新型干法水泥熟料煅烧过程
硅酸盐水泥熟料的煅烧
·强吸热反应；
每1 kg纯碳酸钙在890℃时分解吸收热量为1645J/g，是 熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程。分解所需总
热量约占预分解窑的二分之一；
·反应起始温度较低； ·分解温度与CO2分压和矿物结晶程度有关 。
3. 碳酸钙的分解过程
①热气流向颗粒表面的传热过程； ②热量由表面以传导方式向分解面传递的过程； ③碳酸钙在一定温度下吸收热量，进行分解并放出CO2 的化学过程； ⑤表面的CO2向周围介质气流扩散的过程。
• 回转窑内”带”的划分及其作用 1.干燥带 物料温度20—150℃ 气体温 度200—400℃ 2.预热带 物料温度150—750℃ 气体温 度400—1000℃ 3.碳酸盐分解带 物料温度750—1000℃ 气体温 度1000—1400℃ 4.放热反应带 物料温度1000—1300℃ 气体 温度1400—1600℃ 5.烧成带 物料温度1300—1450--1300℃ 气体温度1650—1700℃ 6.冷却带
生料中自由水量因生产方法与窑型不同而异： 干法窑﹤1％ 立窑、半干法立波尔窑：12 ～15％ 湿法窑：30～40 ％ 半湿法立波尔窑：18 ～22％
2.脱 水
脱水是指粘土矿物分解放出化合水 。
层间吸附水：以水分子状态
·水存在形式：
脱水温度：100℃左右 晶体配位水：OH脱水温度：400～600℃以上
第五章 硅酸盐水泥熟料的煅烧
本章主要内容： 本章主要介绍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，着重介绍当代水泥工业 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。
研究方法：
• 在实验室内进行 • 在试验窑与生产窑上进行
水泥生产工艺(新)
水泥行业（以矿峰水泥为例）一、生产工艺流程熟料生产工艺流程物料流向：气体流向水泥生产工艺流程图水泥生产过程主要分为三个阶段：生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨。
(1) 石灰石预均化及原料输送从矿山开采的石灰石在矿区经破碎后由皮带运输机运进石灰石预均化堆棚，石灰石在圆形带顶的石灰石预均化堆棚中用圆形混匀堆取料机进行石灰石预均化，经预均化后的石灰石由皮带输送到原料调配站的石灰石配料库，石英砂岩由密闭槽车运输进公司的石英砂岩堆棚内，石英砂岩在矩形带顶的石英砂岩预均化堆棚中用混匀堆取料机进行石英砂岩预均化，石英砂岩经皮带输送至原料调配站的石英砂岩配料库，铁矿粉由密闭槽车运输进公司内，用皮带输送至送至原料调配站的铁矿粉配料库，粉煤灰由密闭罐车运输进公司，汽车自备气力卸车系统直接把粉煤灰输送到原料调配站的粉煤灰库储存。
在石灰石预均化、石灰石储存、粉煤灰储存、石英砂岩预均化和石英山岩铁矿粉储存过程均有粉尘产生，用布袋除尘器收集处理。
(2) 原料调配及输送水泥熟料原料调配站设石灰石、石英砂岩、铁矿粉和粉煤灰库各一座，配料仓下分别设有定量给料机，定量给料机按设定的配比将各种物料定量的给出，配合料通过皮带输送机、喂料锁风阀喂入原料磨中，在入原料磨皮带输送机上设有电磁除铁器和金属探测器，以去除原料中可能残存的铁件，确保辊式磨避免受到机械受损，生料质量用萤光分析仪和原料配料自动调节系统来控制。
(3) 原料粉磨及废气处理水泥熟料原料粉磨采用一套辊式磨系统，利用从窑尾预热器排出的高温废气作为原料磨的烘干热源，物料在磨内进行烘干、研磨，从辊式磨落下的块料经提升机入磨继续粉磨，出辊式磨的气体携带合格的生料粉，经旋风分离器分离后收下的生料经空气输送斜槽、斗式提升机送入生料均化库，含尘气体一部分作为循环风返回原料磨磨中，其余的与来自增湿塔的废气混合进入窑尾布袋收尘器，净化后的气体由窑尾排风机排入大气。
在原料磨停止运行时，窑尾高温废气由增湿塔增湿降温后全部直接进入窑尾的布袋除尘器，增湿塔喷水量将自动控制，使废气温度处于布袋除尘器的允许范围内，经布袋除尘器净化后再排入大气中，烟尘的排放浓度≤20mg/Nm3，增湿塔收集下来的窑灰，经输送设备送至入窑喂料系统或生料均化库，再次进入生产系统。
水泥生产工艺熟料煅烧
➢ 3.1 新型干法煅烧工艺技术
➢ 3.1.1 悬浮预热技术
➢ 悬浮预热技术是在水泥中空窑的尾部（生料喂入端） 装设悬浮预热器（也称旋风预热器），使出窑废热气体 在预热器内通过，同时使入窑的低温生料粉分散于废热 气流之中，在悬浮状态下进行热交换，使物料得到迅速 加热升温后再入窑煅烧的一项技术。
➢ 传统的回转窑煅烧水泥熟料过程完全是在窑内进行 的，即生料喂入到窑内后的干燥→预热→碳酸盐分解→ 放热反应→熟料矿物的形成→冷却这六个过程完全是在 回转窑内完成的（见下图），使得窑体长度相对较长， 热量损失较大，窑的产量不高。
新型干法（现代水泥）回转窑
悬浮或立筒预热器
干法回转窑
加热机
立波尔回转窑（已被淘汰）
普通干法回转窑（逐渐被淘汰）
湿法回转窑（逐渐在改造成为新型干法窑）
二次风入窑 出窑熟料
不同类型回转窑各带划分
➢ 3.1.1.1 悬浮预热器单元组成
➢ 悬浮风预热器单元由换热管道、预热器、衬料、出风 管（废热气体将热量传给生料后排出）、下料管和锁风阀 （重锤）组成，见下图（C1代表第一级旋风预热器，以下 类推）。悬浮预热器系统由上述多个（四级串联的称为四 级旋风预热器，五级串联的称为五级旋风预热器）单元组 合构成：
热电偶 重锤
分解后的 生料入窑
窑体（窑尾）
分解炉、第四级预热器、 回转窑窑尾之间的关系
分解炉
重锤
喷煤嘴（3个） 三次风来自冷却机
窑体（窑尾）
物气料体放温温热度度反::应~~带11370000CC
回转窑
物气料体温温度度::13烧0~01成70带104C5~0~130冷0 C却物带料温度: ~1000 C
煤粉三次风
火焰
水泥熟料生产工艺及设备
1一物料层；2一漏斗；3一库底中心锥；4一收尘器 ；5-钢 制减压锥；6一充气管道；7一气动流量控制阀；8一电动流 量控制阀；9一套筒式生料计量仓；lO一固体流量计
干法生产：将原料先烘干后粉磨或同时烘干与粉磨成生料粉，而后喂 入干法窑内煅烧成熟料。但也有将生料粉加入适量水制成生料球，送 入立波尔窑内煅烧成熟料的方法，称之为半干法，仍属干法生产之一 种。
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黏土堆场 泥浆库
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石灰石
单段锤式破碎机 碎石库
生料湿法粉磨系统
铁粉堆场 铁粉库
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三、具体工艺流程-----生料制备
原燃材料的储存设施一般为各种储存库，也有的为露天堆场或堆棚、 预均化设施兼储存等。
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三、具体工艺流程-----生料制备
原燃料在储存、取用过程中，通过采用特殊的堆、取料方式及设施， 使原料或燃料化学成分波动范围缩小，为入窑前生料或燃料煤成分趋 于均匀一致而做的必要准备过程，通常称作原燃料的预均化。
粉磨：将各种原料（石灰石、粘土、铁粉）配料的混合物后在磨机内 磨成适合窑煅烧的的生料。
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三、具体工艺流程-----煤粉磨
煤粉磨指从原煤仓、喂料控制、烘干粉磨、收尘到煤粉仓等生产贮存 环节。其简要的生产流程：
原煤 破碎机 煤预均化堆场 原煤仓 喂煤计量控制 煤 粉烘干粉磨 煤粉仓 煤粉输送 分别到窑和分解炉燃烧器。
6 新型干法水泥熟料煅烧工艺过程
1.干燥 2.粘土矿物脱水分解 使用的设备：旋风预热器
3.碳酸盐分解 使用的设备：分解炉
4.固相反应
5.熟料烧结 使用的设备：回转窑
6. 熟料冷却 使用的设备：冷却机
1.2水泥熟料的形成热
水泥熟料形成热的概念: 熟料的形成热，是指在一定的生产条件
第一章新型干法水泥熟料煅烧工艺过程
【教学目标】 1、掌握水泥熟料的形成过程及发生的物理
化学变化； 2、掌握水泥熟料的形成热和形成热的计算
方法； 3、了解熟料热耗及其意义； 4、熟悉新型干法水泥熟料的煅烧工艺过程。
1.1 水泥熟料的形成过程
水泥熟料的形成过程，是对合格的水泥生料进行煅 烧，使其连续被加热，经过一系列的物理化学反应， 形成熟料，再进行冷却的过程。具体如下：
熟料的形成热还可用下列经验公式进行计算： Q形=G干(4.5A12O3+29.6CaO+17MgO)－284 式中 Q形——熟料形成热，kJ／kg ck； G干——生成1lkg熟料所需理论干生料量，kg； A12O3，CaO，MgO——生料中各氧化物量,% 通过计算，一般情况下，生成1kg熟料理论上所需 的热量约为1734kJ/kg-ck。
在实际生产中，生产1kg熟料所需的热量称 为熟料的单位热耗，它远远大于熟料的形成 热，目前热利用率比较高的生产厂，其熟料 的单位热耗也在3000kJ／kg-ck以上，所 以水泥生产的热效率是较低的，一般只有 30%～40％左右。
若能提高水泥生产的热效率,对水泥工业将 是一个大的贡献。
降低热耗的途径：
碳酸盐分解所需的热量占熟料形成 热的46.0％，故提高热的利用率应从碳 酸盐的分解着手，采取有效措施，降低 熟料的单位热耗。
新型干法水泥第四节熟料烧成系统的调试
新型干法水泥第四节熟料烧成系统的调试1.工艺流程及介绍1.1熟料烧成范围按现在计算机控制水平和集中控制操作习惯，熟料烧成系统范围包括：生料入窑喂料系统、喂煤系统、废气处理系统、熟料烧成窑尾、熟料烧成窑中和熟料冷却及熟料输送等部分。
1.1.1生料入窑喂料系统生料计量仓设有两套卸料装置，各配一套固态流量计，计量出仓生料量，其中一套备用。
生料计量仓由罗茨风机充气卸料，操作员给定生料喂料量，固态流量计按给定值控制仓下卸料阀的开度，使卸出量与给定值一致。
经生料计量仓卸出的生料，通过斜槽、提升机、预热器顶部的空气斜槽、回转下料器喂入预热器的C2级～C1级风管中。
1.1.2喂煤系统窑头、窑尾共用一个煤粉仓布置在煤粉制备车间内，仓下各有计量、输送设备。
煤粉仓卸煤粉入窑头煤粉计量转子秤，转子秤按给定值输出煤粉，煤粉气体输送至窑头喷煤管，输送空气由输送窑头煤粉的罗茨风机提供。
煤粉仓卸煤粉入窑尾煤粉计量转子秤，转子秤按给定值输出煤粉，煤粉气体输送至窑尾，经两路分配阀分两路入分解炉喷煤管，输送空气由输送窑尾煤粉的罗茨风机提供。
1.13熟料烧成窑尾、窑中、熟料冷却及熟料输送系统预热器有单系列五级旋风预热器和喷腾型分解炉构成，生料在C2级～C1级的风管处进入预热器。
生料自上而下与热气体悬浮换热升温，。
入分解炉后，由C5级收集，经窑尾烟室喂入回转窑。
入窑物料经回转窑高温煅烧，发生固液相反应，形成高温熟料，高温熟料出窑入篦式冷却机冷却。
回转窑内煤粉燃烧后，生成高温废气经烟室从分解炉底部入炉。
在分解炉内，煤粉、三次风、预热后的生料及回转窑的高温废气，通过喷腾，实现气料成分混合，完成燃烧、分解。
分解炉排出的气料，在C5级内气料分离，物料入窑，废气经各级旋风筒，自下而上与生料悬浮换热降温，最后从C1级排出，窑尾高温风机将废气送入废气处理系统。
熟料在篦冷机内与鼓入的冷空气进行热交换，排出的高温热空气一部分作为二次风入窑供煤粉燃烧，另一部分作为三次风经三次风管入分解炉。
新型干法水泥生产工艺流程
新型干法水泥生产工艺流程新型干法水泥生产工艺是指在水泥生产过程中采用先进的干法工艺，通过破碎、磨矿、煅烧等环节，生产出高质量的水泥产品。
相比传统湿法水泥生产工艺，新型干法水泥生产工艺具有节能、环保、高效等优点，受到了越来越多水泥生产企业的青睐。
下面将介绍新型干法水泥生产工艺的具体流程。
原料准备新型干法水泥生产工艺的第一步是原料准备。
水泥的主要原料包括石灰石、粘土、铁矿石等。
这些原料首先需要经过破碎、研磨等工艺处理，使其达到适合进入煅烧系统的粒度和化学成分要求。
在原料准备过程中，需要确保原料的质量稳定，以保证水泥产品的品质。
原料研磨经过原料准备的原料进入研磨系统，进行进一步的研磨处理。
研磨系统通常采用立磨或者辊压机进行研磨，将原料研磨成细粉，以提高煅烧系统的燃烧效率和水泥品质。
煅烧煅烧是新型干法水泥生产工艺的关键环节。
经过研磨的原料进入旋窑或者立窑进行煅烧。
在煅烧过程中，原料经过高温煅烧，发生化学反应，形成水泥熟料。
煅烧系统通常采用先进的燃烧技术和热工控制技术，以提高煅烧系统的热能利用率和水泥熟料的品质。
熟料磨磨经过煅烧的水泥熟料需要进行熟料磨磨，将其磨成水泥粉。
熟料磨磨系统通常采用水泥立磨或者滚筒磨进行磨磨，以满足水泥产品的粒度要求。
成品包装经过熟料磨磨的水泥粉通过输送系统进入成品库，然后进行包装。
包装系统通常采用自动化包装设备，将水泥粉装入袋中，并进行称重、封口等操作，最终形成成品水泥产品。
除尘处理在新型干法水泥生产工艺中，除尘处理是非常重要的环节。
煅烧系统和熟料磨磨系统产生的烟气中含有大量粉尘和有害气体，需要通过除尘设备进行处理，以保护环境和改善工作环境。
总结新型干法水泥生产工艺流程包括原料准备、原料研磨、煅烧、熟料磨磨、成品包装和除尘处理等环节。
通过先进的设备和工艺技术，新型干法水泥生产工艺具有节能、环保、高效等优点，是水泥生产企业实现可持续发展的重要途径。
希望本文对新型干法水泥生产工艺流程有所帮助。
天然气为燃料煅烧水泥熟料的操作
天然气为燃料煅烧水泥熟料的操作回转窑点火升温的操作控制。
在回转窑的点火升温阶段，采用天然气作燃料时最容易发生的事故是天然气爆燃和CO浓度超标，因此点火方式和操作非常关键。
我们的经验是：如果是在不开启高温风机的情况下，则开启窑尾排风机并适当加大其拉风，当阀门开到30%以上（或额定转速的30%以上）时进行窑头点火；待窑头点火成功并燃烧稳定后再适当减少拉风，实现正常升温。
在OCC项目中，我们是在开启窑尾排风机后再接着开启高温风机。
具体的点火操作如下：（1）启动窑尾排风机，进口阀门给定20%，控制高温风机出口压力达-150Pa左右；（2）启动高温风机，以最低转速（150r/min）运行，高温风机进口阀门开度设定在20%，冷风阀开度30%；（3）启动窑头一次风机，转速300r/min，一次风机压力4kPa左右；（4）启动窑头燃烧器点火器；（5）启动窑头燃烧器，给气量(标况)初步为1000m3/h,然后逐步增加一次风机的转速，以火焰强劲有力为主。
分解炉点火，则规定要在炉内温度达到700℃方可进行，且点炉之前要适当提高炉内拉风。
其中窑头点火应注意以下几点：（1）在此点火升温过程中，高温风机的拉风幅度一定要小，要坚持缓拉风。
因拉风太快太大很容易就把温度给带走了，其结果是烟室的温度就是升不起来；（2）为保护高温风机，降低出C1后气体的温度，可适当开启冷风阀或点火烟帽；（3）升温关键是逐步顶上窑头天然气的给气量，则烟室的温度就会逐步上升，良好的升温状态是以保持窑头二次风温和烟室温度都在上升为佳；（4）在逐步增加窑头天然气给气量的同时，要注意及时开启冷却机的冷却风机，以保证火焰的完全燃烧而不产生CO。
投料操作与正常运行控制。
投料操作。
当窑头和窑尾点火成功，窑速达1.0r/m以上且分解炉出口温度升到850℃时，可开启喂料电动闸板阀进行投料作业。
初始喂料量控制在200-220t/h（即阀门开度36%-38%），然后提高高温风机转速至570r/min，C1出口压力在-2kPa 左右；待物料进入预热器后，关闭开启的冷风阀或点火烟帽，并仔细观察预热器各级的压力和温度，及时供给分解炉的燃气量，以保证炉中温度不低于860℃；待物料入窑后，逐步提高窑头天然气的用气量至正常煅烧时的需要量；投料成功后，逐步增加喂料量至正常生产用量。
新型干法的水泥窑生产熟料工艺
新型干法的水泥窑生产熟料工艺
新型干法水泥窑生产熟料工艺主要有以下过程：
1. 原料破碎与预处理：将石灰石、粘土等原料经过破碎设备破碎成小颗粒，并进行预处理，包括去除杂质和调整原料成分。
2. 原料混合与研磨：将预处理后的原料按照一定比例混合，并通过研磨设备进行细磨，将原料颗粒细化成适合进入窑炉的粉末。
3. 煤粉预热与干燥：将干燥设备中的煤粉进行预热，并通过热风对原料进行干燥，将水分降至较低水平。
4. 离子热解：将干燥后的原料通过干法水泥窑的一段进行离子热解，将原料中的化学结合水和游离水分释放出来。
5. 熟料煅烧：将离子热解后的原料进入水泥窑的煅烧区域，通过高温下的还原、氧化和化学反应，使原料逐渐变成熟料，即水泥的主要成分。
6. 熟料冷却：煅烧后的熟料通过冷却设备进行快速冷却，以保证熟料颗粒的品质和稳定性。
7. 熟料研磨：将冷却后的熟料通过研磨设备进行细磨，使熟料细度符合水泥生产的要求。
8. 熟料储存与包装：将研磨后的熟料储存在仓库中，并经过包
装设备进行包装和销售。
新型干法水泥窑生产熟料工艺相比传统湿法工艺具有更高的热效率和能耗低的优势，同时可以减少环境污染和水资源消耗。
同时，新型干法工艺还可以进行余热回收利用，以提高能源利用效率。
新型干法水泥生产工艺流程及污染治理
1. 石灰石原料
石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰 石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥 生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要 1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。
2. 黏土质原料 黏土质原料主要提供水泥熟料中的SiO2、 Al2O3、及少量的Fe2o3。天然黏土质原料有黄 土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。其中黄 土和黏土用得最多。此外，还有粉煤灰、煤 矸石等工业废渣。黏土质为细分散的沉积岩， 由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云 母及其它水化铝硅酸盐。
氮氧化物的污染防治
防治Nox的首要措施就是优化窑和分解 炉的燃烧制度，保持适宜的火焰温度和 形状，控制过剩空气量，确保喂料量和 喂煤量均匀稳定，保障篦式冷却机运行 良好，采用低NOx的喷煤管等。同时考 虑窑操作不正常情况，还需设置专门的 脱氮措施。
篦式冷却机
5、水泥生产过程中CO2气体的产生
1、在水泥煅烧窑中排放的CO2,来源于 水泥原料中碳酸盐分解和燃料燃烧。当 前，生产水泥熟料的主要原料为石灰石。 2、普通硅酸盐水泥熟料含氧化钙65% 左右，根据化学反应方程式 (CaCO3=CaO+CO2)算出：每生产1吨水 泥熟料生成0.511吨CO2
6. 水泥熟料的烧成
在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生 一系列的固相反应，生成水泥熟料中的矿物。 随着物料温度升高近时，矿物会变成液相， 溶解于液相中的和进行反应生成大量（熟 料）。熟料烧成后，温度开始降低。最后由 水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷 却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的 温度，同时回收高温熟料的余热，提高系统 的热效率和熟料质量。
（2）气固分离
当气流携带料粉进入旋风筒后，被迫在旋风筒筒体 与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋转流动， 并且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直 可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升， 由排气管排出。
新型干法水泥生产工艺流程
新型干法水泥生产工艺流程1、 破碎及预均化（1）水泥生产过程中，很大一部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。
因为石灰石是生产过程中用量最大的原料，开采出来之后的颗粒较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥的物料破碎中占有比较重要的地位。
（2）原料预均化 预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。
2、生料制备水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料（包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60以上，其中生料粉磨占30以上，煤磨占约3，水泥粉磨约占40。
因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。
3、生料均化新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。
4、预热分解把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。
（1）物料分散换热80在入口管道内进行的。
喂入预热器管道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料折转向上随气流运动，同时被分散。
（2）气固分离当气流携带料粉进入旋风筒后，被迫在旋风筒筒体与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋转流动，并且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。
（3）预分解预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。
它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道，设燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行，使入窑生料的分解率提高到90以上。
新型干法水泥生产工艺流程简述
水泥生产工艺流程稍微了解水泥生产工艺的人，提到水泥的生产都会说到“两磨一烧”，它们即是：生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨。
就其中的一些工艺要求，本网站作一些收集、整理，提供给大家参考：水泥：凡细磨物料，加适量水后，成塑性浆状，即能在空气硬化，又能在水中硬化的水硬性胶凝材料，并能把沙石等材料牢固地胶结在一起的叫水泥。
一般来讲，水泥行业生产的是硅酸盐水泥，硅酸盐水泥是一种细致的、通常为灰色的粉末，它由钙( 来自石灰石)、硅酸盐、铝酸盐( 黏土) 以及铁酸盐组成。
在一个硅酸盐水泥工厂中，水泥生产有以下几个主要阶段：生料的准备·石灰石是水泥生产的主要原材料，大多数工厂都位于石灰石采石场附近，以尽量降低运输成本。
·通过爆破或者使用截装机来进行原料( 石灰石、页岩、硅土和黄铁矿) 的提取。
·原料被送至破碎机，在那里经过破碎或锤击变成碎块。
·压碎的石灰石和其它原料通常覆盖储存，以防受外界环境的影响，同时也可最大程度地减小灰尘。
·在大多数情况下，采石场和水泥厂会需要分离的或单独的电源设备。
生料磨·在生料磨车间，原料被磨得更细，以保证高质量的混合。
·在此阶段使用了立磨和球磨，前者利用滚筒外泄的压力将通过的材料碾碎，后者则依靠钢球对材料进行研磨。
·至今为止，生料磨所消耗电能的大部分并未被用来破碎材料，而是转化成了热能损耗。
因此这里就存在一种经济化的需求，希望能够对生料磨车间进行调节，将能量损失保持在尽可能低的水平。
·使用一种优化粉磨过程的电气自动化系统是很有必要的。
·生料最终被运输到均化堆场进行储藏和进一步的材料混合。
熟料生产·熟料球形结块的直径必须在0.32-5.0cm 范围之内，它们是在原料之间的化学反应中产生的。
·高温处理系统包括三个步骤：烘干或预热、煅烧( 一次热处理，在其过程中生成氧化钙) 以及焙烧( 烧结)。
硅酸盐水泥熟料的煅烧与冷却
5.1.3固相反应
在碳酸盐分解的同时，石灰质与粘土质组分间进行固
相反应，其过程如下：
~800℃：CaO•Al2O3，CaO•Fe2O3与2CaO•SiO2开始 形成； 800 ~ 900 ℃：开始形成12CaO•7Al2O3(C12A7); 900 ~ 1000 ℃: 2CaO• Al2O3•SiO2(C2AS)形成后又分解。
反应式：MgCO3MgO+CO2-Q
反应温度：
CaCO3CaO +CO2-Q
MgCO3 始于402~408℃最高700 ℃ CaCO3 600 ℃开始，812~928 ℃快速分解
反应特点：
可逆反应 强吸热反应 烧失量大 分解温度与 CO2分 压 和矿物结晶程度有关
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
过多会形成钙钛矿，减少C3S含量。应＜1%。
其他微量元素
预分解窑生产流程图
预分解窑工艺流程
5.4回转窑内熟料的煅烧
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，
（1）高岭石脱水
Al2O3 2 SiO2 2 H 2O Al2O3 2 SiO2 2 H2 O
（2）蒙脱石脱水 Al2O3.4SiO2.m H2O→Al2O3.4SiO2+m H2O (晶体结构—活性低) （3）伊利石脱水 产物也是晶体结构,伴随体积膨胀
5.1.2碳酸盐分解 碳酸盐的分解主要为碳酸钙和碳酸镁的分解，其 化学反应式为：
硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺
硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺硅酸盐水泥熟料是一种重要的建筑材料，其主要成分是硅酸盐矿物质。
熟料的生产是通过对原料进行煅烧工艺来实现的。
以下是硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺的详细步骤：1. 原料准备：硅酸盐水泥熟料的主要原料包括石灰石、黏土和其他辅助原料。
这些原料需要粉碎和混合以获得均匀的化学成分。
2. 煤粉燃烧：在水泥炉中，需要使用煤粉作为主要燃料。
煤粉经过燃烧反应产生高温和热量，为后续反应提供能量。
3. 干法预热：将经过预处理的原料送入水泥炉，通过高温烟气进行干法预热。
在预热过程中，原料中的水分逐渐蒸发，从而实现干燥和预热的目的。
4. 煅烧反应：在水泥炉中，原料经过预热后被加热至高温，从而引发一系列的化学反应。
其中，主要的反应是石灰石的分解反应，将石灰石中的钙碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳。
此外，还有一系列的矿物转化反应和固相反应发生。
5. 冷却：煅烧后的硅酸盐水泥熟料需要进行冷却。
这一过程通过烟气和新鲜空气流通来降低熟料的温度，避免过度煅烧。
6. 粉磨：冷却后的熟料被送入水泥磨进行粉磨处理。
通过磨破磨、分级破磨和分级等步骤，熟料被加工成细度符合要求的水泥产品。
硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺是一个复杂的化学和物理变换的过程。
煅烧过程中，需要控制适当的温度、时间和燃烧条件，以确保熟料的质量。
同时，通过优化煅烧工艺，可以降低能耗和环境排放，实现节能减排的目的。
硅酸盐水泥熟料煅烧工艺的详细步骤：7. 烟气处理：在炉内煅烧过程中，产生大量的烟气、灰尘和废气。
这些废气含有有害物质，需要进行处理以减少对环境的影响。
常见的烟气处理方法包括电除尘、袋式除尘等，以去除烟气中的粉尘和固体颗粒，并通过喷淋洗涤等方式去除废气中的二氧化硫等有害物质。
8. 能源回收：在煅烧过程中，通过使用高温烟气作为热源，可以回收能量并用于干法预热等步骤。
这种能源回收措施不仅可以降低能源消耗，减少生产成本，还可以减少对自然资源的开采和环境的影响。
9. 质量控制：在整个煅烧工艺中，对煅烧过程的温度、时间和燃烧条件等进行严格控制，以确保熟料的质量。
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1 新型干法水泥熟料煅烧工艺过程1.1 水泥熟料的形成过程水泥熟料的形成过程，是对合格的水泥生料进行煅烧，使其连续被加热，经过一系列的物理化学反应，形成熟料，再进行冷却的过程。
生料在加热过程中，依次发生干燥、粘土矿物脱水、碳酸盐分解、固相反应、熟料烧结及熟料冷却结晶等重要的物理化学反应。
这些反应过程的反应温度、反应速度及反应产物不仅受原料的化学成分和矿物组成的影响，还受反应时的物理因素诸如生料粒径、均化程度、气固相接触程度等的影响。
1.1.1 干燥排除生料中自由水分的工艺过程称为干燥。
生料都含有一定量的自由水分，随着温度的升高，物料中的水分被蒸发，当温度升高到100～150℃时，生料中的自由水分全部被排除，这一过程称为干燥过程。
新型干法水泥生料水分小于1%，在预热器内瞬间完成。
1.1.2 脱水脱水是指粘土矿物分解放出化合水。
粘土矿物的化合水有两种：一种是以OH 一离子状态存在于晶体结构中，称为晶体配位水(也称结构水)；另一种是以水分子状态吸附于晶层结构间，称为晶层间水或层间吸附水。
所有的粘土都含有配位水；多水高岭土、蒙脱石还含有层间水；伊利石的层间水因风化程度而异。
层间水在100℃左右即可排除，而配位水则必须高达400～600℃以上才能脱去。
粘土中的主要矿物高岭土发生脱水分解反应如下式所示：Al2O32SiO22H20Al2032SiO2 + 2H2O↑高岭土无水铝硅酸盐(偏高岭土) 水蒸气Al2032SiO2Al203 + 2SiO2高岭土进行脱水分解反应属吸热过程。
高岭土在失去化合水的同时，本身晶体结构遭受破坏，生成了非晶质的无定形偏高岭土(脱水高岭土)，由于偏高岭土中存在着因OH 一基跑出后留下的空位，故可以把它看成是无定型的SiO2 和Al2O3，这些无定形物具有较高活性。
1.1.3 碳酸盐分解生料中的碳酸钙和夹杂的少量碳酸镁在煅烧过程中分解并放出CO2 的过程称碳酸盐分解。
碳酸镁的分解温度始于402～480℃左右，最高分解温度700℃左右；碳酸钙在600℃时就有微弱分解发生，但快速分解温度在812～928℃之间变化。
MgCO3 在590 ℃、CaCO3 在890℃时的分解反应式如下：MgC03MgO + CO2↑－(1047～1 214)J/gCaC03CaO + CO2↑－1645 J/g其中，碳酸钙在水泥生料中所占比例80%左右，其分解过程需要吸收大量的热，是熟料煅烧过程中消耗热量最多的一个过程，因此，它是水泥熟料煅烧过程重要的一环。
1.1.3.1 碳酸钙分解反应的特点1．可逆反应2．强吸热反应每1 kg纯碳酸钙在890℃时分解吸收热量为1645J/g，是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程。
分解所需总热量约占预分解窑的二分之一。
3．烧失量大每100 kg的纯CaCO３分解后排出挥发性CO２气体44 kg，烧失量占44%。
4．分解温度与CO 2 分压和矿物结晶程度有关在常压(101325 Pa)和分解出的CO 2 分压达1个大气压(即平衡分解压力101325Pa) 的环境中，纯碳酸钙的分解温度为800℃。
平衡分压增大，分解温度增高，环境C02 的浓度和压力对碳酸钙分解温度的影响见图1-1所示1.1.3.2、碳酸钙的分解过程一颗正在分解的CaCO3 颗粒，颗粒内部的分解反应可分为下列5个过程：①热气流向颗粒表面传进分解所需要的热量Qi；②热量以传导方式由表面向分解面传递的过程；③在一定温度下碳酸钙吸收热量，进行分解并放出CO2 的化学过程；④分解放出的CO2，穿过CaO层，向表面扩散传质；⑤表面的CO2 向周围气流介质扩散。
在这5个过程中，有4个是物理传热传递过程，唯独碳酸钙吸收热量分解放出CO2 的过程是一个化学反应过程。
在颗粒开始分解与分解面向颗粒内部深入时，各过程对分解的影响程度不相同，哪个过程最慢，哪个便是主控过程。
即碳酸钙的分解速度受控于其中最慢的一个过程。
分解速度或者分解所需的时间将决定于化学反应所需时间，即反应生成的CO2 通过表面CaO层的扩散是整个碳酸钙分解过程中的速度控制过程。
在悬浮预热器和分解炉内，由于生料悬浮于气流中，基本上可以看作是单颗粒，其传热系数较大，特别是传热面积非常大，分解过程的速率受化学反应过程所控制。
在分解炉(物料温度850℃左右)，只需几秒钟即可使碳酸钙分解率达到85%～95%。
1.1.3.3、影响碳酸钙分解速度的因素1．石灰质原料的特性以最常见的石灰石为例，当石灰石中伴生有其他矿物和杂质一般具有降低分解温度的作用，2．生料细度和颗粒级配生料粉磨得细，且颗粒均匀、粗粒少，生料比表面积增加，使传热和传质速度加快，有利于分解反应进行。
3．生料悬浮分散程度生料悬浮分散差，相对地增大了颗粒尺寸，减少了传热面积，降低了碳酸钙的分解速度。
4．温度提高反应温度，分解反应的速度加快，分解时间缩短。
但应注意温度过高，将增加废气温度和热耗，预热器和分解炉结皮、堵塞的可能性亦大。
5．系统中CO2分压通风良好CO2 分压较低，有利于CO2 的扩散和加速碳酸钙的分解。
6．生料中粘土质组分的性质如果粘土质原料的主导矿物是高岭土，由于其活性大，在800℃下能和氧化钙或直接与碳酸钙进行固相反应，生成低钙矿物，可以促进碳酸钙的分解过程。
反之，如果粘土主导矿物是活性差的蒙脱石和伊利石，则CaCO3的分解速度就慢。
1.1.4、固相反应1.1.4.1、反应过程通常在碳酸钙分解的同时，分解产物CaO与生料中的SiO2、Fe2O3、Al2O3等通过质点的相互扩散而进行固相反应，形成熟料矿物。
固相反应的过程比较复杂，其过程大致如下：～800℃CaO+ Al2O3CaO·Al2O3 (CA)Ca0+Fe2O3CaO·Fe2O3 (CF)2Ca0+ Si022CaO·Si02 (C2S)开始形成800～900℃7(CaO·Al2O3)+5CaO12CaO·7Al2O3 (C12A7)900～1100℃2CaO+Al2O3+Si022CaO·Al2O3·Si02 (C2AS)形成后又分解12CaO·7 Al2O3+9CaO——7(3CaO·Al2O3) (C3A)开始形成7(2CaO·Fe2O3)+2CaO+12CaO·7 Al2O37(4CaO·Al2O3·Fe2O3)(C4AF)开始形成1100～l200℃大量形成C3A和C4AF，C2S含量达最大值。
水泥熟料矿物C3A和C4AF、C2S的形成是一个复杂的多级反应，反应过程是交叉进行的。
水泥熟料矿物的固相反应是放热反应，固相反应的放热量约为420～500J/g。
固相反应通常需要在较高温度下进行，影响固相反应的主要因素主要有以下几点：（1）生料细度及均匀程度生料的均匀混合，使生料各组分之间充分接触，有利固相反应进行。
（2）原料性质当原料中含有结晶Si02 (如燧石、石英砂)和结晶方解石时，由于破坏其晶格困难，晶体内的分子很难离开晶体而参加反应，所以使固体反应的速度明显降低，特别是原料中含有粗颗粒石英砂时，其影响更大。
因此，在原料选择时，力求避免采用粗晶石英，如不得已而必须使用时，可将其单独粉磨，务求配制粉磨能耗最低但反应活性最佳的生料颗粒级配。
（3）温度提高反应温度，质点能量增加，增加了质点的扩散速度和化学反应速度，可加速固相反应。
1.1.5、熟料烧结当物料温度升高到最低共熔温度后，固相反应形成的铝酸钙和铁铝酸钙熔剂性矿物及氧化镁、碱等熔融成液相。
在高温液相作用下，固相硅酸二钙和氧化钙都逐步溶解于液相中，硅酸二钙吸收氧化钙形成硅酸盐水泥的主要矿物—硅酸三钙，其反应式如下：C2S + Ca0C3S随着温度的升高和时间延长，液相量增加,液相粘度降低，氧化钙、硅酸二钙不断溶解、扩散，硅酸三钙晶核不断形成，并逐渐发育、长大，最终形成几十微米大小、发育良好的阿利特晶体。
与此同时，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、结构致密的孰料，我们称以上过程为熟料的烧结过程，简称熟料烧结。
在配合生料适当，生料成分稳定的条件下，硅酸盐水泥熟料在1250～1280℃开始出现液相，1300℃左右时Ca0 和C2S 溶入液相中开始大量生成C3S，这一过程也称为石灰吸收过程。
一直到1450℃液相量继续增加，游离氧化钙被充分吸收。
故通常把1300～1450～1300℃称为熟料的烧结温度。
在此温度范围内大致需要10～20 min完成熟料烧结过程。
1.1.5.1、影响熟料烧结过程的因素由上述过程可知，熟料的烧结在很大程度上取决于液相含量及其物理化学性质。
因此，控制液相出现的温度、液相量、液相粘度、液相表面张力和氧化钙、硅酸二钙溶于液相的速率，并努力改善它们的性质至关重要。
1．最低共熔温度液相出现的温度决定于物料在加热过程中的最低共熔温度。
而最低共熔温度决定于系统组分的性质与数目。
表1-1列出了一些系统的最低共熔温度。
由表1-1可知，系统组分数目越多，其最低共熔温度越低，即液相初始出现的温度越低。
2．液相量熟料的烧结必须要有一定数量的液相。
液相是硅酸三钙形成的必要条件，适宜的液相量有利于C3S形成，并保证熟料的质量。
液相量太少，不利于C3S形成，反之，过多的液相易使熟料结大块，给煅烧操作带来困难。
液相量与组分的性质、含量及熟料烧结温度等有关。
因此，不同的生料成分与煅烧温度等对液相量有很大影响。
一般水泥熟料烧成阶段的液相量大约为20%～30%。
(1)液相量与煅烧温度、组分含量有关，根据硅酸盐物理化学原理，不同温度下形成的液相量可按下式计算：①煅烧温度为1338℃时：IM>1.38 L=6.1F (1.1)IM<1.38 L=8.2A-5.22F (1.2)②煅烧温度为1400℃和1450℃时:1400℃L=2.95A+2.5F+M+R (1.3)1500℃L=3.0A+2.2F+M+R (1.4)式中L——液相量(％)；F——熟料中Fe2O3。
的含量(％)；A——熟料中Al2O3 的含量(％)；M、R——MgO及(Na20+K20)的含量(％)。
表1-1 一些系系统最低共熔温度系统最低共熔温度(℃) 系统最低共熔温度(℃)C3S-C2S-C3A 1455 C3S-C2S-C3A –C4AF 1338C3S-C2S-C3A -Na2O 1430 C3S-C2S-C3A -Na2O -Fe203 1315C3S-C2S-C3A -MgO 1375 C3S-C2S-C3A -Fe203 -MgO 1300C3S-C2S-C3A-Na2O-MgO 1365 C3S-C2S-C3A-Na2O-MgO -Fe203 1280(2)液相量随熟料中铝率而变化，一般硅酸盐水泥在煅烧阶段的液相量随铝率和温度的变化情况见表1-2所示。