??? 深圳市鑫九節能環保科技有限公司依托中國煤炭科學研究院、湖南大學及復旦大學等科研院所，研究開發的新型節能環保專利產品——“鑫九”牌環保型新型干法水泥專用催化劑，可提高燃煤的熱效率；消除窯內還原氣氛，消除長厚副窯皮，消除煙室及系統等部位的結皮。
??? “鑫九”牌環保型新型旋窯專用催化劑是一種清潔生產及改變煤粉燃燒方式的創新型核心技術專利產品，是由改性、催化、離子交換、能量激活、表面活性、助燃、消煙和固氮等十幾種高新原料配伍復合而成。它改變了傳統的煤粉燃燒方式，通過低溫點火、利用能量激活在高溫環境下增氧、對灰分進行催化等加速碳粒在高溫帶的充分燃燒，從而增加了火焰的密度和溫度，提高了煤粉的熱效率，消除了未燃燼碳粒對窯、爐生產的危害，減少或消除了窯內還原氣氛、長厚副窯皮及系統結皮，降低了實物煤耗、系統電耗，實現了節能減排、優質高產。
??? 一、產品表現
??? 產品表現一
??? 現象：水泥窯頭火焰長度一般在20m左右，燃燒器外軸（直）流風速一般在180m/s ~ 320m/s，此風速相對于煤粉在火焰長度內的停留時間僅有1/20s ~ 1/10s，若措施不得當將有部分未燃燼的的煤粉碳粒吹到窯尾，造成窯尾溫度偏高；窯尾分解爐內為輝焰燃燒，CaCO3的分解形成高濃度的CO2給碳粒的充分燃燒造成困難，分解爐內部分未燃燼的碳粒會被物料裹攜到C5筒、下料管、甚至窯尾中繼續燃燒。這些情況均會造成煤粉的不充分燃燒，增大煤耗，同時增加系統、煙室結皮和窯尾副窯皮，增高CO含量，還原氣氛加重。
??? 解決方案：
??? 1、?低溫點火，快速升溫：當煤粉噴入窯頭或分解爐內時，其溫度較低，通常可見黑火頭，升溫越慢黑火頭越長。此時碳粒的燃燒速率取決于化學動力控制，燃燒速率與溫度之間成指數遞增關系，提高環境溫度將提高燃燒速率。因此，及早點火使煤粉周圍快速升溫，可極大地提高煤粉的化學反應速率、增大揮發分氣化率，加速煤粉的迅速燃燒，為煤粉的燃燼創造充分必要的條件。
??? 2、?高溫增氧，增加火焰強度：煤粉在窯或爐內屬速燃形態，若不能快速燃燼便會在窯尾形成有害的CO，不僅熱量損失，還造成窯、爐內的還原氣氛危害生產，尤其在火焰的中后部又多為貧氧區，在高速風的作用下大量焦粒夾帶其中，此時碳粒的燃燒速率取決于氧的擴散控制，若在此高溫環境下增加氧的供應可有效加速C的氧化反應，使火焰強度提高，加速碳粒燃燼。氧化氣氛同時，可以抑制硫酸鹽的分解，減少SO2、SO3的循環富集。
??? 產品表現二
??? SiO2、Al2O3的催化：煤灰分中通常SiO2占60%、Al2O3占30%左右。且SiO2、Al2O3與C是相互包裹。SiO2和Al2O3的熔點溫度均較高，影響了C的逸出及氧化反應，催化、激活SiO2、Al2O3使之活性加大，可使相互包裹的C更方便的逸出，從而加速了C的氧化反應，加快了煤粉燃燒，灰分中活性加大且潔凈的SiO2、Al2O3可充分地與CaO、Fe2O3結合，減少了因含C而帶來的還原現象，熟料質量得以提高。
??? 產品表現三
??? 消除窯內長厚副窯皮及煙室、系統等部位的結皮：形成結皮的機理除K、Na、 CL-、S- 的影響外，還與物料在還原氣氛下熔點降低有關，但通常是與高溫物料在溫度變化過程中的冷凝點有關。相同的物料若破壞它在特定部位的冷凝點，就會改善或消除其在原有位置的粘結。產品中添加了相應的稀土微量元素，結合煤粉的充分燃燒、消除還原氣氛，改善或消除了窯內長厚副窯皮及煙室、系統等部位的結皮現象。副窯皮的減少相應地降低了窯主電流及電流峰谷，窯運行更加平穩，同時降低了預熱器系統壓力，減輕了引風機負荷。長厚副窯皮的消除及系統壓力的降低為提產創造了空間。
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??? 使用前窯筒體掃描圖
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??? 使用后窯筒體掃描圖
??? “鑫九牌”旋窯催化劑與燃煤一同入窯，按煤磨臺時產量的0.25%-0.3%摻入，由小型調速皮帶機加入原煤中入磨與煤粉均化。
??? 該產品對以下三種用煤情況收益較為明顯：
??? 1. 全無煙煤；
??? 2. 煙煤和無煙煤混燒；
??? 3. 劣質煙煤。
??? ● 產品經濟效益計算一
??? 對燃煤采用全無煙煤或劣質煙煤的企業。通過直接降低實物用煤量的方法計算。
??? 減少用煤量×原煤采購價格=收益
??? 此外，全無煙煤企業可以通過調整優質無煙煤和劣質無煙煤比例來降低采購成本，從而獲得更大收益。
用煤量明顯減少
??? ● 產品經濟效益計算二
??? 對煙煤、無煙煤混燒的企業。因煙煤多為外購，成本較高。當地無煙煤價格相對較低，可以通過大幅降低價高的煙煤用量，提高價低無煙煤的用量的方法計算收益。多數企業外購煙煤通常在600元/噸，當地無煙煤在450元/噸，若將比例從7：3調整為3：7則成本變化如下：
??? 燃煤消耗：
??? 70%x600+30%x450=555元/噸 30%x600+70%x450=495元/噸
??? 消耗減少：555-495=60元/噸
??? 催化劑投入成本30元/噸
??? 凈收益30元/噸
??? 煙煤無煙煤差價越高，收益越高。
??? ● 產品經濟效益計算三
??? 窯系統的改善可相應提高臺產。各窯因原有窯況不同提高產量不盡相同，一般在5%左右，對有長厚窯皮的窯在消除后窯主機電流會相應下降。
??? 提產及窯主電流下降均降低了單位電耗，此部分節電也是一部份收益。
??? 三、產品經濟效益計算案例
??? 福建龍麟集團是全國水泥重點支持60家之一，原為采用全無煙煤做燃料，當時采購價格為優質無煙煤600元/噸，劣質無煙煤400元/噸，原燃料配比為3：1。
??? 使用我公司旋窯催化劑后，燃料配調整比為1：3，其每消耗一噸燃煤成本前后相差100元/噸，除去催化劑成本30元/噸，凈收益為70元/噸。
??? 燃煤消耗成本：
??? 使用前：70%x600+30%x400=550元/噸
??? 使用后：30%x600+70%x400=450元/噸
??? 減少100元/噸
??? 使用后產量提高近5%，窯主機電流有所下降，噸熟料電耗明顯下降。在此不詳細計算其收益。
??? 四、對企業的建議
??? 目前大多數水泥新型干法生產線為了追求優質、高產、易操控，基本上選擇優質煙煤做為燃料，且多為購置山西、內蒙，而一些地方本地區就
??? 有較豐富、質量略差的煙煤或無煙煤。隨著能源的緊張、煤炭價格會不斷高漲。為了應對水泥市場愈來愈大的競爭，在內部挖潛逐步困難的情況下，降低用煤成本不失為一種選擇。
??? 下面從兩個方面探討一下如何降低用煤成本。
??? 1、要正確認識煤的特性
??? （1）優質煙煤：揮發分高、固定碳高，灰分水分相對較少。此種煤著火溫度底，燃燒穩定性高。煤粉燃燒速率高、燃燒充分，窯內無因煤粉不充分燃燒帶來的長厚窯皮等，系統穩定，產、質量均較好。不足是價格較高，需降低成本。
??? （2）劣質煙煤：揮發分適中，灰分較大，此種煤著火點略高，燃燒相對穩定；煤粉燃燒速率低、燃燒不完全。窯內有因煤粉燃燒不完全造成的結圈、長厚窯皮、結蛋、結球等影響產質量的現象。系統相對穩定，產、質量一般。優點是本地煤價格適中。需加強煤粉充分燃燒和改進。
??? （3）無煙煤：揮發分底，灰分適中。固定碳含量高，水分低。此種煤著火溫度高，燃燒不穩定；煤粉燃燒速率低燃燒不完全；后燃現象嚴重。
??? 窯內有因煤粉燃燒不完全造成的結圈，長厚窯皮，結蛋、結球等影響產質量的現象（比劣質煙煤生產情況要嚴重）。系統壓力偏高，C5物料溫度偏高，系統時常不穩。產、質量不高。優點是當地煤礦價格較低。若能保證點火使其充分燃燒，熱效率反而要高于同熱值煙煤。
??? 2、充分利用煙煤和無煙煤特性，發揮各自優勢降低購煤成本。
??? 方案一：優質煙煤+劣質煙煤? 利用優質煙煤著火溫度低、燃燒穩定的特點，加入性能略差但價格低的劣質煙煤。以優質煤帶動劣質煤的充分燃燒，清除因為劣質煤燃燒不充分給窯及系統帶來的負面影響。實現降低購煤成本的目的。
??? 方案二：優質煙煤+無煙煤? 利用優質煙煤著火溫度低、燃燒穩定的特點，加入燃點高、易后燃但價格相對較低的無煙煤。發揮優質煙煤著火、升溫快的優點，帶動無煙煤的快速燃燒，形成高效率火焰，消除窯及系統內后燃造成的危害。可最大程度地降低購煤成本。
??? 方案三：若有優質無煙煤的地區建議采用全無煙煤煅燒，以進一步降低成本。
在當地有無煙煤的情況下，方案二的綜合經濟效益要高于方案一，方案三為最優。
??? 作者：趙楠
??? 來源：深圳市鑫九節能環保科技有限公司
