硅酸鹽水泥熟料的煅燒與冷卻

1、硅酸鹽水泥熟料的煅燒與冷卻第1頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六5.1 生料煅燒過程中的物理、化學(xué)變化盡管煅燒過程因窯型不同而有所差異，但物理、化學(xué)變化過程基本相似.其過程可概括為：干燥與脫水碳酸鹽分解固相反應(yīng)液相和熟料的燒結(jié)熟料的冷卻熟料的煅燒過程直接決定水泥的產(chǎn)量、質(zhì)量、燃料與襯料的消耗以及窯的安全運轉(zhuǎn)。水泥窯有多種功能：反應(yīng)爐、熔爐、燃燒爐和傳熱設(shè)備、物料和氣體的輸送設(shè)備。第2頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六5.1.1 生料的干燥與脫水干燥自由水的蒸發(fā)。這一過程由于煅燒方式的不同而有所差異。干法窯生料含水量一般不超過1.0；半干法立波爾窯和立

2、窯為便于生料成球，通常含水12-15%，半濕法立波爾窯過濾水分后的料塊通常為18-22%；濕法為保證料漿的可泵性則通常為30-40%。 自由水蒸發(fā)熱耗： 100時，2257kJ/kgH2O（539kCal/kg）第3頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六粘土礦物的化合水存在形式： 層間水：以水分子形式吸附于晶層結(jié)構(gòu)中。 配位水：以O(shè)H狀態(tài)存在于晶體結(jié)構(gòu)中。脫水指黏土礦物分解釋放化學(xué)結(jié)合水。層間水在100左右即可排除，而配位水則必須高達400600以上才能脫去。（2）蒙脫石脫水 Al2O3.4SiO2.m H2OAl2O3.4SiO2+m H2O (晶體結(jié)構(gòu)活性低)（3）伊利石

3、脫水 產(chǎn)物也是晶體結(jié)構(gòu),伴隨體積膨脹 （1）高嶺石脫水第4頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六碳酸鹽分解 碳酸鹽的分解主要為碳酸鈣和碳酸鎂的分解，其化學(xué)反應(yīng)式為：分解過程分五步進行： （1）氣流向顆粒表面的傳熱過程； （2）熱量由表面以熱傳導(dǎo)方式向分解面?zhèn)鬟f過程； （3）碳酸鹽在一定溫度下吸收熱量，進行分解并放出CO2的化學(xué)過程； （4）分解出的CO2，穿過CaO層面向表面擴散的傳質(zhì)過程； （5）表面的CO2向周圍介質(zhì)氣流擴散過程CaOCaCO3 第5頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六影響碳酸鹽分解速率的因素溫度 隨溫度升高，分解速率常數(shù)和壓力倒數(shù)差相

4、應(yīng)增大，分解速率和時間縮短； (單個顆粒碳酸鹽分解動力學(xué)方程) 式中： t分解時間；K分解常數(shù)； PCO2的分壓；分解率 d生料等效粒徑；第6頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六窯系統(tǒng)的CO2分壓 通風(fēng)良好, CO2分壓較低,有利于碳酸鹽分解; 生料細度和顆粒級配 生料細度細,顆粒均勻,粗粒少,分解速率快; 生料懸浮程度 生料懸浮分散良好,相對減小顆粒尺寸,增大了傳熱面積,提高了碳酸鹽分解速率; 石灰石的種類和物理性質(zhì) 結(jié)構(gòu)致密,結(jié)晶粗大的石灰石,分解速率慢; 生料中粘土質(zhì)組分和性質(zhì) 粘土質(zhì)中的礦物組分的活性依次按高嶺土、蒙脫石、伊利石、石英降低.粘土質(zhì)原料活性越大，可加速

5、碳酸鹽的分解過程.第7頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六在碳酸鹽分解的同時，石灰質(zhì)與粘土質(zhì)組分間進行固相反應(yīng)，其過程如下： 800：CaOAl2O3，CaOFe2O3與2CaOSiO2開始形成； 800 900 ：開始形成12CaO7Al2O3(C12A7); 900 1000 : 2CaO Al2O3SiO2(C2AS)形成后又分解。開始形成3CaOAl2O3(C3A)和4CaO Al2O3Fe2O3(C4AF)。所有碳酸鹽均分解,游離氧化鈣達到最高值。 1100 1200:大量形成C3A和C4AF，C2S含量達最大值。固相反應(yīng)第8頁，共86頁，2022年，5月20日，

6、1點27分，星期六影響固相反應(yīng)的因素生料的細度 生料愈細，比表面積越大，組分接觸面越大，同時表面質(zhì)點的自由能越大，使擴散和反應(yīng)能力增強，因而反應(yīng)速率加快； 生料的均化程度 生料的均勻混合，可增加各組分間接觸，也有利于加速反應(yīng)； 壓力 在固相反應(yīng)中，增大壓力可加速物質(zhì)的傳遞過程.但熟料燒結(jié)過程是多相共存、多反應(yīng)同時進行的過程.因此，提高壓力有時并不表現(xiàn)出積極作用； 礦化劑 礦化劑可通過與反應(yīng)物形成固溶體使晶格活化，反應(yīng)能力加強；也可以形成低共熔物，使物料在較低溫度下形成液相，從而加速擴散和和固相的溶解作用第9頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六液相的形成 5.1.4 液相的形

7、成與熟料的燒結(jié)液相的組成：由氧化鐵、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂和堿及其他組分。最低共熔溫度：物料在加熱過程中，兩種或兩種以上組分開始出現(xiàn)液相的溫度稱為最低共熔溫度。其大小與組分的性質(zhì)與數(shù)目有關(guān)。（見表141）液相量：液相量與組分的性質(zhì)、含量、溫度等因素有關(guān)(一般為2030%) 。對CSAF四元系統(tǒng)，在不同溫度下的液相量（P）可按下式計算：第10頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六液相的粘度：它直接影響硅酸三鈣的形成速率及晶體發(fā)育。其大小與液相的組分性質(zhì)與溫度有關(guān)。溫度越高，粘度越低；鋁率越高，粘度越大；多數(shù)微量元素可降低液相粘度。液相的表面張力：其大小與組分性質(zhì)、溫度有關(guān)。它影

8、響著液相能潤濕固相的程度，表面張力越小，潤濕性越好，有利于C3S的形成。1400P2.95A2.20F 1450P3.00A2.25F 1500 P3.30A2.60F可以認為水泥熟料中的其它組分全部進入液相。不同溫度下，液相的計算公式：第11頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六物理化學(xué)變化過程：隨著時間延長和溫度升高，液相量逐漸增加，氧化鈣、硅酸二鈣不斷溶解、擴散，硅酸三鈣晶核不斷形成，小晶體逐漸發(fā)育長大，最終形成幾十微米大小、結(jié)晶良好的阿利特晶體。 硅酸三鈣的形成：影響因素：物料的化學(xué)組成、煅燒方法、升溫速率、礦化劑與其他微量元素等。熟料的燒結(jié)第12頁，共86頁，202

9、2年，5月20日，1點27分，星期六目的：回收熟料帶走的熱量，預(yù)熱二次空氣，提高窯的熱效率；改善熟料質(zhì)量與易磨性；便于熟料運輸、貯存與粉磨。過程：液相的凝固和相變兩個過程.熟料為何要急冷？減少C3S分解；防止-C2S向-C2S轉(zhuǎn)化，提高熟料質(zhì)量；防止方鎂石晶體長大，有利于水泥安定性；急冷熟料晶粒小，活性高；C3A主要呈玻璃體，抗硫酸鹽性能提高；易磨性好等。第13頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六生料在加熱過程中所發(fā)生的物理化學(xué)變化有吸熱和放熱反應(yīng)水泥熟料形成各反應(yīng)的熱效應(yīng)經(jīng)計算，熟料的理論形成熱：1630-1800kJ/kg-熟料1421kJ/kg-MC吸熱MgCO3分解

10、600130-14501250-1280900-1200900900450100150溫度（）微吸熱吸熱放熱吸熱放熱吸熱吸熱熱效應(yīng)2249kJ/kg水游離水蒸發(fā)8.6kJ/kg-cl硅酸三鈣形成105kJ/kg-cl形成液相418-502kJ/kg-cl固相反應(yīng)1655kJ/kg-CC碳酸鈣分解259-284kJ/kg-meta-kao粘土無定形脫水產(chǎn)物結(jié)晶932kJ/kg-kao粘土結(jié)合水逸出數(shù)值 反應(yīng)5.2 熟料形成的熱化學(xué)生料在加熱過程中所發(fā)生的物理化學(xué)變化有吸熱和放熱反應(yīng)水泥熟料形成各反應(yīng)的熱效應(yīng)第14頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六5.3 礦化劑及微量元素的作

11、用5.3.1 礦化劑礦化劑的宏觀作用改善生料易燒性，加速熟料礦物的形成，提高熟料質(zhì)量，降低能耗等。礦化劑的種類 含氟化合物：螢石、NaF、Na2SiF6、CaSiF6、MgSiF6 硫酸鹽：石膏、工業(yè)付產(chǎn)品石膏、重晶石等 其它工業(yè)廢渣：各種冶金工業(yè)廢渣不提倡，對環(huán)境有污染螢石的礦化作用氟離子破壞原料的晶格，提高生料的反應(yīng)活性，促進碳酸鹽分解，加速固相反應(yīng)；降低液相生成溫度（摻13%螢石，液相形成溫度可降低50100）；通過形成中間產(chǎn)物，可使C3S能在低于1200 形成。第15頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六硫酸鹽硫?qū)κ炝闲纬捎袕娀饔茫篠O3降低液相粘度，增加液相量，有

12、利于C3S的形成；能形成2C2SCaSO4及C4A3。 2C2SCaSO4為中間產(chǎn)物，1300左右時分解。 C4A3在1400 以上大量分解。氟硫復(fù)合礦化劑該復(fù)合礦化劑的摻入，與熟料組成、F/比、燒成溫度等有關(guān)。在900950 形成3C2S3CaSO4CaF2生成，該四元過渡相消失時，出現(xiàn)液相。降低了液相出現(xiàn)溫度和粘度，使A礦形成溫度降低150200 ，促進其形成。氟硫比在0.40.6。第16頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六5.3.2 微量元素的影響堿堿的來源 堿對操作的影響 堿對熟料燒成的作用可降低最低共熔溫度，增加液相量，降低粘度，降低燒成溫度。但堿太高，能形成含堿

13、礦物和固溶體KC23S12和NC8A3，使C3S難以形成，增加f-CaO。當(dāng)有硫存在時，能緩和堿的不利影響，因其能生成鉀石膏，導(dǎo)致水泥快凝或結(jié)塊。制成混凝土?xí)r，能引起“堿集料反應(yīng)”。MgO少量的MgO有利于熟料的形成，且改善水泥色澤。第17頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六P2O5 少量P2O5存在，能提高熟料強度，這與能和C2S形成固溶體，阻止其晶型轉(zhuǎn)變有關(guān)。但其含量較高時，會導(dǎo)致C3S的分解。 據(jù)研究：每增加1% P2O5，將減少9.9%C3S，增加10.9%的C2S，當(dāng)P2O5達7%時，C3S將減為0。氟可以抵消部分P2O5的不良影響。TiO2 少量TiO2可作為C

14、2S的穩(wěn)定劑，對熟料質(zhì)量有利，但過多會形成鈣鈦礦，減少C3S含量。應(yīng)1%。 其他微量元素第18頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六預(yù)分解窯生產(chǎn)流程圖第19頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六預(yù)分解窯工藝流程第20頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六水泥的產(chǎn)量、質(zhì)量、燃料與襯料的消耗以及窯的安全運轉(zhuǎn)。5.4回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料的煅燒熟料的煅燒過程第21頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六以懸浮預(yù)熱和窯外分解技術(shù)為核心，把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)成果，廣泛用于水泥生產(chǎn)全過程，使水泥生產(chǎn)具有高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、符合環(huán)保要求和大型化、

15、自動化為特征的現(xiàn)代水泥生產(chǎn)方法，并具有現(xiàn)代化的水泥生產(chǎn)新技術(shù)和與之相適應(yīng)的現(xiàn)代管理方法。新型干法水泥生產(chǎn)：第22頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六關(guān)鍵技術(shù)裝備旋風(fēng)筒連接管道分解爐回轉(zhuǎn)窯冷卻機預(yù) 熱分解燒成冷卻第23頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六生料在煅燒過程中的物理化學(xué)變化干燥（自由水蒸發(fā)）吸熱 100150粘土質(zhì)原料脫水 吸熱 450碳酸鹽分解 強吸熱 900固相反應(yīng) 放熱 8001200熟料燒結(jié) 微吸熱 130014501300熟料冷卻 放熱 1300第24頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六反應(yīng)式：MgCO3MgO+CO

16、2-Q CaCO3CaO +CO2-Q 反應(yīng)溫度： MgCO3 始于402408最高700 CaCO3 600 開始，812928 快速分解第25頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六反應(yīng)特點： 可逆反應(yīng) 強吸熱反應(yīng) 燒失量大 分解溫度與 CO2分壓 和礦物結(jié)晶程度有關(guān) 影響反應(yīng)速度的因素 石灰質(zhì)原料的特性 生料細度和顆粒級配 生料懸浮分散程度 溫度 窯系統(tǒng)的CO2分壓 生料中粘土質(zhì)組分的性質(zhì)第26頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六固相反應(yīng)反應(yīng)特點： 多級反應(yīng) 放熱反應(yīng)影響因素： 生料細度及均勻程度 原料性質(zhì) 溫度 礦化劑反應(yīng)產(chǎn)物： C2S、C3A、C4

17、AF第27頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六 熟料燒結(jié)過程： 當(dāng)物料溫度升高到最低共熔溫度后，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。 反應(yīng)式： C2S+ CaO C3S 隨著溫度的升高和時間延長，液相量增加，液相粘度降低， C2S、CaO不斷溶解、擴散， C3S晶核不斷形成，并逐漸發(fā)育、長大，形成幾十微米大小、發(fā)育良好的阿利特晶體。晶體不斷重排、收縮、密實化，物料逐漸由疏松狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樯珴苫液?、結(jié)構(gòu)致密的熟料。C3S的形成熟料燒結(jié)熟料燒結(jié)第28頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六 C3

18、S形成條件： 溫度：130014501300 液相量： 20%30% 時間： 1020min 影響熟料燒結(jié) 過程的因素最低共熔溫度液相量液相粘度液相的表面張力C2S、CaO溶于液相的速率熟料燒結(jié)第29頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六冷卻目的：改善熟料質(zhì)量與易磨性；降低熟料的溫度，便于運輸、儲存、 和粉磨回收熱量，預(yù)熱二次空氣，降低熱耗、提高熱利用率。 冷卻方式： 急冷熟料冷卻第30頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六快冷對改善熟料質(zhì)量的作用： 防止或減少C3S的分解； 避免-C2S轉(zhuǎn)變成 -C2S ； 改善了水泥安定性； 使熟料晶體減少，提高水泥抗硫

19、酸鹽性能； 改善熟料易磨性； 可克服水泥瞬凝或快凝。第31頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六熱耗：燒成1熟料所消耗的熱量。Kj/kg熱效率：理論熱耗：1630-1800 Kj/kg ；實際熱耗：3400-7500Kj/kg實際熱耗理論熱耗：因為有各種熱損失。熟料形成熱第32頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六6.3.1懸浮預(yù)熱技術(shù)及其優(yōu)越性6.3.2懸浮預(yù)熱器的構(gòu)成及功能 6.3.3旋風(fēng)預(yù)熱器是主要的預(yù)熱設(shè)備 懸浮預(yù)熱技術(shù)第33頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六 是指低溫粉狀物料均勻分散在高溫氣流之中，在懸浮狀態(tài)下進行熱交換，使物

20、料得到迅速加熱升溫的技術(shù)。 懸浮預(yù)熱技術(shù)定義優(yōu)越性 物料懸浮在熱氣流中，與氣流的接觸面積大幅度增加，傳熱、傳質(zhì)迅速可大幅度提高了生產(chǎn)效率和熱效率。 第34頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六旋風(fēng)筒連接管道(換熱管道)構(gòu)成及功能構(gòu)成：功能：使氣、固兩相能充分分散均布迅速換熱高效分離三個功能第35頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六旋風(fēng)預(yù)熱器是由旋風(fēng)筒和連接管道組成的熱交換器。 換熱管道除管道本身外還裝設(shè)有下料管、撒料器、鎖風(fēng)閥等裝備，它們同旋風(fēng)筒一起組合成一個換熱單元。6.3.3 旋風(fēng)預(yù)熱器第36頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六對管

21、道的設(shè)計十分重要管道風(fēng)速太低，熱交換時間延長，但影響傳熱效率，甚至?xí)股想y以懸浮而沉降積聚，并且使管道面積過大風(fēng)速過高，則增大系統(tǒng)阻力，增加電耗，并影響旋風(fēng)筒的分離效率正確確定換熱管道尺寸，必須首先確定合適的管道風(fēng)速：一般1218m/s連接管道作 用：熱交換方式：對流傳熱第37頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六旋風(fēng)筒作 用性能評價原 理物料懸浮于氣流中從切線進入旋風(fēng)筒，產(chǎn)生離心力，料氣特性不同，料離心碰壁下行，氣不受影響向上。分離效率阻力損失分離效率愈高，生料在系統(tǒng)內(nèi)、外循環(huán)量就愈少，收塵負荷減小，熱效率提高阻力損失越小，電耗越低？一級旋風(fēng)筒一般為并聯(lián)的雙旋風(fēng)筒。第38

22、頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六鎖風(fēng)閥作用：下料、鎖風(fēng)類型： 單、雙翻板閥第39頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六選擇生料進入管道的合適方位，使生料逆氣流方向進入管道，以提高氣固相的相對速度和生料在管道內(nèi)停留時間。兩級旋風(fēng)筒之間的管道必須有足夠的長度，以保證生料懸浮起來，并在管道內(nèi)有足夠的停留運行距離，充分發(fā)揮管道傳熱的優(yōu)勢。 其他措施第40頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六撒料器板式撒料器箱式撒料器作用：防止下料管下行物料進入換熱管道時的向下沖料，并促使下沖物料沖至下料板后飛濺、分散。第41頁，共86頁，2022年，5月20

23、日，1點27分，星期六定義：將已經(jīng)過懸浮預(yù)熱后的水泥生料，在達到分解溫度前，進入到分解爐內(nèi)與進入爐內(nèi)的燃料混合，在懸浮狀態(tài)下迅速吸收燃料燃燒熱，使生料中的碳酸鈣迅速分解成氧化鈣的技術(shù)。5.5預(yù)分解技術(shù)第42頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六.在懸浮預(yù)熱器與回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)一個分解爐或利用窯尾上升煙道，.裝設(shè)燃料噴入裝置，噴入煅燒所需的60%左右的燃料.使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐中以懸浮態(tài)或流化態(tài)下極其迅速地進行，.使入窯生料的分解率達到85%95%。.減輕窯內(nèi)煅燒帶的熱負荷，有利于縮小窯的規(guī)格及生產(chǎn)大型化，并且可以節(jié)約單位建設(shè)投資，延長襯料壽

24、命，大幅度提高了窯系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，有利于減少大氣污染。預(yù)分解窯特點第43頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六分解爐內(nèi)的氣流運動基本型式：即渦旋式、噴騰式、懸浮式及流化床式。功能：在這四種型式的分解爐內(nèi)，生料及燃料分別依靠“渦旋效應(yīng)”、“噴騰效應(yīng)”、“懸浮效應(yīng)”和“流態(tài)化效應(yīng)”分散于氣流之中。由于物料之間在爐內(nèi)流場中產(chǎn)生相對運動，從而達到高度分散、均勻混合和分布、迅速換熱、延長物料在爐內(nèi)的滯留時間，達到提高燃燒效率、換熱效率和入窯物料碳酸鹽分解率的目的。 分解爐第44頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六以SF型為代表： SF型 NSF型旋流-噴騰式分解爐旋

25、流式分解爐NSF型第45頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六以FLS (FLSmidth)型為例，如圖所示 噴騰式分解爐第46頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六以MFC(Mitsubish Fluidized Calciner)型為代表，沸騰式分解爐MFC型分解爐第47頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六適當(dāng)擴大爐容，延長氣流在爐內(nèi)的滯留時間；改進爐的結(jié)構(gòu)，延長物料在爐內(nèi)滯留時間；保證向爐內(nèi)均勻喂料，且料入爐后，盡快地分散、均布；改進燃燒器形式與結(jié)構(gòu)，合理布置，使燃料盡快點燃；下料、下煤點及三次風(fēng)之間布局的合理匹配，以有利于燃料起火

26、、燃燒和碳酸鹽分解；選擇分解爐在預(yù)分解窯系統(tǒng)的最優(yōu)部位、布置和流程，有利于分解爐功能的充分發(fā)揮，提高全系統(tǒng)功效，降低NOx，SO3等有害成分排放量，確保環(huán)保達標(biāo)。分解爐的發(fā)展方向第48頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六1、“噴-旋”型分解爐 如RSP型新型分解爐型第49頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六“噴騰”型及“噴騰 迭加”型分解爐“噴騰迭加”型分解爐第50頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六“流化懸浮”型分解爐第51頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六ATAS-MSCAS“懸浮”型分解爐第52頁，共86頁

27、，2022年，5月20日，1點27分，星期六中低質(zhì)及低揮發(fā)分燃料在爐內(nèi)的迅速點火起燃的環(huán)境改善；使用中低質(zhì)及低揮發(fā)分燃料時，要“以空間換時間”，即擴大爐容，改進結(jié)構(gòu)，提高燃料燃盡率；降低窯爐內(nèi)NOx生成量，并在出窯入爐前制造還原氣氛，促使NOx還原，滿足環(huán)保要求；采取措施，促進替代燃料和可燃廢棄物的利用。趨勢和目標(biāo)第53頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六在線式（同線式）分解爐與窯連接方式特點：1、分解爐直接坐落在窯尾煙室之上。2、窯氣進爐第54頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六分解爐與窯連接方式分解爐自成體系，窯尾設(shè)有兩列預(yù)熱器，一列通過窯氣，一列通

28、過爐氣，窯氣不進爐一般設(shè)有兩臺主排風(fēng)機，一臺專門抽吸窯氣，一臺抽吸爐氣。第55頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六分解爐與窯連接方式分解爐設(shè)于窯的一側(cè)窯氣不入爐爐氣出爐后可以在窯尾上升煙道下部與窯氣會合(如RSP、MFC等)，亦可在上升煙道上部與窯氣會合(如N-MFC、SLCS等)，第56頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六預(yù)分解窯系統(tǒng)中回轉(zhuǎn)窯功能: 1、燃料燃燒功能 2、熱交換功能 3、化學(xué)反應(yīng)功能 4、物料輸送功能 5、降解利用廢棄物功能6.5 回轉(zhuǎn)窯第57頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六作為熱交換裝置，窯內(nèi)熾熱氣流與物料之間

29、主要是“堆積態(tài)”換熱，換熱效率低，從而影響其應(yīng)有的生產(chǎn)效率的充分發(fā)揮和能源消耗的降低；熟料煅燒過程所需要的燃料全部從窯熱端供給，燃料在窯內(nèi)煅燒帶的高溫、富氧條件下燃燒，NOx等有害成分大量形成，造成大氣污染。 回轉(zhuǎn)窯缺點和不足第58頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六過渡帶：從窯尾起至物料溫度1280止(或1300) 主要任務(wù)：物料升溫、部分碳酸鹽分解、固相反應(yīng)。 燒成帶：物料溫度128014501300 主要任務(wù)：熟料燒成冷卻帶：窯頭端部，1300 之后預(yù)分解窯工藝帶的劃分第59頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料溫度和氣體溫度以及各帶劃分

30、的大致情況回轉(zhuǎn)窯內(nèi)“帶”劃分第60頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六分解反應(yīng) ：反應(yīng)量少，但需反應(yīng)溫度高。 入窯料先升溫，后分解固相反應(yīng) ： 燒結(jié)反應(yīng) ：物料在窯內(nèi)的工藝反應(yīng)因產(chǎn)量大幅提高，反應(yīng)量成倍增加，需加快反應(yīng)速度。第61頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六熟料冷卻技術(shù)目前新干法生產(chǎn)中，采用第三代推動篦式冷卻機及從窯罩抽取三次風(fēng)，可認為最佳方案第62頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六(1)作為工藝裝備，對高溫熟料的驟冷。 (2)作為熱工裝備，對二次風(fēng)、三次風(fēng)的加熱升溫(3)作為熱回收裝備，對出窯熟料攜出熱量回收。 (4)作為

31、熟料輸送裝備，輸送高溫熟料。 熟料冷卻機的功能第63頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六熟料冷卻機作業(yè)原理在于高效、快速地實現(xiàn)熟料與冷卻空氣之間的氣固換熱。冷卻機作業(yè)原理第64頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六(1) 熱效率(c)高，各種冷卻機熱效率一般在40%80%之間。(2) 冷卻效率(L)高，各種冷卻機冷卻效率一般在8095%。(3) 空氣升溫效率(i)高。，本指標(biāo)為篦冷機評價指標(biāo)之一，一般i 0.9。(4) 進入冷卻機的熟料溫度與離開冷卻機的入窯二次風(fēng)及去分解爐的三次風(fēng)溫度之間的差值小。(5)離開冷卻機的熟料溫度低。 (6)冷卻機及其附屬設(shè)備電

32、耗低。(7)投資少，電耗低，磨耗小，運轉(zhuǎn)率高等。冷卻機性能指標(biāo)第65頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六類型單位篦床面積產(chǎn)量t/ (m2d)單位冷卻風(fēng)量(Nm3/kgc1)熱效率(%)第一代福勒型篦冷機25273.44.0 50第二代厚料層篦冷機32342.73.26570第三代控制流篦冷機40551.72.27075第四代推動棒式篦冷機45551.52.07276篦冷機性能指標(biāo)第66頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六(1)篦冷機入口端采用阻力篦板及充氣梁結(jié)構(gòu)篦床和窄寬度布置方式，增加篦板阻力在篦板加料層總阻力中的比例，力求消除預(yù)分解窯熟料顆粒變細及分

33、布不均等因素對氣流均勻分布的影響。(2)發(fā)揮脈沖高速氣流對熟料料層的驟冷作用，以少量冷卻風(fēng)量回收熾熱熟料的熱量，提高二、三次風(fēng)溫 (3)由于脈沖供風(fēng)，使細粒熟料不被高速氣流攜帶，同時由于細粒熟料擾動，增加氣料之間換熱速度。 第三代篦冷機特點階梯篦板第67頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六(4)高壓空氣通過空氣梁特別是篦冷機熱端前數(shù)排空氣梁向篦板下部供風(fēng)，增強對熟料均布、冷卻和對篦板的冷卻作用，消滅“紅河”，保護篦板。(5)設(shè)有對一段篦床一、二室各行篦板風(fēng)量、風(fēng)壓及脈沖供氣的自控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，或各塊篦板的人工調(diào)節(jié)閥門，以便根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。同時，一段篦速與篦下壓力自動調(diào)節(jié)，保持

34、料層設(shè)定厚度，其他段篦床與一段篦床同步調(diào)節(jié)。第三代篦冷機特點充氣梁第68頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六可控氣流通風(fēng)篦板第69頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六(1)采用TC型“充氣梁”技術(shù)，研發(fā)了TC型充氣篦板及TC型阻力篦板。(2)采用厚料層冷卻技術(shù)，中小型篦冷機設(shè)計最大料層厚600650mm，大型篦冷機700800mm(3)合理配風(fēng) 關(guān)鍵在于淬冷區(qū)和熱回收區(qū)“充氣篦床”配風(fēng)適當(dāng)。 (4)全機篦床配置適當(dāng) 淬冷高溫區(qū)設(shè)置固定充氣篦床，高溫區(qū)設(shè)置活動充氣篦床，中溫區(qū)設(shè)置固定篦床，低溫區(qū)設(shè)置普通篦床，整機效率高，結(jié)構(gòu)簡化，維修方便。(5)鎖風(fēng)良好

35、設(shè)置了全機自動控制和安全監(jiān)測系統(tǒng)，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行。TC型第三代篦冷機充氣篦板低漏料篦板第70頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六第71頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六4.預(yù)分解窯技術(shù)的生產(chǎn)控制(1)燒成帶物料溫度 (2)氧化氮(N0 x)濃度(3)窯轉(zhuǎn)動力矩 (4)窯尾氣體溫度(5)分解爐或最低一級旋風(fēng)筒出口氣體溫度(6)最上一級旋風(fēng)筒出口氣體溫度(7)窯尾、分解爐出口或預(yù)熱器出口氣體成分(8)最上一級及最低一級旋風(fēng)筒出口負壓(9)最下一、二級旋風(fēng)筒錐體下部負壓(10)預(yù)熱器主排風(fēng)機出口管道負壓(11)電收塵器入口氣體溫度(12)窯速及生料喂

36、料量 (13)窯頭負壓(14)篦冷機一室下壓力。 (15)窯筒體溫度 重點監(jiān)控參數(shù)第72頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六(1)窯頭負壓篦冷機余風(fēng) 排風(fēng)機閥門開度。(2)篦冷機一室下壓力 篦床速度。(3)分解窯加煤 量最下級旋風(fēng)筒(或分解爐)出口氣體溫度。(4)增濕塔入口壓力 增濕塔出口閥板開度。(5)增濕塔出口氣溫 增濕水泵回水閥門開度。(6)窯尾主排風(fēng)機風(fēng)門開度 最上級旋風(fēng)筒出口氣體O2含量及壓力。(7)電收塵器進口風(fēng)壓 電收塵出口風(fēng)機風(fēng)門開度。(8)喂料秤測重負荷傳感器 喂料倉自動調(diào)節(jié)計量閥門開度。(9)氣力提升泵下松動壓力 計量滑動閥門開度。(10)生料計量標(biāo)準倉

37、重量 均化庫出口閥板開度。(11)其他可根據(jù)需要設(shè)置自動調(diào)節(jié)回路第73頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六中央控制室簡介第74頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六中央控制室 中央控制室是指能夠把全廠所有操作功能集中起來，并把生產(chǎn)過程集中進行監(jiān)視和控制的一個中心場所。在中控室里，通過計算機等技術(shù)能將整個生產(chǎn)過程參數(shù)、設(shè)備運行情況等全面迅速反映出來，并能對過程參數(shù)實現(xiàn)及時、準確的控制。因此，中央控制室是全廠的控制樞紐和指揮中心。把生產(chǎn)過程集中在中控室內(nèi)進行顯示、報警、操作和管理，可以使操作人員對全廠的生產(chǎn)情況一目了然，便于針對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題及時進行調(diào)度指揮，從而有利于優(yōu)化操作、實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗。第75頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六應(yīng)用以微型計算機為基礎(chǔ)的分布式控制系統(tǒng)（DCS），是一種控制功能分散化、監(jiān)視操作集中化的控制系統(tǒng)，既所謂的集散控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)將4C技術(shù)（計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)、CRT顯示技術(shù)）相結(jié)合，解決了計算機集中控制所存在的問題。DCS、集散控制第76頁，共86頁，2022年，5月20日，1點27分，星期六集散控制