熟料煅烧
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
C2S+CaO C3S
任务二 水泥熟料的形成热
掌握三点： 1、熟料形成热就是熟料的理论热耗 理论热耗=煅烧过程中物料的（总吸热量-总放 热量） 2、熟料实际热耗=每煅烧一公斤熟料，窑内实际消 耗的热量。(也叫熟料单位热耗) 实际热耗=总吸热量-总放热量+热损失 3、生产中的理论热耗与实际热耗的热耗值 理论热耗：1650~1800kJ/㎏熟料 实际热耗：3400~7500kJ/㎏熟料
粘土中无定形物转变为 晶体
吸热 吸热 吸热 放热 吸热 放热 吸热 微吸热
2249KJ/㎏水 932KJ/㎏高岭石 1421KJ/㎏碳酸镁
259-284KJ/ ㎏脱水高岭石
碳酸钙分解
固相反应生成物
1655KJ/ ㎏碳酸钙 418-502KJ/ ㎏熟料 108KJ/ ㎏熟料 8.6KJ/ ㎏熟料
1250-1280 生成部分液相 1300-1450
温度800 ℃时：生成CA 、CF和C2S
反应特点 多级反应 放热反应
温度800-900 ℃时：生成C2F和C12A7
温度900-1100 ℃时：生成C3A和C4AF
温度1100-1200 ℃时：C3A、C4AF大量 形成，C2S达最大值。
固相反应过程 最后产生的熟 料中所需的矿 物组成是： 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
任务二 水泥熟料的形成热
两个概念： 1、热效率=理论热耗/实际热耗 每公斤熟料的热效率只有24%-49% 2、热损失=实际热耗-理论热耗 每公斤熟料的热损失为：1750-5700千焦耳
作业：根据下列数据，写出熟料形 成热的计算式（热量用Q表示）
• 吸热量：1、物料加热过程吸收的热量；2、粘土 脱水吸收的热量；3、粘土脱水后因加热升温吸收 的热量；4、碳酸盐分解吸收的热量；5、碳酸盐 分解后因加热升温吸收的热量；6、形成液相吸收 的热量。 • 放热量：1、粘土脱水后无定形物质转变为晶体放 出热量；2、熟料矿物形成放出的热量；3、熟料 冷却放出的热量；4、碳酸盐分解处的二氧化碳被 冷却放出的热量；5、水蒸气被冷却放出的热量； • 熟料形成热Q=总吸热量QX-总放热量QF= （QX1+...+QX6）-(QF1+...+QF5)
此过程又叫物料的干燥过程。 。 蒸发温度：20-150 C 。 到150 C时物料中的自由水已 经全部被排除。
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
2、粘土的脱水与分解 江西大多数水泥厂都是用高岭土。 其脱水与分解过程是：
450℃
2SIO2. AI2O3.2H2O
脱水
2SIO2. AI2O3 + 2H2O
碳酸钙的分解机理
cao caco3 CaCO3 co2
由 中心层 及 中间层 1 co2 由 里 及 表 2 co2
传 入 大 气 层
900 ℃
CaO+CO2
由中间层及中心层 2 热量
两个传热过程 一个分解过程
由表及里 1 热量
两个传质过程
火焰燃烧
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
4、固相反应(又称放热反应)
1250 ℃ 4、防止或减少氧化镁的晶体析出。（氧化镁在快冷时 C2S+ f-CaO C3S 凝结在玻璃体中，减少其破坏作用） 慢冷
5、快冷有利于粉磨效率提高
任务二 水泥熟料的形成热
温度（℃） 反应 热性质 相应温度下1㎏物料热效应
100-150 450 600 900 900 900-1200
自由水蒸发 粘土脱水分解 碳酸镁分解
窑 预热器 分解炉 三次风管 冷却机 合计 料热耗的百分比/%
厂家
A厂 B厂 C厂 D厂
197.6
Hale Waihona Puke 98.87.538.9
4.8
347.6 394.9 533.8 751.6
10.7 11.7 13.4 18.6
E厂
减少回转窑热损失的途径 热损失的原因分析 218.2 133.8 11.3 25.4 6.2 1、减少窑筒体散热 、窑系统散热（如表中所列） 207.9 213.7 36.7 57.3 18.2 2、减少不完全燃烧热损失 、不完全燃烧热损失 404.2 192.4 40.1 105.2 9.7 3、减少冷却熟料带走热损失 、系统漏风严重 4、减少废气带走热损失 、废气带走热 286.7 179.8 43.7 39.6 36.9
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
石 铁 粘 灰 + + 矿 土 石 石
SiO2 A2O3
C2S C4AF
C3A
C3S
F2O3
CaCO3
水泥生料 水泥熟料
任务一 熟料煅烧过程中的物理化学变化
共有六大变化： 1、自由水的蒸发 2、粘土的脱水与分解 3、碳酸盐的分解 4、固相反应 5、熟料的形成 6、熟料的冷却
影响碳酸钙分解速度的影响因素： 1、石灰质原料的特性； 2、生料细度和颗粒级配； 3、生料悬浮分散程度； 4、窑系统温度； 5、窑系统的二氧化碳浓度(主要是窑内的通 风效果的影响) 6、生料中粘土质原料的性质
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
影响固相反应的主要因素 1、生料细度及其混合均匀程度 （比表面积、充分接触）； 2、原料的物理性质（结晶、细度）； 3、窑内温度
因为其中CaO熔点为2570 ℃ SiO2熔点为1712 ℃ C2S熔点为2130 ℃ ，可以看 出其生成物和反应物的熔点 都比固相反应需要的温度高， 所以这是在物质固态的情况 下进行的反应。
为什么这几项矿物 质是在固相反应中 生成的？？？
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
？？？ 5、熟料的形成 （此过程又叫硅酸三钙的形成过程） ？？？
550 ℃ 分解
2SiO2 + AI2O3
分解后其二者具有 高活性、无定形的 特点
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
3、碳酸盐的分解 主要是MgCO3和CaCO3的分解
MgCO3
600 ℃
MgO+CO2 CaCO3
900 ℃
CaO+CO2
特点： 1、分解需要吸收大量的热 2、要求物料制作粒度很小 3、其产物层疏松多孔状态
任务二 水泥熟料的形成热 开发新型水泥烧成工艺，发展高性能水泥
英国、美国、法国及日本等国已率先利用工业 国内外部分厂家烧成系统的散热损失 (kJ/kg) 可燃废料来生产水泥。他们通过水泥工业可以 回收利用的可燃废料和含可燃质的原料作为二 次燃料，结合循环流化床技术，进行水泥新烧 成工艺的开发，业已取得了初步成功 系统散热量占熟
167.7 50.2 7.2 19.2 30.9
586.7
275.2
15.3
8.77
日本DD 窑
作业
1、试分析熟料煅烧过程中液相量及液 相粘度是如何影响硅酸三钙形成的？（个 人完成） 2、利用教材以外的资源查找什么样的 粘土最适合水泥煅烧，并作出分析。（小 组完成）
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
影响熟料烧成过程的因素 1、最低共熔温度（组分数越多共熔温度越低） 2、液相量及液相粘度（量大、粘度小扩散快） 3、液相的表面张力（张力越小越利于固液反 映）； 4、硅酸二钙与氧化钙溶于液相的速率
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
上述物理化学变化的影响因素： 主要阐述碳酸盐分解、固相反应、硅酸三钙 形成的影响因素。 二氧化碳 液相量与 物料 不同的影响因素是：
浓度 混合均匀度 液相粘度
其共同的影响因素是： 煅烧温度、颗粒粒度 废气中二氧化碳的含量
减少2%，约可使分解时 间缩短10%。降低窑内 （炉内）二氧化碳浓度 的方法就是加强窑内的 通风。
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
6、熟料的冷却 熟料的冷却方式是：急冷（淬冷） 冷却的目的：改善熟料质量及易磨性；降低 熟料的温度，便于运输储存与粉磨。 3 、防止或减少铝酸三钙晶体析出。（防止水泥水化时 2、防止硅酸二钙的晶型转变 1 、熟料急冷可防止硅酸三钙的分解 产生快凝现象，并有利于抗硫酸盐性能的提高） 急冷的理由： 急冷越过525℃
1300 ℃ --1450 ℃ --1300 ℃
液相中
C2S+CaO
C 3S
当温度达到1300 ℃时，硅酸三钙初始形成 ？？？ 当温度达到1450 ℃时，硅酸三钙大量形成 当温度逐渐降至1300 ℃时，硅酸三钙稳定形成 之后温度要急速下降越过1250 ℃ ，以使硅酸三钙能稳定的保存下来
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
任务二 水泥熟料的形成热
掌握三点： 1、熟料形成热就是熟料的理论热耗 理论热耗=煅烧过程中物料的（总吸热量-总放 热量） 2、熟料实际热耗=每煅烧一公斤熟料，窑内实际消 耗的热量。(也叫熟料单位热耗) 实际热耗=总吸热量-总放热量+热损失 3、生产中的理论热耗与实际热耗的热耗值 理论热耗：1650~1800kJ/㎏熟料 实际热耗：3400~7500kJ/㎏熟料
粘土中无定形物转变为 晶体
吸热 吸热 吸热 放热 吸热 放热 吸热 微吸热
2249KJ/㎏水 932KJ/㎏高岭石 1421KJ/㎏碳酸镁
259-284KJ/ ㎏脱水高岭石
碳酸钙分解
固相反应生成物
1655KJ/ ㎏碳酸钙 418-502KJ/ ㎏熟料 108KJ/ ㎏熟料 8.6KJ/ ㎏熟料
1250-1280 生成部分液相 1300-1450
温度800 ℃时：生成CA 、CF和C2S
反应特点 多级反应 放热反应
温度800-900 ℃时：生成C2F和C12A7
温度900-1100 ℃时：生成C3A和C4AF
温度1100-1200 ℃时：C3A、C4AF大量 形成，C2S达最大值。
固相反应过程 最后产生的熟 料中所需的矿 物组成是： 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
任务二 水泥熟料的形成热
两个概念： 1、热效率=理论热耗/实际热耗 每公斤熟料的热效率只有24%-49% 2、热损失=实际热耗-理论热耗 每公斤熟料的热损失为：1750-5700千焦耳
作业：根据下列数据，写出熟料形 成热的计算式（热量用Q表示）
• 吸热量：1、物料加热过程吸收的热量；2、粘土 脱水吸收的热量；3、粘土脱水后因加热升温吸收 的热量；4、碳酸盐分解吸收的热量；5、碳酸盐 分解后因加热升温吸收的热量；6、形成液相吸收 的热量。 • 放热量：1、粘土脱水后无定形物质转变为晶体放 出热量；2、熟料矿物形成放出的热量；3、熟料 冷却放出的热量；4、碳酸盐分解处的二氧化碳被 冷却放出的热量；5、水蒸气被冷却放出的热量； • 熟料形成热Q=总吸热量QX-总放热量QF= （QX1+...+QX6）-(QF1+...+QF5)
此过程又叫物料的干燥过程。 。 蒸发温度：20-150 C 。 到150 C时物料中的自由水已 经全部被排除。
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
2、粘土的脱水与分解 江西大多数水泥厂都是用高岭土。 其脱水与分解过程是：
450℃
2SIO2. AI2O3.2H2O
脱水
2SIO2. AI2O3 + 2H2O
碳酸钙的分解机理
cao caco3 CaCO3 co2
由 中心层 及 中间层 1 co2 由 里 及 表 2 co2
传 入 大 气 层
900 ℃
CaO+CO2
由中间层及中心层 2 热量
两个传热过程 一个分解过程
由表及里 1 热量
两个传质过程
火焰燃烧
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
4、固相反应(又称放热反应)
1250 ℃ 4、防止或减少氧化镁的晶体析出。（氧化镁在快冷时 C2S+ f-CaO C3S 凝结在玻璃体中，减少其破坏作用） 慢冷
5、快冷有利于粉磨效率提高
任务二 水泥熟料的形成热
温度（℃） 反应 热性质 相应温度下1㎏物料热效应
100-150 450 600 900 900 900-1200
自由水蒸发 粘土脱水分解 碳酸镁分解
窑 预热器 分解炉 三次风管 冷却机 合计 料热耗的百分比/%
厂家
A厂 B厂 C厂 D厂
197.6
Hale Waihona Puke 98.87.538.9
4.8
347.6 394.9 533.8 751.6
10.7 11.7 13.4 18.6
E厂
减少回转窑热损失的途径 热损失的原因分析 218.2 133.8 11.3 25.4 6.2 1、减少窑筒体散热 、窑系统散热（如表中所列） 207.9 213.7 36.7 57.3 18.2 2、减少不完全燃烧热损失 、不完全燃烧热损失 404.2 192.4 40.1 105.2 9.7 3、减少冷却熟料带走热损失 、系统漏风严重 4、减少废气带走热损失 、废气带走热 286.7 179.8 43.7 39.6 36.9
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
石 铁 粘 灰 + + 矿 土 石 石
SiO2 A2O3
C2S C4AF
C3A
C3S
F2O3
CaCO3
水泥生料 水泥熟料
任务一 熟料煅烧过程中的物理化学变化
共有六大变化： 1、自由水的蒸发 2、粘土的脱水与分解 3、碳酸盐的分解 4、固相反应 5、熟料的形成 6、熟料的冷却
影响碳酸钙分解速度的影响因素： 1、石灰质原料的特性； 2、生料细度和颗粒级配； 3、生料悬浮分散程度； 4、窑系统温度； 5、窑系统的二氧化碳浓度(主要是窑内的通 风效果的影响) 6、生料中粘土质原料的性质
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
影响固相反应的主要因素 1、生料细度及其混合均匀程度 （比表面积、充分接触）； 2、原料的物理性质（结晶、细度）； 3、窑内温度
因为其中CaO熔点为2570 ℃ SiO2熔点为1712 ℃ C2S熔点为2130 ℃ ，可以看 出其生成物和反应物的熔点 都比固相反应需要的温度高， 所以这是在物质固态的情况 下进行的反应。
为什么这几项矿物 质是在固相反应中 生成的？？？
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
？？？ 5、熟料的形成 （此过程又叫硅酸三钙的形成过程） ？？？
550 ℃ 分解
2SiO2 + AI2O3
分解后其二者具有 高活性、无定形的 特点
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
3、碳酸盐的分解 主要是MgCO3和CaCO3的分解
MgCO3
600 ℃
MgO+CO2 CaCO3
900 ℃
CaO+CO2
特点： 1、分解需要吸收大量的热 2、要求物料制作粒度很小 3、其产物层疏松多孔状态
任务二 水泥熟料的形成热 开发新型水泥烧成工艺，发展高性能水泥
英国、美国、法国及日本等国已率先利用工业 国内外部分厂家烧成系统的散热损失 (kJ/kg) 可燃废料来生产水泥。他们通过水泥工业可以 回收利用的可燃废料和含可燃质的原料作为二 次燃料，结合循环流化床技术，进行水泥新烧 成工艺的开发，业已取得了初步成功 系统散热量占熟
167.7 50.2 7.2 19.2 30.9
586.7
275.2
15.3
8.77
日本DD 窑
作业
1、试分析熟料煅烧过程中液相量及液 相粘度是如何影响硅酸三钙形成的？（个 人完成） 2、利用教材以外的资源查找什么样的 粘土最适合水泥煅烧，并作出分析。（小 组完成）
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
影响熟料烧成过程的因素 1、最低共熔温度（组分数越多共熔温度越低） 2、液相量及液相粘度（量大、粘度小扩散快） 3、液相的表面张力（张力越小越利于固液反 映）； 4、硅酸二钙与氧化钙溶于液相的速率
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
上述物理化学变化的影响因素： 主要阐述碳酸盐分解、固相反应、硅酸三钙 形成的影响因素。 二氧化碳 液相量与 物料 不同的影响因素是：
浓度 混合均匀度 液相粘度
其共同的影响因素是： 煅烧温度、颗粒粒度 废气中二氧化碳的含量
减少2%，约可使分解时 间缩短10%。降低窑内 （炉内）二氧化碳浓度 的方法就是加强窑内的 通风。
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化
6、熟料的冷却 熟料的冷却方式是：急冷（淬冷） 冷却的目的：改善熟料质量及易磨性；降低 熟料的温度，便于运输储存与粉磨。 3 、防止或减少铝酸三钙晶体析出。（防止水泥水化时 2、防止硅酸二钙的晶型转变 1 、熟料急冷可防止硅酸三钙的分解 产生快凝现象，并有利于抗硫酸盐性能的提高） 急冷的理由： 急冷越过525℃
1300 ℃ --1450 ℃ --1300 ℃
液相中
C2S+CaO
C 3S
当温度达到1300 ℃时，硅酸三钙初始形成 ？？？ 当温度达到1450 ℃时，硅酸三钙大量形成 当温度逐渐降至1300 ℃时，硅酸三钙稳定形成 之后温度要急速下降越过1250 ℃ ，以使硅酸三钙能稳定的保存下来
任务一： 熟料煅烧过程的物理化学变化