水泥工艺精品课程六熟料煅烧

回收热量，预热二次空气，降低热耗、提高热利用率。
冷却方式：
急冷
14
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
快冷对改善熟料质量的作用：
防止或减少C3S的分解；
避免β-C2S转变成γ -C2S ； 改善了水泥安定性； 使熟料晶体减少，提高水泥抗硫酸盐性能； 改善熟料易磨性；
26
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
预分解窑特点 １.在悬浮预热器与回转窑之间增设一个分解炉或利用窑尾上升烟道， ２.装设燃料喷入装置，喷入煅烧所需的60%左右的燃料 ３.使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉中以悬浮 态或流化态下极其迅速地进行， ４.使入窑生料的分解率达到85%～95%。
碳酸盐分解
反应式：MgCO3MgO+CO2-Q
CaCO3CaO +CO2-Q
反应温度：
MgCO3 始于402~408℃最高700 ℃ CaCO3 600 ℃开始，812~928 ℃快速分解
9
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
时间：
20%~30%
液相粘度
液相的表面张力 C2S、CaO溶于液相的速率
10~20min
13
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
熟料冷却
冷却目的：
改善熟料质量与易磨性；
降低熟料的温度，便于运输、储存、 和粉磨
５.减轻窑内煅烧带的热负荷，有利于缩小窑的规格及生产大型化，并且可以节
约单位建设投资，延长衬料寿命，大幅度提高了窑系统的生产效率，有利于 减少大气污染。
27
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
第6章 熟料煅烧技术
本章学习要点：
新型干法水泥生产过程中的熟料煅烧技术以及煅烧
过程中的物理化学变化，
以旋风筒 — 换热管道 — 分解炉 — 回转窑 — 冷却机为
主线，掌握当代水泥工业发展的主流和最先进的煅 烧工艺及设备、生产过程的控制调节等。
2
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
箱式撒料器
25
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
6.4 预分解技术
定义：将已经过悬浮预热后的水泥
生料，在达到分解温度前，进入到
分解炉内与进入炉内的燃料混合， 在悬浮状态下迅速吸收燃料燃烧热 ，使生料中的碳酸钙迅速分解成氧 化钙的技术。
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
其他措施
选择生料进入管道的合适方位，使生料逆气流方向进入
管道，以提高气固相的相对速度和生料在管道内停留时 间。
两级旋风筒之间的管道必须有足够的长度，以保证生料
悬浮起来，并在管道内有足够的停留运行距离，充分发 挥管道传热的优势。
分解炉
分解炉内的气流运动基本型式：即涡旋式、喷腾式、悬浮式及流
化床式。
功能：在这四种型式的分解炉内，生料及燃料分别依靠“涡旋效
应”、“喷腾效应”、“悬浮效应”和“流态化效应”分散于气 流之中。由于物料之间在炉内流场中产生相对运动，从而达到高 度分散、均匀混合和分布、迅速换热、延长物料在炉内的滞留时 间，达到提高燃烧效率、换热效率和入窑物料碳酸盐分解率的目 的。
2015-3-3
6.3.3 旋风预热器
旋风预热器是由旋风筒和连接管道组
成的热交换器。
换热管道除管道本身外还装设有下料
管、撒料器、锁风阀等装备，它们同 旋风筒一起组合成一个换热单元。
20
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
C3S 的 形 成 熟 料 烧 结
12
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
熟料烧结
C3S形成条件：
温度：
影响熟料烧结
过程的因素
液相量
1300~1450~1300℃ 最低共熔温度
液相量：
2015-3-3
喷腾式分解炉
以FLS (F．L．Smidth)型为例，如图所示
沸腾式分解炉
以MFC(Mitsubish Fluidized Calciner)型为代表，
MFC型 分解炉
分解炉的发展方向
(1)
适当扩大炉容，延长气流在炉内的滞留时间；
(2)
改进炉的结构，延长物料在炉内滞留时间；
2015-3-3
6.3悬浮预热技术
6.3.1悬浮预热技术及其优越性 6.3.2悬浮预热器的构成及功能 6.3.3旋风预热器是主要的预热设备
17
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
2015-3-3
构成及功能 6.3.2悬浮预热器的构成及功能 （旋风式）
构成：旋风筒
连接管道(换热管道)
功能：
•使气、固两相能充分分散均布 •迅速换热 •高效分离三个功能
19
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
一般12~18m/s
21
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
旋风筒
作 用
主要是气固分离，传热只占6%～12.5%。
原 理
物料悬浮于气流中从切线进入旋风筒，产生离心力， 料气特性不同，料离心碰壁下行，气不受影响向上。 分离效率 阻力损失 分离效率愈高，生料在系统 内、外循环量就愈少，收尘 负荷减小，热效率提高
2015-3-3
预分解窑生产流程图
3
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
预分解窑工艺流程
4
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
新型分解炉型 1、“喷-旋”型分解炉
如RSP型
33
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
“喷腾”型及“喷腾 迭加”型分解炉
2015-3-3
碳酸钙分解
反应特点：
可逆反应 强吸热反应
影响反应速度的因素
石灰质原料的特性 生料细度和颗粒级配 生料悬浮分散程度 温度 窑系统的CO2分压 生料中粘土质组分的性质
烧失量大
分解温度与 CO2分压 和矿物结 晶程度有关
10
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
可克服水泥瞬凝或快凝。
熟料形成热
热耗：烧成1㎏熟料所消耗的热量。Kj/kg
理论热耗：1630--1800 Kj/kg ；
实际热耗：3400--7500Kj/kg
热效率： 实际热耗＞理论热耗：因为有各种热损失。
理论热耗 100% 实际热耗
16
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
6.3.1悬浮预热技术
定义
是指低温粉状物料均
优越性
物料悬浮在热气流中，
匀分散在高温气流之
中，在悬浮状态下进 行热交换，使物料得
与气流的接触面积大
幅度增加，传热、传 质迅速可大幅度提高
到迅速加热升温的技
术。
了生产效率和热效率。
18
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
6.1 概 述：
熟料的煅烧过程
水泥的产量、质量、燃料与 衬料的消耗以及窑的安全运 转。
新型干法水泥生产：
以悬浮预热和窑外分解技术为核心，把现代科学技术和工业 生产成果，广泛用于水泥生产全过程，使水泥生产具有高效、优 质、低耗、符合环保要求和大型化、自动化为特征的现代水泥生
产方法，并具有现代化的水泥生产新技术和与之相适应的现代管
理方法。
关键技术装备 旋风筒 预热 连接管道 分解炉 回转窑 冷却机 分解 烧成 冷却
6.2： 生料在煅烧过程中的物理化学变化 干燥（自由水蒸发）吸热 100~150℃ 粘土质原料脱水 吸热 450℃ 碳酸盐分解 强吸热 900℃ 固相反应 放热 800~1200℃ 熟料烧结 微吸热 1300~1450~1300℃ 熟料冷却 放热 1300℃~
Fra Baidu bibliotek
2015-3-3
连接管道
作
用：
进行热交换，约80％以上。
热交换方式： 对流传热 对管道的设计十分重要
管道风速太低，热交换时间延长，但影响传热效率，甚至
会使生料难以悬浮而沉降积聚，并且使管道面积过大
风速过高，则增大系统阻力，增加电耗，并影响旋风筒的
分离效率
正确确定换热管道尺寸，必须首先确定合适的管道风速：
(3) 保证向炉内均匀喂料，且料入炉后，尽快地分散、均布； (4) 改进燃烧器形式与结构，合理布置，使燃料尽快点燃；
(5) 下料、下煤点及三次风之间布局的合理匹配，以有利于燃料起火、 燃烧和碳酸盐分解；
(6) 选择分解炉在预分解窑系统的最优部位、布置和流程，有利于分解 炉功能的充分发挥，提高全系统功效，降低NOx，SO3等有害成分排 放量，确保环保达标。
性能评价
阻力损失越小， 电耗越低
？一级旋风筒一
般为并联的双旋风 筒。
22
2015-3-3
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
锁风阀
作用：下料、锁风 类型：
单、双翻板阀
必须采取的措施：
23
Huaxin Group Support
2015-3-3
固相反应
•反应特点：
多级反应 放热反应
•影响因素：
生料细度及均匀程度 原料性质 温度 矿化剂
反应产物：
C2S、C3A、C4AF
11
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
熟料烧结
28
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
旋流式分解炉
以SF型为代表： SF型→ NSF型→旋流-喷腾式分解炉
NSF型
29
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
24
Huaxin Group Support
Manufacturing Workforce Training - Production
2015-3-3
撒料器
作用：防 止下料管 下行物料 进入换热 管道时的 向下冲料， 并促使下 冲物料冲 至下料板 后飞溅、 分散。
板式撒料 器
Huaxin Group Support
熟料烧结过程：
当物料温度升高到最低共熔温度后，C3A、C4AF、MgO、R2O 等熔融成液相。C2S、CaO逐步溶解于液相中， C2S吸收CaO形成 C3S。
反应式： C2S+ CaO→ C3S
随着温度的升高和时间延长，液相量增加，液相粘度降低， C2S、CaO不断溶解、扩散， C3S晶核不断形成，并逐渐发育、长 大，形成几十微米大小、发育良好的阿利特晶体。晶体不断重排、 收缩、密实化，物料逐渐由疏松状态转变为色泽灰黑、结构致密的 熟料。