水泥熟料生产中KH过低，导致硅高的原因

一般来说，加热到950-1050℃，便会结焦。（挥发份越低越不易结焦；灰分含铝、硅越高，含铁、镁钙越少，越不易结焦。）

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将烟煤在隔绝空气下加热，随温度升高，烟煤发生错综复杂的变化，经过一段时间的热分解，挥发物逐渐析出，残留物逐渐热缩聚，加热到一定温度，便炼制成焦炭。

各种烟煤的结焦性能

1 肥煤：肥煤的大分子中侧链的数量最多，长度适中，含氧量少，热解产物中相当一部分的分子量较大，在320-460度期间呈液态，因此肥煤的胶质体最多，流动性好，热稳定性高，温度间隔为3度/分，胶质体存在时间约为50分钟。这就决定了肥煤的粘结性最强，是我国炼焦配煤中的基础煤之一。

当配煤中弱粘结性煤的配比提高时，肥煤的配比极为重要，可增加配合煤胶质体的数量，并改善胶质体的流动性和热稳定性。从而提高配合煤的粘结性。

但是，肥煤的挥发分较高，其半焦的热分解和热缩聚比较剧烈，收缩量和收缩速度较大，故单独炼焦时，焦炭裂纹较多，较宽，较深。又因其粘结性较强，焦炭熔融性好而焦炭强度高，当相邻层温度不同而收缩速度不同时，相邻层间的应力大，所以焦炭的横裂纹较多，易碎成小块，还因其焦质体数量多且粘度大，膨胀压力大，单独炼时易发生焦饼难推，另外焦炭气孔率高，焦饼中心有海绵焦，所以肥煤的结焦性较差，不如焦煤。

2 焦煤：焦煤的变质程度比肥煤稍高，大分子的侧链稍少，含氧量更低，热分解的液态产物比肥煤少些，但热稳定性更高，胶质体数量较多，粘度大，固化温度较高，由此，膨胀压力很大（0.15-0.6公斤/平方厘米），粘结性仅次于肥煤。焦煤的挥发分中等，其半焦的收缩量和收缩速度小，所以焦炭不仅耐磨强度高，且块度大，裂纹少，抗碎强度好。

因焦煤炼焦膨胀压力大，易造成推焦困难甚至有损炉墙，同时储量不多，故结焦性虽好却不宜多用。炼焦配合煤中配入适当比例的焦煤可以调节半焦收缩，改善其结焦性，从而提高焦炭强度。

3 气煤：气煤变质程度较低，大分子中侧链多而且长，含氧较高，热解时不仅侧链从缩合芳环上断下，侧链本身又在氧链处断开，热解产物的分子量较小，在350—400度下多呈气态，因此气煤胶质体的数量少，热稳定性差（温度间隔约有90度）。形成半焦之后，由于热缩聚剧烈，收缩大，并且收缩开始的温度早，刚形成很薄半焦层时就达最大收缩速度，又因其粘结性较弱，难于抵抗收缩应力，故气煤焦炭的裂纹最多/最宽/最深，焦炭细长易碎。

气煤粘结性较差，但有挥发分高和收缩量大等特点，而且在我国储量丰富。所以在炼焦配煤中配入一定的数量，不但可以获得好的焦炭，还可以增加化学产品，便于推焦，保护炉体，并且合理利用煤炭资源。

4 瘦煤：瘦煤的变质程度高，大分子侧链少，热分解液态产物少，所以胶质体数量少，温度间隔窄（500-450=50度），粘结性差。但因挥发分低，半焦收缩缓和，半焦结构松弛，故焦炭裂纹少，块大，但耐磨强度不高，适当的配比可减少焦碳裂纹，增大块度，提高抗碎强度M40指标。

5 贫煤：贫煤和热分解时只能产生少量胶质体甚至不产生胶质体。配煤中一般不用或细粉碎后少量配用作为瘦化剂。

6 弱粘煤：弱粘煤比较复杂，变质程度较低，挥发分比气煤稍低，胶质体数量比气煤少，粘结性很弱。但一般灰分和硫分低，在配合煤粘结性好时，配入一部分，可增加收缩量，保护炉体，并能保证焦炭质量。

7 长焰煤：长焰煤的变质程度浅，含氧量高，热分解产物的分子量小，液态产物很少，粘结性极弱，在配煤中起瘦化作用，试验证明：配煤中配入长焰煤时，将降低焦炭的耐磨强度。

8 褐煤：褐煤有机质元素组成中氧占百分之十七--百分之二十六，热分解产物分子量很小，不能形成气.液.固三相共存的胶质体，且易氧化变质，在我国的炼焦配煤中未曾使用过。

通常说煤炭，有的地方习惯叫石炭。但煤不是碳。煤是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物，主要含有碳元素，此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质（主要含硅、铝、钙、铁等元素）。煤的结构复杂。视频（煤的组成和分类）

无烟煤

（含碳量95%左右）

煤的主要成分

煤的组成以有机质为主体，构成有机高分子的主要是碳、氢、氧、氮等元素。煤中存在的元素有数十种之多，但通常所指的煤的元素组成主要是五种元素、即碳、氢、氧、氮和硫。在煤中含量很少，种类繁多的其他元素，一般不作为煤的元素组成，而只当作煤中伴生元素或微量元素。

一、煤中的碳

一般认为，煤是由带脂肪侧链的大芳环和稠环所组成的。这些稠环的骨架是由碳元素构成的。因此，碳元素是组成煤的有机高分子的最主要元素。同时，煤中还存在着少量的无机碳，主要来自碳酸盐类矿物，如石灰岩和方解石等。碳含量随煤化度的升高而增加。在我国泥炭中干燥无灰基碳含量为55～62％；成为褐煤以后碳含量就增加到60～76.5％；烟煤的碳含量为77～92.7％；一直到高变质的无烟煤，碳含量为88.98％。个别煤化度更高的无烟煤，其碳含量多在90％以上，如北京、四望峰等地的无烟煤，碳含量高达95～98％。因此，整个成煤过程，也可以说是增碳过程。

二、煤中的氢

氢是煤中第二个重要的组成元素。除有机氢外，在煤的矿物质中也含有少量的无机氢。它主要存在于矿物质的结晶水中，如高岭土(Al203·2Si02·2H2O)、石膏(CaS04·2H20 )等都含有结晶水。在煤的整个变质过程中，随着煤化度的加深，氢含量逐渐减少，煤化度低的煤，氢含量大；煤化度高的煤，氢含量小。总的规律是氢含量随碳含量的增加而降低。尤其在无烟煤阶段就尤为明显。当碳含量由92%增至98％时，氢含量则由2.1%降到1%以下。通常是碳含量在80～86％之间时，氢含量最高。即在烟煤的气煤、气肥煤段，氢含量能高达6.5％。在碳含量为65～80％的褐煤和长焰煤段，氢含量多数小于6％。但变化趋势仍是随着碳含量的增大而氢含量减小。

三、煤中的氧

氧是煤中第三个重要的组成元素。它以有机和无机两种状态存在。有机氧主要存在于含氧官能团，如羧基(--COOH)，羟基(--OH)和甲氧基（--OCH3)等中；无机氧主要存在于煤中水分、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐和氧化物中等。煤中有机氧随煤化度的加深而减少，甚至趋于消失。褐煤在干燥无灰基碳含量小于70％时，其氧含量可高达20％以上。烟煤碳含量在85％附近时，氧含量几乎都小于10％。当无烟煤碳含量在92％以上时，其氧含量都降至5%以下。

四、煤中的氮

煤中的氮含量比较少，一般约为0.5～3.0％。氮是煤中唯一的完全以有机状态存在的元素。煤中有机氯化物被认为是比较稳定的杂环和复杂的非环结构的化合物，其原生物可能是动、植物脂肪。植物中的植物碱、叶绿素和其他组织的环状结构中都含有氮，而且相当稳定，在煤化过程中不发生变化，成为煤中保留的氮化物。以蛋白质形态存在的氮，仅在泥炭和褐煤中发现，在烟煤很少，几乎没有发现。煤中氮含量随煤的变质程度的加深而减少。它与氢含量的关系是，随氢含量的增高而增大。

五、煤中的硫

煤中的硫分是有害杂质，它能使钢铁热脆、设备腐蚀、燃烧时生成的二氧化硫(SO2)污染大气，危害动、植物生长及人类健康。所以，硫分含量是评价煤质的重要指标之一。煤中含硫量的多少，似与煤化度的深浅没有明显的关系，无论是变质程度高的煤或变质程度低的煤，都存在着有机硫或多或少的煤。 煤中硫分的多少与成煤时的古地理环境有密切的关系。在内陆环境或滨海三角训平原环境下形成的和在海陆相交替沉积的煤层或浅海相沉积的煤层，煤中的硫含量就比较高，且大部分为有机硫。 根据煤中硫的赋存形态，一般分为有机硫和无机硫两大类。各种形态的硫分的总和称为全硫分。所谓有机硫，是指与煤的有机结构相结合的硫。有机硫主要来自成煤植物中的蛋白质和微生物的蛋白质。煤中无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物，一般又分为硫化物硫和硫酸盐硫两种，有时也有微量的单质硫。硫化物硫主要以黄铁矿为主，其次为白铁矿、磁铁矿((Fe3O4)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等。硫酸盐硫主要以石膏(CaSO4·2H20)为主，也有少量的绿矾 (FeSO4·7H 20 )等。

工业成分分析：挥发分、固定碳、水分、灰分。

化学成分分析：碳、氢、氧、氮、硫、水分、灰分。

成分指标一般有：发热量（Qnet，ar）、全硫（St，d%）、灰分（Ad%）、挥发份（Vd%）、全水份（Mt%）、固定碳（Fc）、焦渣特征。

①挥发分。是判明煤炭着火特性的首要指标。挥发分含量越高，着火越容易。根据锅炉设计要求，供煤挥发分的值变化不宜太大，否则会影响锅炉的正常运行。如原设计燃用低挥发分的煤而改烧高挥发分的煤后，因火焰中心逼近喷燃器出口，可能因烧坏喷燃器而停炉；若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤，则会因着火过迟使燃烧不完全，甚至造成熄火事故。因此供煤时要尽量按原设计的挥发分煤种或相近的煤种供应。

②灰分。灰分含量会使火焰传播速度下降，着火时间推迟，燃烧不稳定，炉温下降。

③水分。水分是燃烧过程中的有害物质之一，它在燃烧过程中吸收大量的热，对燃烧的影响比灰分大得多。

④发热量。为的发热量是锅炉设计的一个重要依据。由于电厂煤粉对煤种适应性较强，因此只要煤的发热量与锅炉设计要求大体相符即可。

⑤灰熔点。由于煤粉炉炉膛火焰中心温度多在1500℃以上，在这样高温下，煤灰大多呈软化或流体状态。

⑥煤的硫分。硫是煤中有害杂质，虽对燃烧本身没有影响，但它的含量太高，对设备的腐蚀和环境的污染都相当严重。因此，电厂燃用煤的硫分不能太高，一般要求最高不能超过2.5%。

C和Si属于同一主族，均为原子晶体，原子晶体：熔、沸点的高低，取决于共价键的键长和键能，键长越短，键能越大，熔沸点越高。

例如：晶体硅、金刚石和碳化硅三种晶体中，因键长C—C<C—Si<Si—Si，所以熔沸点高低为：金刚石>碳化硅>晶体硅。

Na是金属晶体，而Si是原子晶体，所以Si的高

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。

未完全燃烧的煤粉进入C5旋风筒内及窑尾二次燃烧形成还原气氛和局部高温，造成下料管和上升烟道的结皮堵塞，导致系统阻力的增大，风机抽风量下降，整个系统通风不足，差生严重的不完全燃烧，从而形成恶性循环，煤中的有害成分在C3、C4筒富集，引起结皮、积料和塌料。

过高的灰分对熟料成分也有较大的影响。灰分高，煤的热值低，实物煤耗升高。煤灰沉落熟料中的比例大大增加，可以说成了组成熟料的一种重要物质，而煤灰的沉落量是波动很大的，因而不利于保证质量。由于煤灰分的掺入，一般使熟料的饱和系数降低，硅率降低，铝率提高，熟料f-CaO随煤的灰分含量增加而提高，熟料强度下降。

因此控制进场煤的灰分，对窑系统的稳定运行、熟料的质量及企业的综合经济效益都是十分重要的。

4、煤粉中的含水量的影响

要降低煤粉中的含水量势必会影响煤磨的台时产量，并且出磨废气温度会相对较高，容易造成煤磨系统发生爆炸或着火事故；同时出磨温度过高，会对后面的收尘（袋式收尘气）、尾排设备腐蚀较大。

但是，如果煤粉中含水量较高，不仅会影响煤粉的输送，而且所含的水分会严重影响煤粉的燃烧速度，从而改变火焰形状和窑内温度分布，降低熟料产、质量。

5、煤粉中碱、氯、硫的含量的影响

我们都知道，碱、氯、硫在窑内分解、气化、挥发，随窑内气体流向窑尾系统逸散。但温度降到一定限度时，其中一部分挥发性组分呈凝聚、聚集、粘附于生料颗粒表面重返高温区循环，影响生产，有时形成R2SO4、RCl，沉降、结皮、堵塞。

硫是煤中的有害成分，它以多种形式存在于煤中，有机硫和无机硫都有，单质硫较少。无机硫通常以硫酸盐或硫的化合物的形式存在，在燃烧过程中生成SO2；有机物则直接进行燃烧，生成SO2，这些反应都是比较复杂的连锁反应。生成的SO2与水化合生成亚硫酸，一部分随气体排出，污染大气，另一部分则吸附在设备表面，腐蚀其金属部件如果吸附在生料上，泽合碱金属氮化物发生反应，生成碱金属的硫酸盐，在温度较低时，会凝聚在物料盒设备表面上，影响熟料质量和对操作不利，所以煤中硫含量不宜过高，一般不要超过4%。

生产的熟料要求其Na2O<1.3%.高含碱量对熟料的煅烧和质量有较大的影响。含碱量过高，破坏熟料矿物C3S、C2S、C3A的形成；影响液相粘度；造成水泥结块、快凝；使混凝土发生“碱-集料反应”，致使混凝土局部膨胀，引起构筑物变形，甚至开裂。

6、煤粉的细度的影响

一般要外预分解窑中煤粉细度控制位80μm筛筛余<7%。煤粉越细，其表面积越大，越容易着火，燃烧越迅速。但形成的火焰短，并且煤粉过细容易造成粉体的团聚，从而可能出现堵塞，不利于煤粉的存储和向炉、窑输送。煤粉过粗，燃烧所需的时间长，形成的火焰长度过长，对燃烧不利，并且灰分大的煤，煤粉越粗，灰分越大，从而对熟料质量和窑的稳定运转影响也越大。

7、煤质的均匀性

由于进场的煤的批次品质不一样，在不能得到很好的预均化的情况下，在某一时段内输送进入窑、炉的煤粉的品质相差较大，会造成窑、炉内的热工制度的不稳定，对烧成系统造成一定的影响，并且对窑上中控操作人员的技术素质有很大的考验。

以上，从煤（或煤粉）的几个重要特性对窑的影响进行了浅析。