煙室/分解爐錐部形成小料球，是怎麽回事？
煙室/分解爐錐部形成小料球，是怎麽回事？
上周在一個群裏，有個工藝問題（如題目），非常耐人尋味，在此拿出來一起聊一聊。問題就是：煙室結粒多，結皮嚴重，什麽原因？圖片如下。
從左圖可以清楚看到在煙室形成的結粒，非常規則的球形顆粒，甚至可以跟沸騰爐煆燒出來的熟料球相媲美；右圖可以看出煙室的情況，一是溫度很高，顏色都有點發亮了，保守估計在1200℃以上；另外就是飛沙並不大（或者是在如此高溫度下飛沙看起來並不大）。
那麽會是什麽原因導致出現這麽多小料球呢？我有幸經曆過一次，想談談自己的感受。導致料球出現需要同時出現兩個因素：①液相；②滾動。
這跟以前立窯的成球盤有點類似，粉料+加水、不斷滾動就會成球；與回轉窯內熟料的結粒也相類似，有液相出現，把粉體顆粒粘結，然後不斷滾動，熟料形成結粒。當然，液相的數量和表麵張力會對最終成球的大小有巨大影響。
與立窯成球盤和回轉窯熟料結粒粉料處於堆積、滾動狀態不同的是，煙室形成的這些結粒是從分解爐錐部/還原區或者縮口處落下來的，料球是在懸浮、沸騰狀態下形成的，這與沸騰窯有相似之處。
圍繞料球出現的這兩個因素，對該廠出現的煙室結粒現象進行分析。
1. 液相
要成球就需要液相，那麽液相從哪裏來的呢？就生料成分而言，液相的來源主要有兩大塊，兩者形成溫度、形成量均有很大差異。
（1）堿+氯+硫
這幾種循環組分的熔點相對較低，其中KCl熔點771℃，NaCl熔點801℃，Na2SO4熔點884℃，K2SO4熔點1074℃。這幾種物質的熔點都相對較低，當形成共熔體之後，熔點還會更低。使得含有堿、氯、硫的生料在較低溫度下就能形成液相，液相量基本上等於堿+氯+硫的含量。由於這些組分在煙室、分解爐錐部的循環富集，導致這些部位液相量增加，基本在3%-5%左右。
（2）鋁+鐵+鎂
與上麵幾種組分所貢獻的液相不同，鋁+鐵是液相的主力軍，其形成溫度在1250-1330℃之間，隨鋁率有所差異。液相量也較大，基本在23%-28%左右。
那麽導致煙室出現結粒所需要的液相會來自於那部分呢？我個人更傾向於來自於鋁+鐵+鎂的部分。原因有兩個，一是堿+氯+硫所形成的液相量偏少，液相量少了就無法浸濕如此多的生料球，自然無法形成結粒了；二是從煙室溫度來看，煙室縮口、還原區、分解爐錐部的溫度很高，如果有上部還原區分料，也不會均勻降溫，從而出現局部的高溫，在如此高的溫度下鋁+鐵+鎂的液相有可能大量形成的。
當然，要想確定到底是那部分液相貢獻的，也容易，直接讓化驗室檢測煙室結粒的成分即可。若堿、氯、硫含量高，就是前者；否則，就是後者。
2. 滾動
滾動不好理解。生料粉為何會在煙室上部、分解爐錐部滾動呢？
這其實是分解爐錐部的流場決定的。如下圖所示，當撒料板運行效果不好或者風料不匹配時，分解爐上部撒的部分料會落到分解爐錐部、還原區（甚至直接落入煙室），而在分解爐錐部，因氣流原因，形成回流，導致部分生料在分解爐錐部不斷循環。除此，有分級燃燒的會在還原區直接喂料，喂入的料也會隨煙氣帶上來，進而發生部分回流和循環，也可能會引起生料的循環。
猜測料球的形成過程如下：粉料的循環再疊加上出現的液相，循環的生料粉慢慢長大，形成小球；由於小球重量較重，氣流托不住，就會落入還原區；由於還原區風速較快，將小球再次帶到回流區，小球繼續長大，繼續落入還原區，如此反複；直至小球長到一定程度時，還原區氣流拖不住小球，然後落入煙室，隨生料入窯。
危害：由於此生料的分解率低，且提前形成了結粒，導致在窯內想燒透變得很難，進而出現f-CaO超標，加頭煤頂燒，煙室溫度繼續提高的惡性循環。產量自然也比較低，熟料結粒差，篦冷機運行惡化，單位熟料煤耗高。
解決思路：
針對液相，首先通過化驗室判斷液相來自於哪裏，如果是有害元素，就需要降低其輸入量；如果是鋁+鐵+鎂，就需要適當提高鋁率，提高矽率，提高液相形成溫度，降低液相量。除此，還需要配合降低煙室溫度。若還原區溫度過高，則需要對還原區噴煤比例進行調節。
針對滾動，需要對C4的上下撒料板進行檢查，看是否有燒損的現象。若沒有，則可能需要調整撒料的位置、撒料板角度和插入深度等。
隻要液相或者滾動兩個問題，解決掉一個，就能解決煙室結粒的問題了。