酸盐的形式存在于熟料中。
如果熟料含碱量过高，则其凝结时间将缩短，以致急凝，水泥标准稠度需水量增加，熟料中游离石灰增高，安定性不良，抗折强度降低，并出现1d，3d的抗压强度略有升高，而7d，28d的抗压强度明显下降。
此外，高碱水泥在有些地区使用时，还应特别注意防止碱集料反应的破坏作用。
三、氯含量对烧成及水泥品质的影响氯主要存在于石灰石、矿渣与燃料中，是低熔点物质，易和碱结合，成为旋风筒堵塞的原因。
氯在烧成系统中主要生成CaCl2或氯化碱,其挥发性特别高，在窑内几乎全部再次挥发，形成氯、碱循环富集，致使预热器生料中氯化物的含量提高近百倍，引起预热器结皮堵塞。
硫对铝酸盐水泥物相组成和浇注料性能的影响
是 由燃 煤造成 的 ｊ。文献 ［７］报道 ，在硅 酸盐 水泥 的生 产 过程 中 ，煤燃 烧放 出的 ＳＯ：能与 水泥 生 料反 应生 成 硫铝 酸钙 （３ＣａＯ·３Ａ１ ０ ·ＣａＳＯ ，即 Ｃ Ｓ）而得 到 固 定 ，降低 ＳＯ：排放 。在铝酸盐水 泥 的生产 过 程 中 ，煤 中 的硫 能否与水 泥生料反应 生成 ｃ ｓ，对铝 酸盐水泥结 合浇 注料 的施 工性能有何 影响 ，目前还 未见报道 。
表 １ 原料的化学组成
用 ｓ４ Ｐｉｏｎｅｅｒ Ｘ射线荧光仪对煅烧矾土和水泥进 行化学组成分析，采用 ＣＳ－２０６型碳硫仪进行全硫分析。
用 ｘ’Ｐｅｒｔ Ｐｒｏ Ｘ射线衍射仪对水泥熟料进行物 相分 析 ，用 Ｎｏｖａ Ｎａｎｏ ＳＥＭ ４００扫 描 电子 显 微 镜 并 结
张 业 范 ：男 ，１９７８年 生 ，博 士 研 究生 。
Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｅｆａｎｚｈａｎｇ＠ １６３．ｃｏｒｎ
通讯作者 ：李楠 ，男 ，１９３８年 生 ，教授 。
Ｅ—ｍａｉｌ ｌｉｎａｎ＠ ｗｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
Байду номын сангаас收稿 日期 ：２０１５—０７—０７
５４ ＮＡＩＨＵＯ ＣＡＩＬＩＡＯ／耐火材料 ２０１ ６／１ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｈｃ１．ｃｏｍ．ｃｎ
摘 要 ：为 了研 究煤 中的硫 含 量对铝 酸 盐水泥 的物相 组 成和 浇 注料 性 能 的影 响 ，选取 以不 同硫 含 量 的煤 为 燃料 煅烧的两种不同硫含量的 ＣＡ一５０铝酸盐水泥为研 究对象，分析 了煤 中硫含量的增加对水泥熟料物相组成的影 响 ，并 用碳硫 仪 、ＸＲＤ、ＳＥＭ 和 ＥＤＳ分析 了原料和 熟料 中硫 的含 量和存 在 形式 ，比较 了两种铝 酸 盐水 泥结合 浇 注 料的性能。结果表明：煤 中硫含 量的增加导致水泥 中硫铝酸钙含量的增加 ，进 而影响浇注料 中水泥的水化过 程 ，推迟 了水化产物产生大量沉淀的时间，降低 了最高放热温度 ，提 高了２４ ｈ养护后 的耐压强度。 关键 词 ：铝 酸 盐水 泥 ；二氧 化硫 ；硫铝 酸钙 ；煤
配料中硫、碱成分对煅烧的影响及控制
①影响燧烧过程的正常运行。
碱与硫的单独影响是，当熟料中碱的总量或S03超过熟料重量的1%时，过量的碱（K、Na）会影响窑后烟室的结皮；过量的硫会引起窑内结圈。
当熟料中S03含量在1%左右时，会有利于改善生料易烧性，并提高熟料强度，但要以硫的含量增加不降低饱和比为前提。
考虑硫碱比对生产的影响就更复杂。
在预分解窑中，保持硫碱比值的恒定是动态的。
由于物料在窑内停留时间特别短，热负荷又小，碱（K、Na）很容易随熟料带走，而硫化物仍在窑内挥发循环，此时由于碱的缺乏，在窑的后部会形成结皮的恶性循环。
如果窑的燃烧温度高，或火焰直扫到物料上，这种循环更会加剧，直到结皮或预热器堵塞发生。
而一旦在窑的低温区域，这些硫化物还要释放出来，使生成的熟料中S03变高。
硫在窑内的循环与富集机理是：窑内的硫化物主要形式是S02,它在窑内的来源是燃料中硫的氧化及硫酸盐的分解，理论上S02低温下可氧化成S03,但实际上99%的气态硫化物将是S02,这样形成的S02几乎都被旋风预热器中的K20、Na20和CaO所结合，当大量CaS04在烧成区域再度挥发，并在窑尾和四、五级预热器形成硫循环结皮时，碱性硫酸盐的低挥发性将使它们存在于熟料中，这种循环严重时将引发预热器结瘤和堵塞出现。
②不合理的硫碱比值会影响熟料质量及易烧性。
熟料中因S03过量会阻止C3S的形成。
成为形成黄心料的另一种原因。
熟料的褐色核心一般都认为是窑内的还原气氛所致，但是由于形成高贝利特和硫酸盐浓缩减少了熟料的渗透性，阻止了冷却期间亚铁（Fe2+）氧化成三价铁（Fe?+）,这就成为黄心料出现的另一条途径，这本身又是由窑喂料的化学成分变化和硫化物在窑内的低挥发性所造成的。
褐色熟料的不良结果就是热耗增加、降低易磨性、损失水泥强度和造成水泥快凝。
2、生料配料中的硫碱含量应控制在什么范围？生料配料中的硫碱控制范围建议如下。
①热生料中S03应小于3%,S03和Cl-的总和应小于4%,其中Ck含量对硫碱的比值影响很大,因为碱先是与氯化合为氯化碱/剩余的碱与硫结合成为硫碱化物。
硫对水泥熟料煅烧的影响(上)
硫对水泥熟料煅烧的影响(上)陈友德;程亮;郑德喜;赵艳妍;郑金召【期刊名称】《水泥技术》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】5页(P23-27)【作者】陈友德;程亮;郑德喜;赵艳妍;郑金召【作者单位】天津水泥工业设计研究院有限公司,天津300400;同煤集团建材公司,山西大同037003;天津绿曙环保科技有限公司,天津300400;天津水泥工业设计研究院有限公司,天津300400;天津水泥工业设计研究院有限公司,天津300400【正文语种】中文【中图分类】TQ172.18近年来，随着价格相对便宜的含硫量较高的燃煤以及工业废物、城市生活垃圾使用量的增加，硫对水泥熟料煅烧的影响越来越引起人们的重视。
水泥熟料在煅烧过程中，原燃料中的硫生成不稳定的硫化物和硫酸盐，在预热器系统较高温度部位和回转窑筒体中后部位的耐火衬砖的表面形成结皮、结圈、结长厚窑皮的现象，影响烟气和窑料的运行、熟料的生产热耗和产、质量。
此外，硫化物和硫酸盐还对金属筒体、耐火衬体产生腐蚀和损坏，熟料煅烧产生的二氧化硫随烟气排至大气，易产生酸雨，污染大气。
硫对水泥熟料煅烧的影响，并不是单元素硫，而是以硫化物、硫酸盐与钾、钠、氯等化合物和钙、硅、铝、铁等化合物组成的复合化合物的形式呈现。
硫的单一化合物的熔融温度大致从1 200℃开始至1 550℃结束。
此外，在高温还原工况下，硫酸盐大量吸热后与未完全燃烧的碳作用，生成二氧化硫，随烟气后逸与窑料中的氧化钾、氧化钠、氧化钙等氧化物作用，生成熔融的硫酸盐并随窑料运行，在此过程中形成熟料成分。
上述情况表明，硫的化合物在系统内相互作用，在不同温度的固、熔、气态之间转换，循环富集，对熟料煅烧产生影响。
烧成系统内与硫有关的化合物、复合化合物的循环富集介绍如下。
1.1 物料熔融温度水泥熟料煅烧过程中，主要矿物仅为4种，但其化合物约有数十种，一些易在窑内循环的低熔融化合物的熔融温度如下：（1）碱、氯、硫等化合物的熔融温度碱、氯、硫化合物的熔融温度因实验状况不同，温度稍有差异，这是由实验条件的差异所造成的。
煤对水泥熟料的影响 (2)
煤对窑的影响在水泥生产过程中，煤不仅作为燃料，而且成为水泥中的一种成分。
并且煤质的好坏直接影响水泥熟料的产量、质量以及企业的综合经济效益。
那么，掌握煤对窑影响方面的知识是绝对有必要的。
煤对窑内热工制度、熟料的产和质量影响较大的是：煤的发热量、灰分、挥发分、含水量、煤粉的细度以及碱、氯、硫的含量等。
1、煤的发热量（热值）的影响煤的发热量的高低直接影响到窑内的热工制度，影响窑内温度的高低，进而影响到C3S的形成，影响熟料的质量。
而影响热值的主要因素为灰分，灰分过高，热值低。
热值高的煤，在保证熟料质量和产量生产过程中，煤的使用量势必会减少，进而产生的灰分量的比例会减少，对熟料质量及回转窑的稳定运行影响就小。
反之，煤使用量的增多，燃烧过程中产生的灰分的比例增加，势必会影响熟料的质量及回转窑的稳定运行（灰分对熟料质量及回转窑稳定运行的影响，将在煤的灰分中做进一步解释）。
2、煤的挥发分的影响所谓挥发分即将煤隔绝空气加热到900℃左右，煤中的有机质和一部分矿物质就会分解成气体或者液体逸出，再减去煤中的水分。
当煤的挥发分Var<18%时，着火缓慢，形成黑火头过长，燃烧缓慢，降低火焰温度。
当煤的挥发分Var>18%时，由于挥发分会很快的分解燃烧，形成黑火头过短，物料在高温带停留时间短，对熟料的质量不利。
当煤的挥发分过高时，在进行烘干和粉磨时，会有一部分挥发分逸出，不但造成热量的浪费，且易发生爆炸事故，同时，挥发分加高的煤有更大的经济效益，用来生产水泥是不经济的。
3、煤的灰分的影响灰分是煤在彻底燃烧后剩下的残渣。
灰分的高低对煤的热值有着直接的影响。
灰分过高会导致煤的热值低，从而使烧成带的温度上不去，火焰发浑，飞沙料增多，窑况不稳，熟料产、质量下降；并且灰分高，产生灰分沉积及窑内液相量过早出现，引起窑内结圈、结蛋，严重影响窑内通风和大窑的安全稳定运行，进而引起篦冷机堆“雪人”，反过来有更严重地影响窑及预热器系统的稳定运行；再者，灰分过高，煤质差，造成相当部分的煤粉未完全燃烧。
燃煤的工业分析中各成分对燃烧的影响
燃料中的硫化铁加剧磨煤部件的磨损
灰熔点（ST） 灰分在熔融状态下粘结在锅炉受热面上造成结渣，危及锅
炉运行的安全性和经济性。 对于固态排渣炉， ST< 1350℃ 可能结渣
煤的分类
我国煤的主要分类指标 干燥无灰基挥发分Vdaf含量 可分为三大类：褐煤（ Vdaf含量＞37% ）、烟煤 （ Vdaf含量＞10% ）、无烟煤（ Vdaf含量≤10% ） 为实现能源的综合利用，考虑各种工艺（炼焦、 燃烧、气化或液化等）对煤质的要求，每一类煤 还要进一步划分为小类
煤灰成分沾污指数
煤灰和飞灰烧结强度：直观的沾污判别指数
煤的常规特性对锅炉工作的影响
煤中V对锅炉工作的影响
挥发分 V V的含量代表了煤的地质年龄，地质年龄越短，煤的碳化程 度越浅,V含量越多 V含量越多（C含量越少），V中含O量亦多，其中的可燃 成分相应减少，这时，煤的热值低 V含量越多，煤的着火温度低，易着火燃烧
与燃尽困难； M、A 高，q2、q3、q4、q6 增加，热效率下降
M、A 高，过热器易超温
M、A 高，受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重 M、A 高，煤粉制备困难或增加能耗
煤的常规特性对锅炉工作的影响
煤中S、ST对锅炉工作的影响
硫分 S 可燃硫的热值低，含量少，对煤的着火、燃烧无明显影响 高、低温腐蚀；易造成受热面的堵灰 形成酸雨，污染环境
燃煤的工业分析中各 成分对燃烧的影响
制作人： 朱胜
煤的常规特性
煤灰的熔融特性
高温下煤灰的熔融性 用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定
变形温度 DT（原t1）
软化温度 ST（原t2） 流动温度 FT（原t3） 温度间隔200-400℃，称为长渣 温度间隔100-200℃，称为短渣 判断锅炉运行中是否会结渣的主要因素之一。
脱硫粉煤灰对混凝土的影响及对策
近年来，混凝土公司在生产混凝土或做粉煤灰需水量比时经常会遇到生产出来的混凝土有刺鼻的氨味，究其原因该氨味来源于粉煤灰。
出现氨味粉煤灰的混凝土有时伴有凝结时间延长，或含气量增加，或出现涨模现象，严重时导致混凝土质量事故的产生。
上述现象的出现是因为使用了脱硫粉煤灰，近年来随着环保力度的加大，许多热电厂增加脱硫装置，把脱硝作为一项节能减排指标。
限制废气中二氧化硫含量，使得电厂普遍采用石灰水或石灰粉通过高雾喷头入除硫塔，与进入封闭塔内150℃高温烟气接触，中和二氧化硫，生成脱硫灰——以亚硫酸钙、硫酸钙为主、含有少量粉煤灰飞灰和氢氧化钙、碳酸钙的混合物。
正常情况下，脱硫粉煤灰与传统粉煤灰没有明显区别，不会对混凝土产生不利影响。
但当脱硫过程中出现问题致使粉煤灰中NH4HSO4和（NH4）2SO4含量较大时，有可能出现凝结时间延长，刺鼻氨气，强度降低等问题。
1.脱硫灰用于混凝土会带来什么后果由于各电厂脱硫工艺和煤质不同，脱硫灰成分不固定，因此使用脱硫灰，混凝土不一定缓凝。
而当脱硫灰中亚硫酸钙占的比例高时，会造成水泥和外加剂的相容性变差，混凝土安定性下降，干缩增大，混凝土出现缓凝现象，缓凝时间超过48小时，甚至更长。
而且混凝土的后期强度还可能降低。
有资料表明，当亚硫酸钙含量达到60%时，脱硫灰会使混凝土90d强度降低10MPa。
2.如何鉴别脱硫灰此种方法适用于混凝土生产企业，操作方便快捷，可定性鉴别脱硫灰（脱硫石膏）中是否含有亚硫酸钙。
为安全起见，建议检测时放出刺激性气味的“粉煤灰”谨慎对待，进行相关试验后再使用。
4.脱硫灰造成混凝土结构缓凝的对策使用脱硫灰的混凝土如果缓凝超过48小时，后期强度可能会降低（粉煤灰中亚硫酸钙含量不同，对强度影响也不同），若是墙、柱结构，建议拆除返工，因为墙、柱不仅要承受本层荷载，还要承受上部各层的荷载。
28d后强度不合格加固费用更高。
若脱硫灰掺量很小，混凝土缓凝时间又不长，工程可待混凝土养护到600℃·d时，采用回弹等非破坏检测鉴定是否需要加固处理。
熟料煅烧过程原煤使用控制
熟料燃烧过程原煤使用控制高硫煤一、高硫煤对熟料燃烧的影响1、熟料质量下降由于煤中的含硫量高，在烧成过程中液相会提前出现，而且液相量大大增加，在这种情况下如果生料中Fe2O3.AI2O3含量不合理，C3S形成过快，部分C2S 尚未来得及吸收CaO形成C3S便被包裹在C3S晶体中,导致熟料中C3S含量偏低，同时较高的S03存在势必争夺部分CaO而形成CaS04,使熟料的实际饱和比降低若配料时再按常规计算，则保证生成C3S的CaO量就显得相对不足。
致使熟料中C3S含量进一步偏低，导致熟料强度的降低，同时当S03含量较高时,容易与熟料中的C3A,反应形成易于膨胀的单硫型水化硫铝酸钙(CaO∙AI2O3∙CaSO4∙31H2O)造成水泥熟料强度的降低。
由于高硫煤的燃点高，易燃性差，燃尽率低的特点，将会出现分解炉燃烧不完全的情况，分解炉缩口及出口结皮较多，减小了系统通风量，造成了尾煤不完全燃烧，窑内因通风量减小而产生还原气氛，使Fe2O3还原成FeO也会液相提前出现，物料容易在窑内结大球和产生黄心料，为确保尾煤的完全燃烧，除加强对系统结皮的清理外，还应适当加大窑内通风。
2、窑尾结皮在使用高硫煤以前，由于原材料中有害元素偏高，在熟料中硫碱比过高后，以S03为主的有害元素在窑尾大量富集生成CaS04和K3Na(S04)2等矿物，形成大量比较坚硬结皮。
3、窑前飞砂料和篦冷机"雪人〃由于硫碱比例增加，窑系统内S03相对过剩降低了液相黏度和液相表面张力，使熟料颗粒结构疏松，物料在窑内难以形成较大颗粒，产生大量细粉料。
另外由于窑尾结皮严重，窑内通风严重受阻，造成严重的短焰急烧，熟料表面液相黏度小，难以将物料黏结成粒也使得飞砂料大量增加。
同时飞砂料的形成后，在严重的短焰急烧造成窑前温度很高的情况下，易形成"雪人〃。
4、熟料产量下降为了确保熟料质量合格，减少黄心料，欠烧料，窑操只能用降低窑产量燃烧的方法。