結(jié)皮是指生料粉與窯氣中有害組分所形成的黏附在窯尾系統(tǒng)內(nèi)壁的層狀物。實踐表明,預(yù)分解窯最易發(fā)生結(jié)皮的部位是窯尾煙室、下料斜坡、窯尾縮口、最低兩級筒的下料管、分解爐內(nèi)等處。結(jié)皮使通風通道的有效截面積減小,阻力相應(yīng)增大,影響系統(tǒng)通風,使主排風機拉風加大。結(jié)皮增厚或塌落時,還容易發(fā)生堵塞。
結(jié)皮可以從質(zhì)地的堅硬程度不同粗略地劃分為兩類:第一類是質(zhì)地比較疏松第二類是質(zhì)地比較堅硬的。對于實際生產(chǎn)有較大影響的是第二類結(jié)皮。因為第一類結(jié)皮與器壁的粘附力比較小,在拉風過程中時掛時掉,幾乎等同于生料粉,對生產(chǎn)的影響比較小。但是第二類結(jié)皮與器壁的粘附力比較大,一旦掛上便難以掉下,當其越掛越厚時,會影響系統(tǒng)的通風甚至堵料,這類結(jié)皮對于實際生產(chǎn)影響較大,即通常意義上的結(jié)皮。
一:結(jié)皮形成的原因及其有害成分
循環(huán)富集性結(jié)皮是堿、硫、氯等有害成分在預(yù)分解窯系統(tǒng)中循環(huán)富集產(chǎn)生的,結(jié)皮結(jié)構(gòu)疏松,容易清楚對生產(chǎn)影響不大。
有害成分的最低共熔點往往很低,有的還不超過700℃。因此隨著有害成分含量的增加,會使體系或體系的局部最低共熔溫度下降,在預(yù)分解系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)液相。液相凝聚時,會以熔融態(tài)形式沉降下來,并與入窯物料和窯內(nèi)粉塵一起構(gòu)成粘聚性物質(zhì),而預(yù)分解系用的溫度不高,這些黏聚性物質(zhì)很容易凝固,轉(zhuǎn)化為固相,尤其是系統(tǒng)溫度不穩(wěn)定時,相變發(fā)生的更加頻繁。這些凝固體一部分隨入窯物料再次入窯,受揮發(fā)性及固體顆粒大小的影響,有害成分一部分重新?lián)]發(fā)繼續(xù)參與凝聚循環(huán),另一部分沒有來得及揮發(fā)被熟料帶出窯外。另外一部分黏聚性物質(zhì)接觸并凝結(jié)在預(yù)熱器及下料管壁上,即形成結(jié)皮。隨著結(jié)皮的形成和凝固體隨料流的排出,系統(tǒng)中的有害成分會顯著降低,繼續(xù)下一輪的循環(huán)富集,直到再次達到結(jié)皮開始出現(xiàn)的程度,即完成一個循環(huán)周期。有害成分高時結(jié)皮形成的周期會短一些:有害成分低時,結(jié)皮形成循環(huán)周期會長一些。
由此可見,無論原燃料中的有害成分高還是低,有害成分在預(yù)分解系統(tǒng)的循環(huán)富集是無法避免的,因此,循環(huán)富集性結(jié)皮是無法避免的。除非沒有有害成分,這也是結(jié)皮中有害成分往往比正常的生料和熟料中要高得多的原因。
二:結(jié)皮的化學反應(yīng)成分
其中結(jié)皮中所含的揮發(fā)性有害組分主要在于SO2、K2O、Na2O及CL(氯)的含量,結(jié)皮是有害組分粘結(jié)生料粉而形成的,結(jié)皮中的礦物以方解石為主,說明結(jié)皮含有大量的生產(chǎn)料粉。另外結(jié)皮中含有少量的KCL(氯化鉀)及2C2S·CaCO3(硅方解石)等礦物,而KLC及2C2S·CaCO3正是結(jié)皮的特征礦物,結(jié)皮就是KCL等特征礦物把生料粉粘結(jié)在窯尾系統(tǒng)的內(nèi)壁而形成的。并且結(jié)皮中也含有一定量的fCaO(游離氧化鈣),這是石灰石分解后生成的未參與形成水泥熟料主要礦物的氧化鈣(CaCO3=CaO+Co2)
三:結(jié)論
關(guān)于結(jié)皮的原因是濕液薄膜表面張力作用下的熔融粘結(jié),作用在表面上的吸力造成的表面粘結(jié)及纖維狀或網(wǎng)狀物質(zhì)的交織作用造成的粘結(jié)。而這種在生料顆粒上形成的液相物質(zhì)的薄膜,會阻礙生料顆粒的流動,從而造成結(jié)皮甚至堵塞。引起預(yù)分解窯結(jié)皮。