工藝基礎知識培訓材料2

新型干法水泥生產(chǎn)，就是以懸浮預熱和分解爐為核心，把現(xiàn)代科學技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的最新成就應用于水泥干法生產(chǎn)全過程，使水泥生產(chǎn)具有高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)約資源、清潔生產(chǎn)、符合環(huán)境保護要求和大型化、自動化、科學管理特征的現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)方法。燒成系統(tǒng)是水泥熟料生產(chǎn)線的核心裝備，決定了熟料生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量和經(jīng)濟技術(shù)指標。主要由預分解窯旋風筒—換熱管道—分解爐—回轉(zhuǎn)窯—篦冷機構(gòu)成。

前言

一、立磨二、懸浮預熱器

三、分解爐

四

、回轉(zhuǎn)窯

五、篦冷機六、燃燒器介紹內(nèi)容MLS3726立磨的工作原理

立磨的工作原理:由傳動裝置帶動機殼內(nèi)磨盤旋轉(zhuǎn)，磨輥在磨盤的磨擦作用下圍繞磨輥軸自轉(zhuǎn)，物料通過鎖風喂料裝置和進料口落入磨盤中央，受到離心力的作用向磨盤邊移動。經(jīng)過碾磨軌道時，被嚙入磨輥與磨盤間碾壓粉碎。磨輥相對物料及磨盤的粉碎壓力是由液壓拉伸裝置提供（適宜的粉碎壓力可根據(jù)不同物料的硬度進行調(diào)整）。（二）風室結(jié)構(gòu)（三）反擊式破碎機工作原理（四）單段錘式破碎機工作原理五、煤磨（一）煤磨工作原理（二）主要結(jié)構(gòu)部件1、中架體、廢料箱2、磨盤支座、刮板3、噴嘴環(huán)4、磨盤5、磨輥

懸浮預熱器定義：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，使物料得到迅速加熱升溫的技術(shù)。其優(yōu)點是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。

懸浮預熱器的功能主要功能在于充分利用回轉(zhuǎn)窯及分解爐內(nèi)排出的熱氣流中所具有的熱焓加熱生料，使之進行預熱及部分碳酸鹽分解，然后進入分解爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)繼續(xù)加熱分解，完成熟料煅燒任務。因此它必須具備以下三大功能：①氣固兩相充分分散均布；②迅速換熱；③高效分離；

懸浮預熱器的組成與功能懸浮預熱器的主要組成：旋風筒、連接管道、鎖風閥、撒料裝置；旋風筒：高效分離、迅速換熱，要求阻力較小。連接管道：承擔上下兩級旋風筒的連接和氣固流的輸送任務，同時承擔著物料分散、均布、鎖風和氣、固兩相間的換熱任務。鎖風閥：保持下料管經(jīng)常處于密封狀態(tài)，防止氣流短路、漏風，做到換熱管道中的熱氣流及下料管中的物料“氣走氣路，料走料路”。撒料裝置：防止下料管下行物料進入換熱管道時的向下沖料，促使下沖物料至下料板后的飛濺、分散。旋風筒換熱單元功能結(jié)構(gòu)示意圖換熱管道內(nèi)的熱交換約80%，旋風筒內(nèi)約20%。管道風速一般在10～25m/s，旋風筒內(nèi)風速一般5～6m/s。主要是氣固分離，傳熱只占6%～12.5%。

旋風筒作用性能評價原理物料懸浮于氣流中從切線進入旋風筒，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？一級旋風筒一般為并聯(lián)的雙旋風筒。進行熱交換，約80％以上。對管道的設計十分重要管道風速太低，熱交換時間延長，但影響傳熱效率，甚至會使生料難以懸浮而沉降積聚，并且使管道面積過大風速過高，則增大系統(tǒng)阻力，增加電耗，并影響旋風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速：一般12~18m/s連接管道作用：傳熱方式：對流傳熱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。必須采取的措施：鎖風閥作用：

下料、鎖風類型：

單、雙翻板閥單板式雙板式

分解爐特點：在旋風預熱器系統(tǒng)中安裝一個分解爐。分解爐的工作原理：在分解爐中同時通入預熱后的生料、一定量的燃料及適量的熱空氣。在900℃以下的溫度（有的分解爐其最高燃燒溫度可達1000℃左右），使生料、燃料處于懸浮或沸騰狀態(tài)下，進行無焰燃燒，同時高速完成傳熱與碳酸鈣的分解過程;在幾秒鐘內(nèi)。生料的碳酸鈣分解率就可達85~95%（五級預熱器與分解爐一般均超過90%)。生料預熱后的溫度約為820~860℃，一般不超過860℃。分解爐內(nèi)可以使用液體或氣體燃料、也可用煤粉作燃料。粉料在氣流中分散、燃料的燃燒、CaCO3的分解

1、分解爐主要功能

在分解爐內(nèi)，生料及燃料分別依靠“渦旋效應”、“噴騰效應”、“懸浮效應”和“流化態(tài)效應”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。

分解爐的主要功能

分解爐的分類按分解爐與窯的連接方式大致分為三種類型

1.同線型分解爐

這種類型的分解爐直接坐落在窯尾煙室之上。這種爐型實際是上升煙道的改良和擴展。它具有布置簡單的優(yōu)點，窯氣經(jīng)窯尾煙室直接進入分解爐，由于爐內(nèi)氣流量大，氧氣含量低，要求分解爐具有較大的爐容或較大的氣、固滯留時間長。這種爐型布置簡單、整齊、緊湊，出爐氣體直接進入最下級旋風筒，因此它們可布置在同一平臺，有利于降低建筑物高度。同時，采用“鵝頸”管結(jié)構(gòu)增大爐區(qū)容，亦有利于布置，不增加建筑物高度。

分解爐分類2.離線型分解爐這種類型的分解爐自成體系。采用這種方式時，窯尾設有兩列預熱器，一列通過窯氣，一列通過爐氣，窯列物料流至窯列最下級旋風筒后再進入分解爐，同爐列物料一起在爐內(nèi)加熱分解后，經(jīng)爐列最下級旋風筒分離后進入窯內(nèi)。同時，離線型窯一般設有兩臺主排風機，一臺專門抽吸窯氣，一臺抽吸爐氣，生產(chǎn)中兩列工況可以單獨調(diào)節(jié)。在特大型窯，則設置三列預熱器，兩個分解爐。分解爐分類3.半離線型分解爐這種類型的分解爐設于窯的一側(cè)。這種布置方式中，分解爐內(nèi)燃料在純?nèi)物L中燃燒，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、SLC－S等），然后進入最下級旋風筒。分解爐分類按分解爐內(nèi)的氣流運動方式分為四種：即渦旋式、噴騰式、懸浮式及流化床式。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”、“噴騰效應”、“懸浮效應”和“流態(tài)化效應”分散于氣流之中。系日本三菱公司所開發(fā),初期主要用密相流化床作為分解爐,后來為了進一步節(jié)能,改進了爐型的相對尺寸并改變?nèi)物L入爐的流型。①分解爐底部設有一截面不大的多孔板,用3~5kPa高壓風機鼓入流化風(占總風量8~10%),建立生料與燃料的密相流化床區(qū);煤粉噴咀設在流化床上部,C4來的生料自流化床側(cè)面加入,混合非常均勻,燃燒、換熱、分解反應開始進行,物料在床內(nèi)停留時間達2min之久。②三次風在分解爐下錐底部分,送入到流化料層上部,切向進入,形成一定的旋轉(zhuǎn)流,攜帶流化生料形成了渦流床區(qū)。充足的空氣,使反應激烈進行。③氣料流在經(jīng)過下錐部分變速形成了渦旋混合作用,促進氣固傳熱與反應。④細長的柱體部分，使高溫氣流與粉料進一步均化形成了稀相懸浮態(tài)流動，完成要求的反應程度。自頂部排出，與出窯高溫氣體在上升煙道內(nèi)匯集，進一步完成燃燒與分解反應，再入C5氣固分離后,分解率達90%的熱生料入窯。值得強調(diào)的是在N-MFC系統(tǒng)中,為了充分利用窯尾煙氣中的高溫熱量和過剩的氧氣,對分解妒本身的反應完成度有所控制。即強調(diào)了全系統(tǒng)的優(yōu)化組合,達到減少廢氣量,降低熱耗和NOx排放量的實效。為此MFC分解爐實際的爐溫控制較低,過?？諝庀禂?shù)也較小。N-MFC分解爐流化床懸浮預熱器窯與預分解窯的區(qū)別：①結(jié)構(gòu)方面：在回轉(zhuǎn)窯與懸浮預熱器之間增設了一個分解爐，承擔了碳酸鹽分解任務。②熱工方面：分解爐是預分解窯系統(tǒng)的“第二熱源”，改變了傳統(tǒng)的燃料加入方式，改善了窯系統(tǒng)內(nèi)的熱力分布格局。③工藝方面：使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過程得到優(yōu)化，使熟料煅燒工藝更加完善。幾種回轉(zhuǎn)窯工藝熱工布局的比較

1、燃料燃燒功能2、熱交換功能3、化學反應功能4、物料輸送功能5、降解利用廢棄物功能回轉(zhuǎn)窯功能

回轉(zhuǎn)窯的組成

回轉(zhuǎn)窯一般由七部分組成:1、筒體和窯襯7、煙室

2、輪帶3、支承裝置4、傳動裝置6、燃燒器

5、窯頭罩

回轉(zhuǎn)窯的工作原理

物料從窯尾(筒體的高端)進入窯內(nèi)煅燒。由于筒體的傾斜和緩慢的回轉(zhuǎn)作用，物料既沿圓周方向翻滾又沿軸向(從高端向低端)移動，繼續(xù)完成分解和燒成的工藝過程，經(jīng)過物理和化學變化，最后，生成熟料經(jīng)窯頭罩進入篦冷機冷卻。

燃料由窯頭噴入窯內(nèi)，燃燒產(chǎn)生的廢氣與物料進行熱交換后，由窯尾導出。

窯系統(tǒng)在不同溫度場的各個反應帶內(nèi)生料的物理、化學反應反應過程如下。但是由于溫度及反應速率的不同，其中許多反應帶在邊緣地區(qū)有相當一部分是交叉的。1、干燥承擔生料中水分的蒸發(fā)任務。反應溫度100℃，實際上物料的溫度在大約20-50℃進入窯系統(tǒng)，超過露點溫度后，大約在75-150℃水分蒸發(fā)，反應式：H2O→H2O↑，反應吸熱約2675KJ/Kg.

2、預熱承擔粘土質(zhì)等原料中化學水的分解脫水任務。反應溫度450℃，反應熱很小。反應式：AL2O3˙2SiO2˙H2O→AL2O3+2SiO2+H2O↑生料變成熟料的反應進程

3、碳酸鹽分解

主要承擔碳酸鎂及碳酸鈣的分解任務。耗熱量：碳酸鎂為815KJ/Kg，碳酸鈣為：1656KJ/Kg,由于生料中碳酸鈣含量較多，故本帶需熱量是很大的。同時，在分解帶中還伴有CA、CF、C2F、C5A3等過渡礦物形成。反應溫度及反應式如下：

MgCO3→MgO+CO2↑(600-700℃)CaCO3→CaO+CO2↑(650-900℃)

CaO+AL2O3→CaO˙AL2O3(800℃)

CaO+Fe2O3→CaO˙Fe2O3(800℃)CaO+CaO˙Fe2O3→2CaO˙Fe2O3(800℃)3(CaO˙AL2O3)+2CaO→5CaO˙3AL2O3(900-950℃)

4、固相反應(放熱反應)

主要承擔固相反應任務,為放熱反應.放熱量:C2S形成放熱602KJ/Kg

,C4AF形成放熱38KJ/Kg

,C3A形成放熱109KJ/Kg

。本帶上部為熾熱火焰,下部物料反應放熱,故物料升溫很快.反應溫度及反應式如下:

2CaO+SiO2→2CaO˙SiO2(1000℃)

3(2CaO˙Fe2O3)+5CaO˙3Al2O3+CaO→3(4CaO˙Al2O3˙Fe2O3)(1200～1300℃)

5CaO˙3Al2O3+4CaO→3(3CaO˙Al2O3)(1200～1300℃)

5、熟料燒成

主要承擔燃料中的主要礦物C3S的形成,f-CaO的吸收,完成燃料的最后燒成任務.在本帶中的有1280℃開始出現(xiàn)液相,直到1450℃C3S大量形成,f-CaO最后基本吸收,完成燃料的最后燒結(jié)過程,離開火焰高溫區(qū)逐漸降溫到1300℃左右進入冷卻帶.在該帶1350℃～1450℃時液相量可達20%～30%,Al2O3,Fe2O3及其他組分進入液相。C3S形成為放熱反應,放熱量為447KJ/Kg

。反應溫度及反應式如下:

2CaO

SiO2+CaO→3CaO

SiO2(1280～1450℃)

6、熟料冷卻

主要任務有三項,一是使熟料中的C3A,C4AF極少量C5A3重新結(jié)晶;二是使部分液相形成玻璃體；三是回收熟料中的熱焓加熱燃燒用空氣。本帶反應溫度為1350℃～1200℃以下。由于新型篦冷機的出現(xiàn),在預分解窯系統(tǒng)中,孰料的主要冷卻任務已移到冷卻機內(nèi)進行。1、過渡帶：從窯尾起至物料溫度1280℃止(或1300℃)主要任務：物料升溫、部分碳酸鹽分解、固相反應。

2、燒成帶：物料溫度1280～1450～1300℃

主要任務：熟料燒成3、冷卻帶：窯頭端部，1300℃之后新型干法窯工藝帶的劃分

篦冷機模型圖熟料冷卻機作業(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。

冷卻機工作原理熟料冷卻目的1、改善熟料質(zhì)量與易磨性2、降低熟料的溫度,便于運輸/儲存和粉磨3、回收熱量,預熱二次空氣,降低熱耗/提高熱利用率

冷卻方式:急冷

冷卻機的主要功能1、提供適當?shù)氖炝侠鋮s速度，以提高水泥質(zhì)量和熟料的易磨性。

熟料受到急冷后，熟料來不及完成結(jié)晶，一部分呈玻璃相，另一部分即使結(jié)晶也比普通的冷卻速度得到的晶粒更細，這種熟料可制成更高標號的水泥；同時由于熟料急冷后顆粒中會產(chǎn)生熱應力和裂紋，更容易粉磨。2、盡可能提高二次風和三次風溫度，作為燃燒空氣，降低燒成系統(tǒng)燃料消耗。3、將余熱風加熱，用于余熱發(fā)電和煤磨烘干。4、最后把熟料加以破碎并冷卻到盡可能低的溫度，以滿足熟料輸送、貯存和水泥粉磨的要求。篦式冷卻機（驟冷式冷卻機）

出回轉(zhuǎn)窯的水泥熟料進入篦式冷卻機后在器內(nèi)的壁板上鋪成一定厚度的料層，鼓入的冷空氣垂直地穿過壁床上運動著的料層使水泥熟料驟冷。推動篦板由固定篦板和活動篦板相間排列所組成。篦板要求耐熱、耐磨，其上有許多縫或圓孔，使得從下向上鼓入的冷卻空氣能夠垂直地通過熟料層。活動篦板在傳動裝置的帶動下成排地位于固定篦板之間，沿前后方向作水平的往復運動，將熟料推向前進。

第一代“薄料層篦冷機”，料層厚度：180-185mm;單位面積負荷小于20t/m2.d；篦冷機中心線與回轉(zhuǎn)窯中心線一致，需安裝導料裝置，容易燒損和磨損，達不到均勻布料的作用；篦板厚度55-60mm，間隙3-5mm,磨損嚴重、漏料嚴重；活動篦板行程100mm，篦板支承在縱梁上，每個篦床有許多活動縱梁，無法分隔風室，密封較差，冷卻風機壓力很低，一般一室在6000Pa左右，二室在5000Pa左右，導致產(chǎn)量非常低。

第二代“厚料層篦冷機”，料層厚度：400-500mm，單位面積負荷35t/m2.d，為與NSP窯產(chǎn)量相適應，篦冷機由第一代發(fā)展到了第二代，結(jié)構(gòu)上取消進料口的導料裝置，窯和篦冷機的中心線根據(jù)卸料偏心和物料粒度離析進行了偏離，篦板高度增加到136mm，將篦板支承在橫梁上，篦板下風室隔板焊在固定篦板支承梁上，大大加強了風室間的密封，可以調(diào)節(jié)各風室的風量和風壓，提高了熟料冷卻效率。

篦式冷卻機冷卻機的發(fā)展篦式冷卻機發(fā)展