一、BX型波長色散X熒光分析儀簡(jiǎn)介
BX系列波長色散X熒光分析儀是北京邦鑫偉業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司在國家“九·五”攻關(guān)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,總結(jié)我國多年來研制X熒光分析儀的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),并吸收*技術(shù)基礎(chǔ)上,深入進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化研發(fā)形成的高科技產(chǎn)品,各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)均已達(dá)到同類產(chǎn)品*水平。
X射線熒光
光譜分析技術(shù)作為常規(guī)分析手段,開始于20世紀(jì)50年代;經(jīng)歷了50多年的發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)成為物質(zhì)組成分析的*方法之一。隨著分析方法和相關(guān)技術(shù)(特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù))的不斷發(fā)展和進(jìn)步,目前X射線熒光光譜分析不僅成為地質(zhì)、冶金、石油化工、半導(dǎo)體工業(yè)和醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域的重要分析手段,也是材料科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等普遍采用的一種快速、準(zhǔn)確而又經(jīng)濟(jì)的多元素分析方法;特別是在工業(yè)常規(guī)成份分析領(lǐng)域,X射線熒光光譜儀是上*的占主導(dǎo)地位的分析儀器,廣泛應(yīng)用于鋼鐵、冶金、建材、石油化工、地礦等材料工業(yè);同時(shí),X射線熒光光譜儀更是野外現(xiàn)場(chǎng)分析和過程控制分析等方面的儀器。
長期以來,適用于水泥生產(chǎn)企業(yè)使用的波長色散型X射線熒光分析儀全部依賴進(jìn)口;昂貴的購買費(fèi)用、備件費(fèi)用、維護(hù)維修及技術(shù)服務(wù)費(fèi)用使我國的水泥生產(chǎn)企業(yè)不堪重負(fù);同時(shí),8周以上的備件供貨周期給水泥廠的正常生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的影響。
BX系列波長色散X熒光分析儀的研制成功,*打破了國外儀器公司對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的壟斷,為國內(nèi)的廣大水泥生產(chǎn)企業(yè)提供了一種高性能價(jià)格比的過程控制解決方案,并且在和技術(shù)服務(wù)方面均優(yōu)于進(jìn)口儀器,而相關(guān)費(fèi)用則大大低于進(jìn)口儀器。
二、項(xiàng)目?jī)?nèi)容以及項(xiàng)目實(shí)施的目的和意義
新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)為核心,并把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)廣泛應(yīng)用于水泥干法生產(chǎn)全過程,使水泥生產(chǎn)具有、、節(jié)約資源、清潔生產(chǎn)、符合環(huán)境保護(hù)要求和工藝裝備大型化、生產(chǎn)控制自動(dòng)化、實(shí)行科學(xué)管理的現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)方法;其中,生料配料和熟料煅燒是整個(gè)生產(chǎn)過程的兩大核心環(huán)節(jié)。一般來說,在新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)中,為保證煅燒過程的穩(wěn)定,提高窯的熟料產(chǎn)量和質(zhì)量,生料的均勻性(穩(wěn)定性)要求及各元素含量的控制要求遠(yuǎn)比其他窯型要嚴(yán)格的多;大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也證明,只有這樣才能夠充分發(fā)揮和體現(xiàn)新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的*性。
因此,在新型干法水泥生產(chǎn)線的工藝設(shè)計(jì)中,對(duì)原燃料中各種元素的控制指標(biāo)提出了更高的要求:
1、控制原燃料的化學(xué)成份,避免有害物質(zhì)進(jìn)入。
由于生料中的R2O(K2O+Na2O)、SO3-2、Cl-會(huì)對(duì)新型干法生產(chǎn)中的預(yù)熱器分解爐系統(tǒng)的結(jié)皮堵塞現(xiàn)象產(chǎn)生影響,所以在確定了原料的種類及配合比后,一定要隨時(shí)驗(yàn)證生料中的有害成分是否符合要求,否則就應(yīng)考慮改換原料或率值,或者是采取旁路放風(fēng)措施以減少堿、硫、氯的循環(huán)富集對(duì)新型干法窯系統(tǒng)帶來的不良影響。
?。?)氧化鎂(MgO)
當(dāng)熟料中含有少量MgO時(shí),能降低熟料的燒成溫度,增加液相數(shù)量,降低液相粘度,有利于熟料燒成;在硅酸鹽水泥中,MgO與主要熟料礦物相化合的zui大含量為2%(以質(zhì)量計(jì)),超過該數(shù)量的部分就在熟料中呈游離狀態(tài),從而導(dǎo)致已經(jīng)硬化的凝固體內(nèi)部發(fā)生體積膨脹而開裂。
(2)游離二氧化硅(f-SiO2)
燧石是原料中的有害雜質(zhì),燧石對(duì)設(shè)備的磨損嚴(yán)重,對(duì)窯磨操作均有不良影響。
(3)氯
氯在燒成系統(tǒng)中主要生成CaCl2或氯化堿,其揮發(fā)性特別高,在窯內(nèi)幾乎全部再次揮發(fā),在預(yù)熱器出口遇冷凝結(jié),形成氯、堿循環(huán)富集,致使預(yù)熱器生料中氯化物的含量提高近百倍,引起預(yù)熱器結(jié)皮堵塞。為此,上生料中氯含量的通用的控制閾值≤0.015%。
?。?)堿(K2O+Na2O)
堿對(duì)水泥的生產(chǎn)的影響主要有兩方面:一是影響新型干法熟料燒成系統(tǒng)的正常生產(chǎn);二是影響熟料的質(zhì)量。煅燒含堿過高的生料,容易引起煙道、分解爐、預(yù)熱器中結(jié)皮堵塞;回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒結(jié)溫度范圍縮小,熱工制度不穩(wěn),飛砂嚴(yán)重,窯皮疏松,燒成帶襯料壽命縮短,致使熟料質(zhì)量下降,嚴(yán)重時(shí)將無法正常生產(chǎn)。如果熟料含堿量過高,則其凝結(jié)時(shí)間將縮短,以致急凝,水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量增加,熟料中游離氧化鈣增高,安定性不良,抗折強(qiáng)度降低,并出現(xiàn)1天、3天的抗壓強(qiáng)度略有升高,而7天、28天的抗壓強(qiáng)度明顯下降的現(xiàn)象。
?。?)硫
硫堿比是水泥煅燒過程一個(gè)重要的控制指標(biāo)。如果SO2含量有富裕,則往往容易引起預(yù)熱器結(jié)皮堵塞或窯內(nèi)結(jié)圈;反之,如果堿含量有富裕,則會(huì)影響到預(yù)熱器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
2、控制原燃材料的各種成份的波動(dòng),加強(qiáng)原燃料的分析與配料,嚴(yán)格控制各種率值的波動(dòng)范圍。
表1某水泥廠原燃材料質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)(化學(xué)成份分析相關(guān)部分)
表2某水泥廠新型干法過程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)(化學(xué)成份分析相關(guān)部分)
綜上所述,為了滿足新型干法水泥生產(chǎn)工藝條件的要求,必須全部對(duì)生產(chǎn)過程中的原燃料的化學(xué)成分進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的分析和控制,傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法已經(jīng)*不能滿足生產(chǎn)過程的需要;目前眾多新型干法水泥廠為了達(dá)到良好的質(zhì)量控制指標(biāo),大都配備了相應(yīng)的多道X熒光分析儀。由于化學(xué)分析方法分析速度的限制,實(shí)際上,采用化學(xué)分析方法對(duì)于生產(chǎn)過程來說只有事后監(jiān)測(cè)的意義,而沒有控制意義,往往是當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)某個(gè)控制環(huán)節(jié)有問題時(shí),已經(jīng)造成了嚴(yán)重的后果,給工廠帶來了很大的損失。
以生料配料過程為例:化學(xué)分析方法對(duì)生料的全分析一般是一次/8小時(shí)(少數(shù)水泥生產(chǎn)企業(yè)采用一次/4小時(shí),但分析人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、人數(shù)多、費(fèi)用高),當(dāng)配料出現(xiàn)問題時(shí),一般要等到全分析結(jié)果出來以后才能發(fā)現(xiàn),這時(shí)距離出問題的時(shí)刻可能已經(jīng)好幾個(gè)小時(shí)了,即使是日產(chǎn)1000噸的水泥生產(chǎn)線,也會(huì)有上百噸的問題料出現(xiàn),直接影響煅燒過程的穩(wěn)定性,特別對(duì)于使用連續(xù)式生料均化庫的生產(chǎn)線,這種情況導(dǎo)致的后果非常嚴(yán)重。而采用X熒光分析儀以后,我們可以每一個(gè)小時(shí)(如果需要,可以做到每半個(gè)小時(shí))就提供一次生料全分析的準(zhǔn)確數(shù)據(jù),這樣可以隨時(shí)對(duì)配料過程、配料的目標(biāo)值及相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行控制、調(diào)整和監(jiān)測(cè),保證入窯生料成分的穩(wěn)定性,從而保證煅燒過程的穩(wěn)定性和連續(xù)性。
采用X熒光分析儀的目的,就是充分利用X熒光分析儀快速準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn),對(duì)各種原燃材料、生料、熟料、水泥進(jìn)行全過程的跟蹤檢測(cè),并針對(duì)不同的情況由DCS系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整,實(shí)現(xiàn)真正意義上的事前和事中控制;如果沒有X熒光分析儀提供的及時(shí)準(zhǔn)確的物料中各元素的分析數(shù)據(jù),DCS系統(tǒng)也無法充分發(fā)揮作用。因此,采用X熒光分析儀的真正意義在于:減少工藝事故,穩(wěn)定質(zhì)量,提高產(chǎn)量;同時(shí),X熒光分析儀的使用也有助于全面強(qiáng)化和提高水泥生產(chǎn)企業(yè)整體管理水平,并且可以大大減少分析人員編制,節(jié)省化學(xué)試劑費(fèi)用。
表3應(yīng)用實(shí)例:X熒光分析儀在北京水泥廠的應(yīng)用明細(xì)