热工设备课程总结

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无机非金属材料热工设备

课程总结报告

章节: 新型干法水泥回转窑系统

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2016 年05 月20日

《新型干法水泥回转窑系统》章节小结

一、工作原理

1、立窑内物料的运动

机械化立窑中物料的运动速度，主要决定于卸料的速度。

2、立窑中气体的流动

气体自下而上流动过程中，温度和组成都在变化；立窑中沿横截面的气体分布往往很不均匀；气体流过立窑的阻力损失比较大。

3、立窑内燃料的燃烧

用立窑煅烧熟料，常用挥发分低的无烟煤或焦炭屑作燃料。对煤的要求是：要求煤的挥发分低、灰分少。

二、机械立窑内物料的烧成过程

1、预热带（又称“预烧带”，包括预湿、预热、干燥和分解反应）

料层的最上部分处于喇叭口内，料层约为0.5-1.0m厚，其料层温度从室温到1000℃，为干燥预热分解阶段。预热带高度与煅烧操作方法和扩大口高度等有关。

2、烧成带（又称烧结带、高温带，俗称底火）

烧成带的位置位于喇叭口附近，料层约为0.5-0.8m厚，温度1300℃-1450℃-1300℃。一般为仅占窑高10％-15％，中心部位厚度为1.0m左右为宜。

（1）生料球在烧成带收缩情况: 机立窑的料球收缩率为24％-32％。料球收缩率的大小与成球水分、原料性质、料球孔隙率、窑的尺寸形状以煅烧时料球液相量等因素有关。为适应烧成带料球体积收缩的这一实际情况，故立窑基本上都采取上口扩大(俗称喇叭口)形式。

（2）物体在烧成带的停留时间: 料球在烧成带停留时间一般为25min左右。为使物料在烧成带有一定的停留时间，保证其烧成反应能充分进行，必须使烧成带有一定的高度，还要将煤的粒度、鼓风压力和通风情况加以综合考虑。但是机立窑中料球如果在烧成带停留时间过长，易产生过烧，引起结大块、炼边、甚至架窑，反而影响产质量，增加不必要的能耗。过短，将漏生。

3、冷却带

冷却带处于烧成带以下至窑底，约占总高度的80％，所以机立窑熟料可冷至较低温度。不同的厂家出窑熟料温度相差很大，低的仅100℃左右，高的近300℃。

三、水泥生产技术

1、生产流程

原料及预均化→生料制备→生料均化→熟料煅烧→水泥制成

2、组分材料

（1）硅酸盐水泥熟料：凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的烧结物。

（2）混合材料：在粉磨水泥与熟料、石膏一起加入磨内用以改善水泥性能，调节水泥标号、提高水泥产量的矿物质材料。

（3）石膏：调节凝结时间。可分为两类：①天然石膏：石膏CaSO4·2H2O、硬石膏CaSO4 ，②工业副产石膏

3、原料及预均化

（1）水泥生产用主要原料：生产硅酸盐水泥熟料的主要原料有石灰质原料和粘土质原料。

①石灰质原料

凡是以碳酸钙为主要成分的原料都属于石灰质原料。它可分为天然石灰质原料和人工石灰质原料两类。水泥生产中常用的是含有碳酸钙的天然矿石。

石灰质原料的选择：限制MgO含量；限制燧石含量；新型干法水泥生产，还应限制K2O、Na2O、SO3、Cl-等微量组分。

②粘土质原料——含水铝硅酸盐物料的总称

（2）原料开采

（3）原料处理：

破碎：利用机械方法将大块物料变成小块物料的过程（粒度大于２～５mm）烘干：利用热能将物料中的水分汽化并排除的过程。

输送：粒状或小块状的物料——皮/胶带输送机、斗式提升机、振动输送机、埋刮板式输送机等；粉状物料的输送——螺旋输送机（铰刀）、斗式提升机、空气输送斜槽、气力提升泵等。）

储存：保证工厂的连续生产，避免由于外部运输的不均衡、设备之间生产能力的不平衡，以及为了满足生产过程中质量控制和产品检验的需要及均化或预均化工艺的要求。

（4）原料的预均化

通过采用一定的工艺措施，达到降低物料的化学成分波动振幅，使物料的化学成分均匀一致的过程。

作用：保证熟料质量、产量及降低消耗的基本措施和前提条件，也是稳定出厂水泥质量的重要途径。

4、生料制备技术

由石灰质原料、粘土质原料、少量校正原料（有时还加入矿化剂、晶种等，立窑生产时还要加煤）按比例配合，粉磨到一定细度的物料。

5、生料均化技术

提高熟料的质量，稳定窑的热工制度、提高窑的运转率和产量、降低能耗。

6、水泥制成技术：

（1）熟料储存处理：①降低熟料温度, 保证粉磨机械正常工作；②改善熟料质量，提高熟料易磨性；③保证窑、磨生产平衡，有利于控制水泥质量。

（2）混合材料：为了增加水泥产量，降低成本，改善和调节水泥的某些性能，综合利用工业废渣，减少环境污染，在磨制水泥时，可以掺加不超过国家标准规定的混合材料。

（3）石膏：在水泥中掺一定数量的石膏，其主要作用是延缓水泥凝结时间，使水泥凝结时间合乎国家标准的要求。同时石膏有利于促进水泥早期强度的发展。

（4）水泥粉磨

（5）水泥粉磨系统

四、水泥的制造方法

原料（石灰石，黏土，硅石，氧化铁原料）→干燥粉碎→调合→预热、煅烧→高温烧成→骤冷→熟料→精粉碎→水泥。

五、水泥煤炉脱硝技术：

1、选择性催化还原技术（SCR技术）：SCR技术是工业上应用最广的一种脱硝技术；在理想状态下，可使氮氧化物脱除率达90%以上；SCR的反应温度一般为300-450℃。

2、选择性非催化还原技术（SNCR技术）：尿素、NH3作为还原剂；温度过高时

氨和氧反应生成NOx,温度过低时NOx还原反应速率低；SCR技术主要反应如下：

4NO+4NH

3+O

2

→4N

2

+6H

2

O

2NO

2+4NH

3

+O

2

→5N

2

+6H

2

O

六、水泥粉尘收集

1、粉尘来源：原料、熟料、水泥。

2、水泥工业污染物治理的常用收尘器：电收尘器、布袋收尘器。

3、特点：

（1）收尘效率高，即使捕集0.5μm的细微粉尘，也有很高的收尘效率。

（2）运行稳定、适应性强，很少受到处理风量气体和粉尘性质以及生产设备工作不均匀的影响。

（3）能捕集电收尘器难以捕集的粉尘，如导电性极为良好和导电性极差的粉尘。

（4）操作技术比较简单。