电石渣制水泥熟料形成热计算方法
熟料热耗计算公式
熟料热耗计算公式在水泥生产过程中，熟料热耗可是一个相当关键的指标。
要弄清楚它的计算公式，咱们得先搞明白一些基本概念。
咱先来说说啥是熟料热耗。
简单来讲，它就是生产一吨熟料所消耗的热量。
这热量从哪儿来呢？主要来自燃料的燃烧。
那这熟料热耗到底咋算呢？一般常用的公式是：Q = （G1×Q1 +G2×Q2 + …… ）/ M 。
这里的 Q 就是熟料热耗，G1、G2 等表示各种燃料的用量，Q1、Q2 等表示各种燃料的热值，M 呢则是熟料的产量。
比如说，有个水泥厂，用了煤和天然气两种燃料。
煤用了100 公斤，热值是 5000 千卡/公斤；天然气用了 50 立方米，热值是 8000 千卡/立方米。
一天生产了 100 吨熟料。
那咱们来算算这熟料热耗。
煤提供的热量就是 100×5000 = 500000 千卡，天然气提供的热量是50×8000 = 400000 千卡。
总共的热量就是 500000 + 400000 = 900000 千卡。
一天生产 100 吨熟料，那每吨熟料的热耗 Q 就是 900000 / 100 = 9000 千卡/吨。
我之前去一个小水泥厂参观，就发现他们对熟料热耗的计算特别上心。
厂里的技术员小张，天天拿着个小本本，记录各种燃料的用量和热值。
有一次，我看到他满头大汗地在那算，嘴里还念念有词。
我凑过去一看，原来他正在算当天的熟料热耗呢。
我就问他：“小张，这算得咋样啦？”他抬头看了我一眼，苦笑着说：“哎呀，这数据有点乱，我得好好捋捋。
”我在旁边看着他认真的样子，心里想，这小小的熟料热耗可真是牵动着他们的心啊。
其实，熟料热耗的计算并不是那么简单的事儿。
这里面涉及到很多因素，比如燃料的质量、燃烧的效率、设备的状况等等。
而且，不同的水泥厂，由于工艺和设备的差异，热耗也会有所不同。
所以啊，要想准确计算熟料热耗，就得把各种数据都搞准确，一丝一毫都不能马虎。
这就像我们过日子，每一笔账都得算清楚，才能知道钱花在哪儿，怎么节省。
电石渣配料时熟料形成热计算公式的推导
将（ ２ ） 代 入方程 （ ５ ） 得到 ：
Ｑｃ ｏ ＝４ ． ８ ０ ３ ｃ Ｈ ＋７ ． ６ ４ ６ ｃ ｃ ＋０ ． １ １ ４ ｃ Ｒ
一
（ ６ ）
计算所需 的基础热力学数据可以查无机化学热 力 学数据 手册 １ 得知 ， 氢氧化 钙分解 反应 过程 为 ： Ｃ ａ （ ＯＨ） ２ 一 Ｃａ Ｏ＋Ｈ２ ｏ （ ｇ ）
０ ． ２ ８ ６ ａ －０ ． ８ ８ ９ ／ ’
Ｌ ４
式中 ： Ｃ， Ｓ， ａ， ｆ一分 别 为 １ ０ ０ ｇ 熟料 中 Ｃ ａ Ｏ， Ｓ ｉ Ｏ ， Ａ １ ： Ｏ ， ， Ｆ ｅ ０ 的质量分 数 ， ％。 所以 ， 我们 把 所有 含 氧 化钙 的热效 应 结合 在 一 起， 把方程（ １ ） 、 （ ３ ） 、 （ ４ ） 相加 在 一起 ， 得 到氧 化钙 的 热 效应 ：
化 学 热力 学 理论 ， 推导 了电石 渣作 为 钙质 原 料制 备
熟料 ， 其 氧化 钙 是 由氢 氧化 钙 和碳 酸 钙分 解 以及 除 氢 氧化 钙和碳 酸钙之 外原 料 中的 ， 则有 ：
ｆ ＝ｆ Ｈ ＋ｆ （ 、 ＋ｃ Ｒ （ ２ ）
水泥熟料形成热的简易计算公式 ， 并进行 了实例分 式 中 ： ｆ —ｌ ０ ０ ｇ 熟料 中的氧化钙 ； Ｃ Ｈ， Ｃ ｃ ， ｃ 分别 析和 实验 测 试 验证 ， 为 快捷 简 便 地计 算 电石 渣制 水 为 １ ０ ０ ｇ 熟 料 中 由氢 氧化与石灰 石配 料 的区别是熟 料 中
氧 化钙 主 要来 自于氢 氧化 钙 的分 解 ， 电石渣 配 料 的
的经验公式计算熟料形成热 ， 而水泥窑热工测量 中 的经验公式是基于以石灰石为钙质原料配料 ， 对于 电石 渣 等 工 业废 渣 配 料 的情 况 ， 须采用 Ｊ Ｃ ／ Ｔ ７ ３ ０ ＿ ＿ ２ ０ ０ ７ 附录Ｂ ｔ ２ ］ 中介 绍 的方法 进行计 算 ， 该方法 相 当繁 琐， 计算 工作 量大 ， 且有些 数据 不易 取得 。本文 运用
电石渣水泥相关资料
湿磨干烧：安徽皖维高新材料股份有限公司1000t/d熟料生产线（1#），熟料烧成热耗高达1030大卡/kg干磨干烧：安徽皖维高新材料股份有限公司1000t/d熟料生产线（2#，合肥院设计），熟料烧成热耗高达816大卡/kg，缺点是生料中电石渣的掺量仅13%～15%（干基）。
国内首条1200t/d高掺电石渣干磨干烧新型干法水泥生产线，采用电石渣脱水、预烘干、立式磨、新型干法预分解窑煅烧等一系列节能环保综合技术，于2005年8月8日在淄博宝生环保建材有限公司一次点火成功并生产出合格熟料，目前系统阻力≤5000Pa，熟料热耗≤760×4.18KJ/kg（也有资料显示热耗高达1200×4.18KJ/kg），出预热器废气温度320～360℃，生料中电石渣掺量（干基）≥64%（电石渣替代石灰石量达到80%以上），实现了持续稳定生产，达到国内领先水平。
采用回转烘干机（直径3×25m）1、电石渣干排（水分含量3%～5%）和湿排（电石渣压滤后水分38%～45%）2、利用电石渣生产水泥的优势在于：（1）利用电石渣生产水泥比采用石灰石生产水泥熟料烧成热耗有所降低，如替代60%石灰石时，熟料烧成热耗约降低8%；替代80%石灰石时，熟料烧成热耗约降低15%。
（2）与带压滤半湿法回转窑生产工艺相比节煤46%，与湿磨干烧相比节煤20%，对于煤炭储采比不足百年的中国来说节能尤其重要，不能以处理电石渣而消耗大量能源为代价。
（3）由于带压滤半湿法回转窑和湿磨干烧生产工艺必须将其它组分加水粉磨成合格的料浆，每生产1吨熟料需要多消耗0.15吨水，带来水资源和能源的浪费。
（4）生产1吨熟料需要消耗1.28吨优质石灰石，同时向大气中排放0.57吨CO2，用电石渣替代石灰石生产水泥熟料，可以减轻我国石灰石资源不足和减少CO2排放;（5）随着煤化工行业科学技术的不断进步，生产过程中电石渣以干基（含水分10-12%）排放，将为新型干法生产工艺煅烧高掺量电石渣提供捷径。
电石渣制水泥熟料
电石渣制水泥熟料开发报告编写：审核：2006-12-08目录第一章电石渣制水泥熟料技术进展 (4)1.1前言 (4)1.2 电石渣的用途 (4)1.3利用电石渣作石灰质原料制水泥熟料的技术进展 (5)1.3.1 电石渣脱水技术的发展 (5)1.3.2 利用电石渣作石灰质原料制水泥熟料的烧成工艺技术进展 (6)1.4 电石渣制水泥熟料生产技术发展阶段总结 (9)1.5 电石渣制水泥熟料生产线实例介绍 (9)1.5.1 立窑与传统湿法长窑生产实例 (9)1.5.2 半湿法生产实例 (10)1.5.3干法中空窑生产实例 (10)1.5.4新型干法生产线实例 (11)第二章电石渣的性质..................................................................................... 错误!未定义书签。
2.1. 电石渣的保水性能........................................................................... 错误!未定义书签。
2.1.1电石渣干燥实验...................................................................... 错误!未定义书签。
2.1.2 电石渣脱水设备（陶瓷过滤机）在电石渣脱水中的应用可行性考察错误!未定义书签。
2.2. 电石渣的粒度................................................................................... 错误!未定义书签。
2.3．电石渣的热性能.............................................................................. 错误!未定义书签。
电石渣100%代替石灰石生产熟料的设计和操作
研 制 的粘 稠 物料 管 道输 送 泵系 统 ， 可输 送 含 固浓度
高达 ８ ％的高 固多相粘稠物料 ， ０ 整个输送过程全封 闭， 生产洁净 ， 流程简洁 ， 符合环保要求； 且能够降低 运行 能 耗 ， 又便 于 维护 。而且 此 系统 已在新疆 中泰 米东 水泥有 限公 司投入 使用 ， 效果 良好 ， 并从根本 上
案 的选 择与确 定 ， 常关键 。 非
据 了解 ， 京 中矿环 保 科技 股 份 有 限公 司开 发 北
（） 、 ３ 进 出烘 干锤 式 破 碎 机 的水 分 分 别 为 ３％ ７
和 ３ ％。 ． ５ ‘
因 ２ ０ ｔ 熟料 新 型 干法 水 泥生 产线 窑 系统 的 ５０／ ｄ
解决 了 电石渣滤 饼输送 过程 所存 在 的上 述 问题 。因 此 ， 优先 选择 粘 稠物 料 管道 输 送泵 系 统作 为 电石 可 渣滤 饼 的输 送工 艺方案 。 １ 电石渣 滤饼烘 干破 碎方 案选择 ． ２ 目前 ， 电石 渣 的烘 干破 碎都选 用锤 式破碎 机 ， 其
损失 再稍 考虑一 定 的富裕量 ， 确定 烘干锤 式破碎 机 的实 际 产 量 要求 为 １０５／（ 台烘 干锤 式 破 碎 机 ０．ｔ 两 ｈ 的产 量 ）由此 求 得 所 需 湿 电 石 渣 滤 饼 的量 要 达 到 ， １３ ３ ｇ ， ５ ６ ／ 经烘干蒸 发悼的水蒸汽达至 ５ ３ ｇｈ ９ ｋｈ Ｉ３ ９ｋ／。 ］ ４ ２２ 热平衡 计算 ．
（ 即料耗 系数 为 １ ５ ） ． ３； ２
脱水 ， 经压滤后 的电石渣滤饼其 含水量虽小 于 但 ４ ％但 仍很 高 ， 具有 很强 的保 水性 ， 给 电石 渣滤 ０ 且 这 饼 的输 送 带来 困难 。 因在输 送 过程 中 ， 电石 渣 会粘 结 在 皮带 上 而容 易造 成 皮带 跑偏 ， 也会 粘结 在 漏 斗 四周而极 易造 成漏 斗堵塞 。因此 电石 渣滤饼 输送方
第6章 水泥熟料的烧成1-2解读
⑵ 原料脱水
➢脱水指黏土矿物分解释放化学结合水。 ➢粘土矿物中化合水的存在形式：层间水、配位水。 ➢层间水：以水分子形式吸附于晶层结构中。 ➢配位水：以OH－状态存在于晶体结构中。 ➢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。
⑵ 原料脱水
➢ 当入窑物料的温度升高到450℃，粘土中的主要组成高岭 土（ Al2O3·2SiO2·2H2O ）发生脱水反应，脱去其中的化 学结合水。此过程是吸热过程。
干法水泥生产工艺
李豪 18926599241,15038582191
lihao_2013@
第六章 水泥熟料的烧成
章节主要内容
1 水泥熟料的形成过程 2 水泥熟料的形成热
重点：水泥熟料的煅烧形成过程；水泥熟料形 成热及热耗。 难点：水泥熟料形成热及热耗。
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，经过一系列物理化学反应，变成熟料，再 进行冷却的过程。主要物理化学反应经历了六个过程：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。
生料干燥
原料脱水
碳酸盐分解
熟料冷却
烧结反应
固相反应
⑴ 生料干燥
➢ 生料都含有一定量的自由水分，随着物料温度升高，物料 中水分被蒸发，当温度升高到100~150℃时，生料中的自由 水分全部被排除，这一过程称为生料干燥过程。
➢ 新型干法水泥生料水分小于1%，此过程在预热器内瞬间 即可完成。
➢ 自由水分蒸发热耗大。每千克水蒸发潜热高达2257 kJ(在 100℃下)。
第6章 水泥熟料的烧成2-形成热计算
( ) q0 = q − q' = (q1 + ⋅⋅⋅⋅⋅⋅ +q6 ) − q1' + ⋅⋅⋅⋅⋅⋅ +q5'
式中，q0—形成 1kg 熟料理论热耗量，kJ/kg-clinker；
q—熟料形成过程中吸收热量之和，kJ/kg-clinker； q' —熟料形成过程中放出热量之和，kJ/kg-clinker。 上述计算比较麻烦，可用下列简易公式进行计算，即
q1'
= mr AS2 H 2
M AS2 M AS2H2
×
301
=
mr AS2 H 2
× 301× 0.86
式中， q1' —黏土脱水后无定形物质结晶放热，kg/kg-clinker；
0.86—脱水高岭土（Al2O3·2SiO2）和高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）相
对分子质量之比；
301—脱水高岭土的结晶热，kJ/kg-AS2。 ⑵ 熟料矿物形成放出热量，与各矿物的含量有关，其矿物含量可根据
⑷ 碳酸盐分解吸收热量
q4
=
Mr CaCO3
×1660 +
Mr MgCO3
× 1420
式中，q4—碳酸盐分解吸收的热量，kJ/kg-clinker；
1660—碳酸钙分解热效应，kJ/kg-CaCO3；
1420—碳酸镁分解热效应，kJ/kg- MgCO3。
⑸ 物料由 900℃加热到 1400℃时吸收的热量
C4 AF = 3.04Fe2O3k ( P > 0.64)
式中，C3S，C2S，C3A，C4AF—熟料各种矿物的含量，%； CaOk，SiO2k，Al2O3k，Fe2O3k—熟料中各化学成分含量，%。
水泥熟料形成热计算方式
水泥熟料形成热的计算方式熟料形成热的计算方式很多，有理论计算方式，也有体会公式计算方式。
现介绍我国《水泥回转窑热平稳、热效率综合能耗计算通那么》中所采纳的方式。
第一是依照熟料成份、煤灰成份与煤灰掺入量直接计算出煅烧1kg熟料的干物料消耗量，然后再计算形成lkg熟料的理论热消耗量。
假设采纳一般原料(石灰石、粘土、铁粉)配料，以煤粉为燃料，其具体计算方式如下：第一确信计算基准，一样物料取1kg熟料，温度取0℃，并给出如下已知数据：(1)熟料的化学成份；(2)煤的工业分析及煤灰的化学成份*(*假设采纳矿渣或粉煤灰配料还应给出矿渣或粉煤灰的化学成份及配比)；(3)熟料单位煤耗，关于设计计算要依照生产条件确信，关于热工标定计算通过测定而得。
(一)生成lkg熟料干物料消耗量的计算1.煤灰的掺入量m = m A a —!—(1-1)A r ar 100式中mA——生成lkg熟料，煤灰的掺入量(kg/kg-ck)；m r—每熟料的耗煤量(kg / kg-ck)A.——煤灰分的应用基含量(％) ara—煤灰掺入的百分比(%)。
2.生料中碳酸钙的消耗量CaO K—CaO A m M(1-2)ar^^ r - ----------------------- A- CaCOCa CO 3 100 MCaO式中m r CaCO3, ——生成lkg熟料碳酸钙的消耗量(kg/ kg-ck)；CaO k——熟料中氧化钙的含量(％)；CaO A——煤灰中氧化钙的含量(％)；M caCO3、M CaO——别离为碳酸钙、氧化钙的分子量;同(1-1)式3 .生料中碳酸镁的消耗量MCO 2 M CaCO 3-二氧化碳的分子量；M^CO M C aCO——别离为碳酸镁及碳酸钙的分子量。
6 .生料中化合水的消耗量2 Mm r = m ----- H -O-(1-6)H 2OAS 2 H2 MAS 2 H 2式中m r O------ 生料中化合水的含量(kg / kg —ck)；H2Om r MgCO3MgO K 一 MgO A m=----------------------- 100MMgCO 3M(1-3)式中m rMgCO3—生成1kg 熟料碳酸镁的消耗量(kg / kg -ck) MgOA ——煤灰中氧化镁的含量(％)； MgOK —熟料中氧化镁的含量(％)； M MgCO3、M MgO——别离为碳酸镁、氧化镁的分子量;m ---- 同(1-1)式。
电石渣特性
料耗（kg/kg-cl）
180
1.51
电石渣掺量与其配料生料的形成热关系
熟料形成热（kcal/kg-cl）
370
330
290
250 5 10 15 20 25 30 掺入量（％）
五、电石渣配料与常规配料在生产中的差异
1、单位熟料的实际料耗与理论料耗差异大
由于电石渣在烘干、储存过程中Ca(OH)2不断吸收CO2，生成
4、熟料形成热不同
电石渣在烘干、储存、预热过程中与烟气的接触时间较长，部分物料 生成CaCO3，新生态的CaO 会吸收CO2还原成CaCO3，它们的重新 分解影响熟料形成热。 电石渣的分解温度及分解反应热较低，电石渣配料的熟料形成热，比
普通生料低。随着电石渣掺量的增加，熟料的形成热会降低。通过计
算可以得出，若电石渣在烘干、储存、预热过程中20％的Ca(OH)2吸 收CO2生成CaCO3，由电石渣完全替代石灰石配料的熟料形成热比常
四、电石渣对水泥生产的影响
1、原料中随着电石渣含量的增加，原料的综合水分增加，脱水
的难度亦增加，掺量大需要特殊的烘干工艺。对管磨工艺而 言，掺量过大粉磨效率下降；
2、电石渣的掺量增加，料耗下降，烧失量下降；
3、电石渣的掺量增加，烘干的热耗将上升 ；
4、电石渣的掺量增加，熟料形成热下降，烧成热耗降低； 5、与常规原料相比，采用电石渣配料，窑尾废气中水蒸气的 含量增高，二氧化碳的含量降低；烟气成分变化导致烟气密 度改变，烟气比热改变，同体积烟气量的热焓量下降。
确定。
2、系统内主要的化学反应和反应时的温度区 域不同
电石渣主要化学成分是Ca(OH)2，在入窑前的烘干、储存、 粉磨过程中，会吸收烟气中的CO2生成难分解的CaCO3； 当生料入窑后升温至450~550℃区间，Ca(OH)2开始分解； 而生成的CaO仍会吸收烟气中的CO2生成难分解的CaCO3， 直至800℃以上的高温区域，CaCO3分解的逆向反应才得 到完全抑制，分解过程得以加速。
水泥熟料形成的热化学.
实际形成热 定义：每煅烧1kg熟料窑内实际
消耗的热量称为熟料实际热耗， 简称熟料热耗，也叫熟料单位 热耗。
4/29/2019
熟料矿物的形成热（理论热耗)1675-1755 KJ/kg ；
实际热耗：目前 > 2900KJ/kg,为3400-7500KJ/kg
思考：为什么实际热耗＞理论热耗？
4/29/2019
综上所述，影响水泥安定性的主要成分是一次和二次游离氧化钙。为了保证 水泥的质量，并判断生料配料和烧成工艺是否适宜，应及时测定熟料中游离氧 化钙的含量。从理论上讲，熟料中f-CaO越低越好。因为随着f-CaO含量的增加， 熟料强度会明显下降，安定性合格率也会大幅度下降。所以，在确定f-CaO的 控制指标时，企业应综合考虑本厂的生产工艺、原燃材料、设备、操作水平等 因素，确定一个既经济又合理的指标。
熟料的化学成分
对熟料化学成分的控制，目的在于检验其矿物组成是否符合配料没计的要求，从而 判断前道工序的工艺状况和熟料质量，并作为调整前道工序的依据。水泥熟料中各氧 化物之间的不同比例，决定着熟料中各种矿物组成的差异，以及由此影响到熟料本身 的物理性能特点和其煅烧的难易程度，我国通常用石灰饱和系数(KH值)、硅率(n)和 铝率(P)来表示熟料中各氧化物含量之间的关系。熟料的三个率值，应根据各厂原料 成分，上艺条件，技术水平以及生产水泥的品种、标号、季节等因素来综合考虑，合 理进行选择以保证熟料的质量。一般情况下，生产条件不发生变化。游离氧化钙相同 时，熟料强度随KH值和C3S含量增大而提高。当熟料化学成分一定时，其强度随游离 氧化钙增加而降低，增大熟料小KH值，熟料中游离氧化钙也会随之上升。所以，对 熟料KH值的控制是非常重要的，控制KH值应考虑以下几个方面的因素：1．采用矿 化剂尤其是复合矿化剂时，Ktt值可略高些。一般情况下，掺复合矿化剂的册值比单 掺时高0．02～0．04，单掺比不掺矿化剂时可高0．01～0．03。2．原料易烧性好， 生料质量比较均匀且粗颗粒少时，KH值控制指标可略高，反之应低一些。3．生料n 低时，KH值可高些，反之应低些。考试大－全国最大教育类网站(www．Examda。 com) 4．煅烧工艺稳定，操作人员素质好时，KH值可略高，反之应降低。 5．夏 季生产时KH值可略高于冬季。KH值控制范围为目标值+0.02；湿法回转窑及日产2 000t以上的预分解窑的KH值合格率应≥80％，其他窑型的KH值合格率》70％；KH的 标准偏差按回转窑、立窑的不同分别控制在不大于0.020和不大于0.030之内。熟料的 n和P值也应合理、稳定，尽量减小波动。一般而言，n和P值的控制范围为目标值 +0.10，合格率≥85％。率值合格率和饱和系数标准偏差各窑以日为单位(分班作分析， 先以算术平均法求出率值日平均)，按月统计，然后按窑月产量加权计算总平均值。 出窑熟料化学成分的测定，应进行连续取样，取样要具有代表性，每天测定一次。
水泥烧成系统热工计算书
水泥烧成系统热工计算书目录第一章参数选定 (4)1.1空气过剩系数Α (4)1.2温度参数 (5)1.3有关物质量的确定 (8)1.4入窑生料分解率 (10)1.5系统表面散热损失Q BSR (10)1.6旋风筒的分离效率及匹配 (11)第二章配料方案 (11)2.1原燃材料化学成份 (11)2.2煤的工业分析 (12)2.3熟料率值、热耗设定 (12)2.4煤耗及煤灰掺入量 (12)2.5配料计算 (12)2.6熟料率值及矿物组成 (12)2.7料耗 (13)2.8物料平衡表 (14)第三章系统熟料形成热Q SH的计算 (14)3.1公式法 (14)3.2理论计算法 (14)3.3结论 (20)第四章燃料燃烧计算 (20)4.1燃料的元素分析 (20)4.2燃料的应用基低位发热量 (20)4.3每KG燃料燃烧空气消耗及烟气组成 (21)4.4燃料的理论燃烧温度T RS的计算 (22)第五章生料在预热器系统中的灼烧基平衡 (25)5.1已知条件 (25)5.2窑尾飞灰的烧失量L FFH (25)5.3平衡计算 (26)5.4出系统飞灰的计算 (28)5.5各旋风筒进口物料的烧失量 (29)第六章回转窑系统热工计算 (30)6.1平衡范围及基准 (30)6.2物料平衡 (30)6.3热量平衡 (35)6.4平衡计算表 (43)第七章回转窑系统气体量及温度确定 (44)7.1系统各部位气体量的确定 (44)7.2系统各部位温度的确定 (47)7.3系统各部分风量的确定 (61)第八章悬浮预热器的理论设计 (61)8.1旋风筒设计所需结构参数 (61)8.2悬浮预热器结构参数确定 (64)8.3旋风筒间连接风管设计 (65)8.4分解炉、混合室设计 (66)第一章参数选定1.1空气过剩系数α1.11由《热工系统工程》P435知部分厂的过剩空气系数见表1-11.12回转窑内的空气过剩系数α1：⑴《常熟水泥厂φ1.4/1.15×25米窑加装分解炉设计计算书》（以下简称设计计算书）选定α1=1.05；⑵《计算手册》P171选定α1= 1.15；⑶《计算手册》P353表12—15选定α1= 1.10—1.25；考虑到《设计计算书》为1975年资料，时间较久，数据的可比性较差，因此以《计算手册》数据做为选用依据，选定α1=1.15各部位气体过剩空气系数反求结果表1–11.13回转窑尾（烟室）的空气过剩系数α2⑴《设计计算书》选定α2=1.20；⑵《工艺设计》P218选定α2=1.05；⑶《水泥厂工艺设计概论》P140表5—62的设计的操作参数选定α2=1.1；⑷由表3-1知，各部位气体过剩空气系数反求结果中α2的平均值为：α2=（1.230+1.252+1.070+1.050+1.15+1.374+1.24）÷7=1.195 《设计计算书》为1975年资料，时间较久，数据的可比性较差，《水泥厂工艺设计》数据为新疆厂的测定数据，可比性较由表1-1小，因此以表1-1和《水泥厂工艺设计概论》的平均值做为选用依据，取α2=1.20;1.14分解炉内的空气过剩系数α3⑴《设计计算书》选定α3 =1.25；⑵《计算手册》P171选定炉内燃料燃烧的空气过剩系数α3=1.17；⑶《计算手册》P183表6—18喷腾分解炉的空气过剩系数α3=1.05—1.25;《设计计算书》为1975年资料，时间较久，数据的可比性较差，因此以《计算手册》的数据做为选用依据，取α3=1.16;1.15预热器的过剩空气系数αY⑴《工艺设计》P218:每级旋风筒漏入空气量为理论空气量的5%。
电石渣特性
四、电石渣对水泥生产的影响
1、原料中随着电石渣含量的增加，原料的综合水分增加，脱水
的难度亦增加，掺量大需要特殊的烘干工艺。对管磨工艺而 言，掺量过大粉磨效率下降；
2、电石渣的掺量增加，料耗下降，烧失量下降；
3、电石渣的掺量增加，烘干的热耗将上升 ；
4、电石渣的掺量增加，熟料形成热下降，烧成热耗降低； 5、与常规原料相比，采用电石渣配料，窑尾废气中水蒸气的 含量增高，二氧化碳的含量降低；烟气成分变化导致烟气密 度改变，烟气比热改变，同体积烟气量的热焓量下降。
除电石渣生产水泥外，还可利用电石渣生产各种级别的轻质碳酸
钙，包括高质量轻质碳酸钙产品。利用废渣、废气生产高附加值 产品，不仅实现了节能、减排的循环经济理念，而且还在此过程 中，提升了产品价值。经过多年研究已掌握了大量的关键技术。
二、电石渣的来源
电石渣是电石法乙炔生产过程中电石水解反应的副产物。
化学反应式： CaC2+2H2O→C2H2+ Ca(OH)2+127.3 KJ/mol 电石渣化学组成：由于电石是由石灰和焦碳在还原气氛下经高 温熔融后制得，故电石渣除含90%以上的Ca(OH)2，其余成分 源于石灰和焦碳中带入的杂质，主要为：Si、Al、Fe、Mg的 氧化物，某些地区S含量偏高，若为氯碱化工生产厂排出的电
采用电石渣配料，窑尾废气中水蒸气的含量增高，二氧化碳的含量降 低；在设计过程中应考虑窑尾废气处置过程露点的变化。
总之，在系统工艺设计中应充分考虑电石渣与普通原料的物理、化学 差异性，把握各个反应过程及可能发生的时段，做到预分解系统结构 设计的合理。在设备选用和工艺设计时采用适合该原料的工艺设备， 增设控制检测手段，选用及研制适合该原料的烘干和烧成系统，解决 电石渣的配料、烘干、粉磨、和烧成与普通原料存在的差异性难题， 烧制出合格的熟料。
吨熟料综合热耗计算公式
吨熟料综合热耗计算公式吨熟料综合热耗是衡量水泥生产过程中能源利用效率的重要指标，它的计算公式对于优化生产工艺、降低能源消耗以及提高企业的经济效益都具有至关重要的意义。
咱们先来了解一下吨熟料综合热耗到底是个啥。
简单来说，就是生产一吨熟料所消耗的各种能源的热量总和。
这就好比你做一顿大餐，得知道用了多少电、多少燃气，才能算清楚这顿饭的“能源成本”。
那它的计算公式是咋样的呢？一般来说，吨熟料综合热耗 = （烧成系统燃料消耗热量 + 生料带入热量 - 熟料带出热量）÷熟料产量。
咱们就拿一个实际的水泥厂来举例吧。
有一家水泥厂，在一个月的生产过程中，烧成系统烧了 500 吨煤，每吨煤的热值是 5000 千卡/千克。
生料带入的热量经过测算大概是 100 万千卡。
而生产出来的熟料每吨带出的热量约为 50 万千卡，这个月总共生产了 10000 吨熟料。
那咱们来算算，首先煤的总热量 = 500 × 1000 × 5000 = 2.5 × 10^9 千卡。
烧成系统燃料消耗的热量就是 2.5 × 10^9 千卡。
然后把各项数值代入公式：吨熟料综合热耗 = （2.5 × 10^9 + 1000000 - 500000）÷ 10000 = （2.5 × 10^9 + 500000）÷ 10000 = 2.505 ×10^6 千卡/吨。
通过这个例子，咱们可以更清楚地看到这个公式是咋用的。
在实际生产中，要准确计算吨熟料综合热耗可不容易，得考虑好多因素。
比如说燃料的质量，要是煤的热值不稳定，那计算出来的结果就可能有偏差。
还有生产过程中的热量损失，像设备散热、废气带走的热量等等，如果这些没算准，那结果也不准啦。
而且啊，不同的水泥厂，生产工艺和设备都不太一样，这就导致热耗也有差别。
有些先进的水泥厂，通过优化工艺、改进设备，能大大降低吨熟料综合热耗，节省不少能源成本呢。
第6章 水泥熟料的烧成
• 2.火焰方向 • 火焰的轨迹不能直接对着窑衬作用，而且火 焰不能长期维持不变。 • 由于二次空气不均匀的进入窑内向上浮动， 使火焰趋于向上而朝向窑顶部拱砖。（火焰 漂浮） • 火焰方向的调整 • 当火焰位置稍微朝向物料层，一般使火焰与 物料间发生最佳热交换，因此最有利的目标 是使火焰处在（2A）的位置或窑中心（2B）。
水分/% 干燥基灰分/% 干燥基挥发分/% 干燥基低热值（kJ/kg）
<2.0
<30
18～30
>21000
• 热值越大、灰分越低，越有利于达到要求的 火焰温度和需要的热量。 • 挥发分过低，着火慢，黑火头长，火焰温度 低，对熟料质量不利；过高，形成短焰急烧， 损坏窑衬，且在烘干粉磨过程中挥发分易逸 出，热量损失，易发生爆炸。 • 水分：适量控制，其作用存在争议。
• 物料运动与结蛋
• • • • • •
二、回转窑内燃料燃烧 1.煤粉燃烧过程 燃料与空气混合 燃料与空气加热至一定温度，释放挥发分 （形成的流股在生产上称为“黑火头”） 挥发分着火燃烧放出热量，为固定碳着火燃 烧创造高温环境条件 • 固定碳着火燃烧及烧尽，释放燃烧产物
• 2.回转窑对燃煤的要求
• • • • •
2.轮带 a 作用： 承重、增加筒体刚性 b 安装： 活套安装，在筒体上铆接或焊有垫板，轮带 与垫板之间留有适当的间隙，一般为3～ 6mm。 • c 筒体轮带一体化：实心、空心 • d 槽齿轮带
• • • •
3.托轮与窑体窜动 ⑴ 托轮 结构 安装：两托轮中心和窑中心构成等边三角形， 保证两托轮均匀受力，筒体“直而圆”稳定 运行。 • 轴承：滑动轴承和滚动轴承 • 自动调位托轮 • 传动托轮
• ⑵ 窑的密封形式 • 非接触式：迷宫式、气封式 • 接触式：端面摩擦、径向摩擦
利用100%电石渣浆烧制水泥熟料
、 、
校 正 原 料 进 行粉磨
。
黑 页岩 硅 石 铜
、 、
矿 渣 按设 定配 比配 料后 在烘干 原 料
，
磨 磨 内粉磨 烘 干 其 烘 干 热 源 为 窑
、
，
尾 高温 风 机 排 出 的废热烟 气 的生 料粉 与
一
。
粉磨 后
、
定 比例 的 电石 渣 窑灰
，
等进行配 料 后 经 组 合式选 粉机 选 出
，
一
饼后 送 到水 泥 厂 滤饼进 厂 通 过 计 量
经 高压 输送 泵输送 到烘 干破 碎机 内
，
制在 ≤ 3 7 ％ ；
(2 ) 为 确 保 电 石 渣 烘 干 效 果 控
，
条
15 0 0 t／ d
干 法 熟 料 生 产线 该 生
，
在烘 干破 碎机 里 进 行脱水 水热源为窑尾预热器
一
、
打散 脱
m
C
id
S lu d g
o n
Ne
Dry
C
e m e n
高温 减少 系统结皮现 象
，
。
4
调 试 阶 段 出现 的 问题 及 解 决 措 施
．
口 口 陈雷
中图分 类号
文 章编 号
1
： ：
4 1
烘干破碎机下料
，
口
多次堵料 造
、
T
Q
—
l 7 2 44
．
文 献 标 识 码
—
：
B
成 跳 闸停 机 窑 系 统 无 法 正 常运 行
， ，
，
2
原料粉磨
中 卸 烘 干 原 料 磨 4, 3 2 m
水泥熟料烧成工艺优化：热工计算与节能技术
01
水泥熟料烧成工艺概述及重要性
水泥熟料烧成工艺的基本原理与方法
• 水泥熟料烧成工艺是将原料研磨成细粉，然后经过高温烧结，形成具有高强度和稳定性的水泥熟料 • 原料主要包括石灰石、粘土、铁矿石等 • 烧结过程中，原料在高温下发生一系列化学反应，形成水化产物 • 水泥熟料烧成工艺主要包括回转窑法、立窑法、悬浮预热器等
Байду номын сангаас 05
水泥熟料烧成工艺优化的发展趋势与展望
水泥熟料烧成工艺优化的发展方向
• 水泥熟料烧成工艺优化的发展方向主要包括 • 智能化生产：利用物联网、大数据等技术，实现水泥熟料烧成 工艺的智能化管理和控制 • 绿色生产：采用环保型燃料和节能技术，降低能源消耗，减少 环境污染，实现绿色生产 • 高品质水泥熟料：通过优化烧成工艺参数，提高水泥熟料的抗 压强度和耐久性，满足基础设施建设对水泥性能的需求
水泥熟料烧成工艺优化面临的挑战与机遇
水泥熟料烧成工艺优化面临的挑战主要包括
• 能源消耗和环境污染问题：如何降低能源消耗，减少环境污染，实现绿色生产 • 水泥熟料质量和产量问题：如何提高水泥熟料的质量和产量，满足市场需求
水泥熟料烧成工艺优化面临的机遇主要包括
• 技术创新：新型烧成工艺和节能技术的研发和应用，为水泥熟料烧成工艺优化提供技术支 持 • 政策支持：政府加大对水泥行业节能减排的政策支持力度，为水泥熟料烧成工艺优化提供 政策保障
水泥熟料烧成工艺是水泥生产过程中的关键环节
• 水泥熟料的质量直接影响到水泥的性能和耐久性 • 水泥熟料的产量直接影响到水泥企业的经济效益
水泥熟料烧成工艺的优化可以提高水泥熟料的质量和产量
• 提高烧结效率，降低能耗，提高水泥熟料的产量 • 优化烧结过程，提高水泥熟料的质量，降低水泥的强度损失
用吨熟料强度标煤耗来描述熟料热耗
用吨熟料强度标煤耗来描述熟料热耗文/谭迅通常情况下，我们都习惯于用熟料标煤耗来衡量熟料的热耗，更直接地说是用来衡量一个水泥熟料生产企业的经济效益。
但是，笔者通过长期的实际生产和统计分析，认为这种衡量方式存在一定的偏差或误区。
因此笔者提出一个描述和衡量水泥熟料生产企业某段时间内生产熟料的实际热耗或经济效益的新概念：吨熟料强度标煤耗，即每吨熟料产生每兆帕的标煤耗。
单位：千克标煤每吨熟料每兆帕（kgce/t·MPa）。
表达式：吨熟料强度标煤耗=熟料标煤耗÷熟料28天强度例如：我公司2012年5月上半月（1日至15日）入窑煤粉平均低热值为5171kCal/kg，平均熟料标煤耗为117.85kgce/t；2012年6月入窑煤粉平均低热值为5465kCal/kg，平均熟料标煤耗为118.17kgce/t。
如果我们只考虑熟料标煤耗，则2012年6月的平均熟料标煤耗比2012年5月上半月的熟料标煤耗高0.32kgce/t，也就是说，2012年6月的生产的熟料热耗或经济效益比2012年5月上半月差。
但是，由于我公司2012年5月采购的原煤品质差，发热量及挥发分较低，导致熟料煅烧困难，熟料质量也比较差，上半月3天强度平均为34.4MPa ，28天强度平均为56.5MPa左右。
而6月份掺配发热量较高的原煤后，熟料质量明显提高，3天强度平均为40.6MPa，28天强度平均为60.8MPa。
若用吨熟料强度标煤耗来衡量我公司近期熟料生产的经济效益，5月份上半月熟料28天强度平均按56.5MPa，6月份熟料28天强度平均按60.8MPa计算，则2012年5月上半月吨熟料强度标煤耗为2.086 kgce/t·MPa，6月份吨熟料强度标煤耗为1.944 kgce/t·MPa。
即6月的吨熟料强度标煤耗份比5月份低0.142 kgce/t·MPa。
笔者提出“吨熟料强度标煤耗”的概念，主要是更加明确地反映了生产熟料的经济效益。
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数
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电石 渣 的特 性 对 水 泥 生 产 过 程 有 较 大 的影 响 ， 怎样 针 对 这 些 特 性 合 理 有 效 地 配 置 水 泥 生 产 系 统 是 此
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・ 氢 氧化 钙 分解 热 计 算 方 法
氢 氧化 钙 的分 解 过程 ． 目前 比较 一致 的看 法 是 其 分 解 温 度 约 为 ５ ０（．但 是 对 其 分 解 热 确 有 不 同 ６ｃ ＝ Ａ ｆ ａ Ｏ ＝ ９ ６２ Ｊ ｌ Ｈ￣ Ｃ （ Ｈ）） 一 ８ ．ｋ／ （ ｍｏ Ａ ｆ ａ ＝ ６ ３１Ｊｔ ｌ Ｈ￣ Ｃ Ｏ） 一 ５ ． ／ ｏ （ ｋ ｏ
＿ ｒ －
由△ ｒ Ｈ． Ｊ８ＣＴ Ｈ △ ｒ Ａｐ － ２ ｄ ｒ ９ － ＋
含量 分别为Ｍ （） Ｍ Ｈ、 。 。． Ｍ
，
、
及 ＭＡ。，烧 失量 为 ｌ ＾
得 ｆ
一
］Ｃ ｐ ＝ △
：
ｏ 石 化 分 中 失 ｓ ｓ 渣学 析 烧 量
国生 产 Ｐ Ｃ树 脂 的 原 料 有 ７ ％以 上 来 自 电石 ． Ｖ ０ 因 电石 法 Ｐ ＶＣ生 产 的发 展 ． 电石 渣 的排 放 量 也 逐 渐 增 多， 给环 境 带 来 的压 力 日益 加 剧 。将 电石 渣 用 于 制 水 泥 是 大 量 处 理 电石 渣 的 有 效 途 径 ， 但 可 以 消 除 不
物 质 的热 容 随温 度 的变化 较 大 ，在计 算 时选 用 的参 数 差 异 造成 的 。
在 电石 渣制 水 泥熟 料 的理 论 形成 热 计算 中 ． 需要 氢 氧化 钙分 解热 的参 数 ． 现在 按 照非 恒 温状 态对 氢 氧 化 钙 的分解 热进 行计 算 。 １１ 计 算 的基础 参 数 （ ．ｍｏ的 氢 氧化 钙作 为计 算 ． Ｉ１ ｌ Ｊ
式中：Ｃ ∑Ｃ 生 Ａ ｐ 成物）∑Ｃ 反 ＝ （ 一 ｐ 应物） （
１２ 氢氧化 钙反应 热计 算方 法 ．
，
ＭＣ １， Ｈ ， ｇＯ及Ａ０・ 其它情 ： ２０ 况发生的 烧失量忽略
不计 ； （ ） Ｃ （ Ｈ）、 ａ Ｏ 、 Ｃ ３ Ａ ２ ３ 百 分 ２ 设 ａ ０ ２Ｃ Ｃ ３Ｍｇ Ｏ 及 １ 的 ０
产 生 了大 量 的废 渣 （ 电石 渣 ） 电 石 渣 中 的主 要 成 分 ， 是 Ｃ （ Ｈ）， 对 环 境 会 产 生 严 重 污 染 ， 且 难 以 ａ Ｏ ：其 而 处 理 。随 着 经济 的发 展 ， 国 的 Ｐ 我 ＶＣ工 业 保 持 着 快
速 增 长 的 势 头 ， 产 装 置 能 力 不 断 扩 大 ， 置 规 模 生 装 １ 结 构 合 理 化 ． 艺技 术 水 平 不 断 提 高 。 目前 我 ３趋 工
（ ） 应热 与温度 的关 系计算 ４反
ＡＨｒ －ＡＨｒ ， Ｔ－ ， Ｔ
Ｉ
根 据上 述 化 学分 析结 果 来估 算 电石 渣 中各 种 物 料 的百分 含量 ． 在估算 过程 中作 如下假 设 ：
＋ｚ ｃＴ 烧 量 源 ａ ｏＨ）、 ａ ０， １ 学 的 失 来 于ｃ（ ｃ ｃ 、 ）
应 用研 究 ＲＥＳ ＡＲＣＨ ＆ ＡＰ ＬＩ Ｅ Ｐ ＣＡＴＩ ＯＮ
电石 渣 制 水 泥 熟料 形 成 热 计 算 方法
蔡 顺 华 ．高 敏
（ 成都 建筑 材料 工业 设计 研 究 院 ，Ｉ ｌ 成都 ６ ０ ２ ） ￣） ｌ １ ０ １
摘
要： 大规 模 利 用 电 石 渣 生 产 水 泥 熟 料 已成 为 处 理 电 石 渣 污 染 的 重 要 方 法 ， 电石 渣 与 石 灰 石 的 物 理
项 技 术 的 关键 。
基准） （ ） 物 质 的热容 与 温度 的关 系式［ １各 Ｉ
Ｃ（ ） ９６ ＋ ． ｘ ０３一 ．５ １Ｙ 。 ＝ ．３ ４５ １ － ６９ ｘ ０Ｆ ４ ２ Ｔ Ｃ（Ｏ ３ ．０ １ ．１ １ － ＋ ．３ １ Ｕ 水 按 照 气 ｐ￣ ＝ ００ ＋ ０７ ｘ ０３ ０３ ｘ ０ ｌ （ Ｈ） Ｔ ＂
（ ） 乳 化 分 ） 近 程 ３虱 ｝ 拌及
研 ， ０ Ａ ５０） 究， ８ Ｊ Ｂ５ ２ Ｂ０ ０
Ｃ （ Ｈ） ＋ ａ ＋ ２ ａＯ ２ Ｃ Ｏ Ｈ０ｆ － －
２ １ １ ０ ＣＨ Ｉ ０． １ ＮＡ ＣＥＭ ＥＮＴ
，
ＲＥＳ ＡＲＣＨ ＆ ＡＰ Ｌ ＣＡＴ ＯＮ 应 用研究 Ｅ Ｐ Ｉ Ｉ
及 化 学特 性存 在较 大的 差别 ．特 别 是 关于 电石 渣制 水 泥 的理论 形 成 热和 电石 渣 中的 氢氧 化钙 的 分解
热存在 争议 ， 文将 给 出 电石 渣制 水 泥的理 论 形成 热和 氢氧 化钙 的分 解 热计算 方 法 ， 本 仅供 参 考 。
关 键词 ： 电石 渣 ； 熟料 形成 热 ； 氢氧 化钙 ； 解热 分
电石 法 乙 炔 装 置 在 我 国 大量 应 用 ， 此 过 程 中 在
ｊ
用 常态 下 的热 力学 参 数 进 行计 算 ．得 出 的结 果 作 为
该 物质 的反 应 热 ，但 是 当物质 的热 容 较 大 时 ，其 计 算 结 果 的误 差 将 随之 增 大 ，也 就 造 成 了不 同的计 算 者 得 出的 结论 并 不 完 全相 符 ，实 际 上 是 由于 该 固体