拉法基窯工藝知識培訓(xùn)教程-煅燒工藝

拉法基窯工藝知識培訓(xùn)教程-煅燒工藝煅燒工藝簡介基礎(chǔ)：工藝簡介：窯系統(tǒng)說明窯煅燒工藝帶目的—增進(jìn)理解：窯系統(tǒng)的益處與制約設(shè)備選擇、熟料化學(xué)和工藝控制之間的交互作用

你能夠成為水泥回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝專家回轉(zhuǎn)窯類型濕法窯WSK,PLD,SEA,(RMDK1,K2)半干法窯法國Lafarge干法窯STC,BFD,KAM,ALP,SCK,EXSK4,JPAK1,BTH預(yù)熱器窯WHL,(Demopolis),BTH,JPAK2預(yù)分解窯EXSK5,RMD,SCKII,(Balcones)1.52.53.54.55.5百萬BTU/t濕法長窯干法長窯預(yù)熱器窯預(yù)分解窯窯熱耗回轉(zhuǎn)窯長度干燥帶預(yù)熱帶分解帶燒成帶冷卻帶窯類型濕法長窯預(yù)熱器窯預(yù)分解窯55to60%干法長窯窯尾窯工藝窯頭85to90%回轉(zhuǎn)窯的演變降低每噸熟料的資金費(fèi)用主要動力降低熱耗間接利益最大的利益是從濕到干環(huán)境問題新窯設(shè)計中的動力

運(yùn)行：在理解工藝制約的同時，充分利用其優(yōu)勢濕法工藝進(jìn)料以泥漿狀進(jìn)入窯水分含量達(dá)到40%增加的干燥帶要求窯比干法窯長需要更多的燃料優(yōu)勢進(jìn)料混合均勻一致較低的粉塵損耗更適合潮濕氣候地區(qū)使用濕法工藝運(yùn)行說明小窯無規(guī)模經(jīng)濟(jì)固定成本高熱耗高浪費(fèi)燃料強(qiáng)大的工藝廢棄燃料使用水分高的原料磚使用壽命限制燒成帶中熱載荷高半干法工藝回轉(zhuǎn)爐篦子加熱機(jī)工藝或立波爾窯窯出口氣體通過粒狀料層部分煅燒分解的生料進(jìn)入窯調(diào)節(jié)窯非常困難。材料篦材料：結(jié)節(jié)進(jìn)料=半濕工藝顆粒進(jìn)料=半干工藝至窯120°C350°C900°C400°C輔助煙道

低溫?zé)熓?干燥

高溫?zé)熓?除碳至旋風(fēng)器來自旋風(fēng)器干法工藝窯尾溫度高典型的，在進(jìn)料端有鏈條帶適合聯(lián)合發(fā)電問題燃燒排放操作者控制習(xí)慣鏈條帶鏈條帶在短窯中提供大的表面面積

如果沒有鏈帶，熱耗就會很高，但是可以回收利用(Alpena

廠)范例：12’x450’回轉(zhuǎn)窯;750t/d (3.6x135m) 18,750ft2鏈條帶： (1742m2)

等效窯的長度=500’ (150m)

即，等效窯長度(在相同的熱交換下)=950’(285m)鏈帶設(shè)計最適宜的：降低熱耗vs粉塵的產(chǎn)生增加鏈帶，熱耗得到改善粉塵是重要的熱交換機(jī)制帶走粉塵S.A.

2x鏈帶S.A.粉塵產(chǎn)生總是一種限制因數(shù)鏈條加快氣體流速V粉塵增加=kV2濕法窯–有捕獲粉塵的可能性塑性帶中的泥漿流動問題干法窯–限制粉塵產(chǎn)生捕獲能力差一致的鏈條密度干法長窯工藝

運(yùn)行說明競爭性強(qiáng)如果整個工藝（工廠）得到優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)常數(shù)–成本特別低合理的熱耗不是預(yù)分解爐也不是濕法工藝不是“被迫”使用廢燃料揮發(fā)循環(huán)必須得到驗證與控制BTH,JPA有過燒的趨勢煅燒帶長，質(zhì)量低預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料被加熱并部分分解在旋風(fēng)筒中由窯排出的氣體加熱并部分分解熱交換機(jī)理在旋風(fēng)器中，懸浮冷料與高溫氣體預(yù)熱器阻塞窯出口氣體中的堿金屬、硫、氯的濃度高常常需要進(jìn)行旁路逆流對順流流動溫度高溫流體（氣體）低溫流體(粉塵)溫度高溫流體（氣體）低溫流體(粉塵)冷流體出口溫度能超過高溫流體的出口溫度理想的是，要求長熱交換器冷氣與高溫氣流體在出口溫度接近常?？煲恍┰谌肟跍囟炔畲笠恍┬L(fēng)器揚(yáng)料板鎖風(fēng)閥燃燒空氣進(jìn)行的預(yù)分解經(jīng)過回旋窯（AT）經(jīng)過獨(dú)立三次風(fēng)管(AS)任一或任一或在預(yù)熱器內(nèi)(在線)在獨(dú)立分解爐(離線)預(yù)分解系統(tǒng)帶預(yù)分解爐的4級預(yù)熱器煅燒預(yù)分解爐預(yù)分解爐的優(yōu)點(diǎn)（加熱器系統(tǒng)中）

回轉(zhuǎn)窯尺寸更小窯筒體熱負(fù)荷低耐火材料使用壽命延長生產(chǎn)能力高（每窯10000噸/天）獨(dú)立的分解燃料控制窯運(yùn)行更穩(wěn)定預(yù)分解采用低等級燃料停機(jī)次數(shù)少（穩(wěn)定性，耐火材料使用壽命）增加現(xiàn)有預(yù)熱器窯的生產(chǎn)能力揮發(fā)問題更容易控制1) 燃料分布2) 停留時間3) 有優(yōu)勢的空氣-煙氣供應(yīng)4) 生料/燃料/空氣混合一致預(yù)分解爐燃燒性能問題干法窯濕法窯熱分布圖預(yù)熱器窯預(yù)分解窯熱分布圖窯內(nèi)帶的劃分1) 游離水蒸發(fā)2) 黏土化合水的脫水3) 分解4) 燒結(jié)5) 冷卻蒸發(fā)帶

(100-400°C)100-400°C:

H2O(l)+熱量

H2O(g)

H=+44.2kJ/mol濕法窯脫水帶

(350-650°C)350-650°C:黏土脫離結(jié)晶水

2SiO2?Al2O3?2H2O+加熱

2SiO2?Al2O3+2H2O

H=+274kJ/mol400°C:碳酸鎂分解 MgCO3+加熱

MgO+CO2

H=+120kJ/mol有機(jī)物與硫化物的蒸發(fā)、氧化 FeS2+O2

Fe2O3+SO3550°C:碳酸鈣分解900°C純態(tài)由于不純和酸性環(huán)境，出現(xiàn)較早分解帶

(600-1200°C)600-900C黏土礦物分解為氧化物

Al2O3?SiO2

Al2O3+SiO2與黏土氧化物發(fā)生固溶反應(yīng) CaO,SiO2,Al2O3

CA,C12A7,CS,C2S.CC,C2S

850-900°C碳酸鈣快速分解

CaCO3

CaO+CO2

H=+474kJ/mol游離石灰先與氧化硅反應(yīng)

2CaO+SiO2

2CaO.SiO2

H=-143kJ/mol游離石灰然后與氧化鋁和鐵反應(yīng)

2CaO+Al2O3,Fe2O3

2CaO.Al2O3,2CaO.Fe2O3

煅燒帶碳酸鹽分解速度

材料溫度決定CaCO3至CO2分解的局部壓力氣體溫度控制從脫碳材料向SiO2、Fe2O3、Al2O3晶體的熱傳送CO2局部壓力CaCO3的分解壓力和燃燒氣體壓力的總量分解帶(600-1200°C)在850-900°C游離CaO與SO3化合生成無水石膏

CaO+SO3

CaSO4SO3影響化合物形成

CaO+Na2O,K2O

Na2SO4,K2SO4,3K2SO4.Na2SO4如果堿金屬過剩

Na2O+C3A

NaC8A3 K2O+C2S

KC23S12

Sowhat?堿性硫酸鹽的反應(yīng)

(850-900°C)堿平衡的改變可能改變質(zhì)量熟料取樣中通常不被注意的反應(yīng)循環(huán)不穩(wěn)定凝固時間、強(qiáng)度、流動問題形成結(jié)皮、結(jié)圈3(K2SO4.Na2SO4)雙鹽:硫酸鉀鎂鈣、鉀石膏流動問題NaC8A3凝固時間短、水要求多強(qiáng)度發(fā)展低KC23S12表現(xiàn)如C2S;但是化合穩(wěn)定，不會形成C3S更低的C3S(強(qiáng)度)、更高的f-CaO(凝固時間)

窯操作員觀看燒成帶開始

上過渡帶(5-15min)燒成放熱反應(yīng)開始與燃燒相似反應(yīng)開始，稱為“燃點(diǎn)”燃點(diǎn)材料溫度上升地非?？烊庋劭梢姛蓭б约霸诨鹧娴南旅娌牧显?-6英尺之內(nèi)從黑變白隨著燒成的進(jìn)展出現(xiàn)熔化材料開始黏附在襯料和窯皮上然后，開始在~45度角翻滾熟料燒成帶

(1200-1450°C)1200°CB-礦(C2S)徹底形成 2CaO+SiO2

2CaO.SiO2

H=-125kJ/molC12A7,CaO成為C3AC4AF的固溶體 4CaO+Al2O3+Fe2O3

C4AF

H=-50.4kJ/mol1250-1300°CC3A和C4AF熔解并組成熔劑。堿,SO3的揮發(fā) R2SO4,CaSO4+加熱

R2O,CaO+SO2

+1/2O2

如果是還原條件:Fe2O3

2FeO+1/2O21310-1450°C CaO+C2S

C3S

H=-125kJ/mol流體存在有促進(jìn)作用;也是固體-固體反應(yīng)。限度低：很難精確界定燒成帶結(jié)束的位置大概在距離窯出料口從2-3英尺到15英尺處取決于材料在焙燒帶中的溫度燃燒器管道的位置很重要有一個通常的規(guī)定，窯皮的前端為燒成帶終端。 窯操作員肉眼觀察燒成帶尾部

冷卻帶

(1400-1250°C)1400°Cto1250°C

-C2S結(jié)晶生成更容易脫水的?-C2S如果緩慢冷卻C3S會分解為C2S,CaO(雙折射)堿性硫酸鹽從熔體中沉淀C3A與C4AF結(jié)晶熔化的硫酸鹽結(jié)晶相圖

吸收熱 (kJ/kg熟料)1) 生料從20加熱到450°C 7142) 黏土脫水 1683) 材料從450°加熱到900°C 8204) 900°C分解 19955) 分解的材料從900°C加熱到1400°C 5256) 熔化加熱 105 4327

釋放熱1) 脫水黏土結(jié)晶 422) 熟料相形成放熱反應(yīng) 4203) 熟料從1400°C冷卻到20°C 15124) 氣體從900°C冷卻到20°C 588 2562生產(chǎn)1公斤熟料需要的熱量 1765窯中的反應(yīng)熱量結(jié)論窯系統(tǒng)設(shè)計降低資金成本每個系統(tǒng)都有其優(yōu)勢和劣勢熱負(fù)荷為重要參數(shù)熱輸入分解-數(shù)量熟料化-質(zhì)量復(fù)雜、不明顯的熱反應(yīng)解釋運(yùn)行反應(yīng)對質(zhì)量的重要影響一次空氣： 經(jīng)燃燒器管道引入的燃燒空氣。二次空氣： 來自鄰近工藝的燃燒空氣。三次空氣： 有代表性的是，來自熟料冷卻機(jī)的氣體。從不鄰近燃燒器的工藝中某處引進(jìn)的燃燒空氣。其特點(diǎn)是高溫熟料冷卻機(jī)的氣體在分解爐中使用,