熟料水泥廠的畢業(yè)設計

1、熟料水泥廠的畢業(yè)設計熟料水泥廠的畢業(yè)設計此文檔word版本下載后可任意編輯修改第一章文獻綜述1.1水泥概述1824年英國工程師阿斯普?。?AsPdih）獲得第一份水泥專利標志著水泥的 發(fā)明。水泥的發(fā)明為建筑工程的發(fā)展提供了物質基礎，使其由陸地工程發(fā)展到水中、地下工程一。水泥發(fā)明至今已有一百多年的歷史，它始終是用途最廣、用量最多的一種膠凝材料。水泥呈粉末狀，與水混合后，經(jīng)過物理化學過程能由可塑性漿體變成堅硬的石狀體，并能將散粒材料膠結成為整體，是一種良好o的礦物膠凝材料。水泥不僅能在空氣中硬化，還能更好地在水中硬化，保持并發(fā)展強度，所以水泥屬于水硬性膠凝材料，它可以用于 地上、地下、水中的工程。

2、為了適應不同建筑工程的需要，水泥品種不斷增加，已達200多種。因此水 泥常按以下幾個方面的特點分類。（1 ）按照水泥的主要水硬性物質分：硅酸鹽類水泥（主要水硬性物質是硅酸鈣）、鋁酸鹽類水泥（主要水硬性物質是鋁酸鈣）、硫鋁酸鹽水泥（主要水硬 性物質是硫鋁酸鈣）等。因為它們的水硬性物質不同，它們的性質也各異，如鋁酸鹽類水泥凝結速度快。早期 強度高，耐熱性能好而且耐硫酸鹽腐蝕；硫鋁 酸鹽水泥硬化后體積會膨脹等。（2）按照水泥的用途分為：通用水泥（用于一般的建筑工程，主要是硅酸鹽類的五種水泥）、專用水泥（是指適應于專門用途的水 泥，有大壩水泥、油井 水泥、砌筑水泥等特種水泥（具有比較突出的某種性能的水

3、泥，如膨脹水泥、 低熱水泥、彩色水泥、白水泥等）。在諸多的水泥品種中，硅酸鹽類水泥是最基本且用量最多的 一類水泥，在 進行室內(nèi)裝飾裝修中也常用到這類水泥。此外，裝修 中還用到的是白水泥和彩 色水泥陳全德（2004年）在新型干法水泥技術原理及應用中講解了有關新型 干法是水泥生產(chǎn)技術的應用，并敘述其原理解答了有關生產(chǎn)技術，如：生料均 化技術、生料粉磨技術、懸浮預熱技術、預分解技術、回轉窯等。郝令旗、張浩云、齊國彤（2004年）在新型干法水泥生產(chǎn)技術的現(xiàn)狀與發(fā) 展中指出雖然我國的新型干法水泥生產(chǎn)技術已達到國際較先進水平，但要想 取得更大的進步就必須做到在努力提高新型干法生產(chǎn)的水泥所占比例的同時， 繼

4、續(xù)將強技術研發(fā)，不斷優(yōu)化設計。嚴生、常捷、程麟（2007年）在新型干法水泥廠工藝設計手冊中介紹 了新型干法水泥生產(chǎn)的新工藝、新技術、新設備，并對工藝設計計算作了詳盡 敘述，附有計算實例，對工藝設計所需的專業(yè)知識和附屬設備選型也作了詳細 介紹，有助于后期設計。張慶今（2003年）在硅酸鹽工業(yè)機械及設備中介紹了硅酸鹽工業(yè)生產(chǎn) 過程中常用的機械設備，其中包括粉碎理論及粉碎機械，篩分過程及篩分機械、 兩相流體力學及其設備、混合過程及混合機械設備等。金容容（1993年）在水泥廠工藝設計概論中提到燒成車間的工藝流程和 設備的選擇是根據(jù)工藝設計的原則進行的，并在設計時綜合考慮各種因素。本 設計中窯尾廢氣被充

5、分利用來烘干生料，窯尾廢氣一部分入生料磨對生料進行 烘干，另一部分則與生料磨的旋風分離器的廢氣在收塵器進口處匯合，從而減 少基建投資，降低能耗，獲得最大經(jīng)濟效益。胡道和（1992年）在水泥工業(yè)熱工設備中闡述了新型干法窯系統(tǒng)中預煅 燒過程、回轉窯的結構及其設計計算、以及煅燒過程及特點。劉志江（2005年）在新型干法水泥技術中介紹了國內(nèi)外水泥發(fā)展情況， 水泥的分類及水泥標準的要求，新型干法水泥生產(chǎn)中的原料、燃材料及配料， 新型干法水泥生產(chǎn)工藝及其主要設備等和設計相關的內(nèi)容。王君偉、李祖尚（2001年）在水泥生產(chǎn)工藝計算手冊中介紹了有關工 藝平衡的計算和熱平衡計算，回轉窯的煅燒及冷卻，還有其相關數(shù)據(jù)

6、的記載， 對熟料計算很有幫助。李海濤（2006年）在新型干法水泥生產(chǎn)技術與設備中詳細介紹了水泥 生產(chǎn)過程所用設備、性能與操作參數(shù)，還介紹了水泥熟料形成過程、回轉窯結 構及耐火襯料的選用和注意事項。孫晉濤（2005年）在硅酸鹽工業(yè)熱工基礎中闡明了窯爐內(nèi)有關燃料燃 燒、氣體流動和傳熱等基本規(guī)律，對設計中的有關熱平衡計算有很大幫助。艾晗松（2001年）在CDC預熱預分解系統(tǒng)設備的開發(fā)運用中介紹了 CDC預熱預分解系統(tǒng)的設備原理、結構情況，也精述了CDC系統(tǒng)在干法生產(chǎn)線中的 應用情況。高長明（2006年）在預分解窯水泥生產(chǎn)技術及進展中涵蓋了預分解窯 水泥技術的五個部分的內(nèi)容：水泥生料均化鏈及其設備；先

7、進的粉磨技術與裝 備；熟料煅燒的預分解窯系統(tǒng)；國際國內(nèi)水泥生產(chǎn)技術述評與展望；水泥工業(yè) 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略級實踐。編寫組（1976年）在水泥廠工藝設計手冊中概要的總述了水泥廠工藝 設計中有關系統(tǒng)的選擇、設備的選型等方面的經(jīng)驗，并收集了有關計算公式和 設備的規(guī)格、性能等資料。郭俊才（2000年）在水泥工廠實用技改新技術中薈萃了 90年代尤其是 中后期以來眾多的新型技術技改，具有極強的廣泛性、實用性和操作性。為設 計中技術提供了參考價值。陳濤（2003年）在5000t/dCDC預分解系統(tǒng)的開發(fā)與設計中改善了爐內(nèi) 濃度和溫度分布的均勻性，提高了爐容利用率，料氣停留時間比在優(yōu)化設計中 得以提高，有利劣質煤

8、的利用。證實了該系統(tǒng)的先進性和可靠性。馬保國（2007年）在新型干法水泥生產(chǎn)工藝中詳細闡述了懸浮預熱系 統(tǒng)的發(fā)展與工藝原理、分解爐、回轉窯、冷卻機、燃料燃燒器、低環(huán)境負荷型 水泥熟料的制備技術、新型干法水泥系統(tǒng)結皮堵塞及水泥工業(yè)處理危險廢棄物 可行性研究。1.2水泥生產(chǎn)方法水泥的生產(chǎn)方法按照生料制備方法的不同， 有干法和濕法兩種。將原料同時 烘干與粉磨或先烘干后粉磨成生料粉， 而后喂入干法窯內(nèi)煅燒成熟料，稱為干法 生產(chǎn)。將生料粉加入適量水分制成生料球， 而后喂入立窯或立波爾窯內(nèi)煅燒成熟 料的生產(chǎn)方法，亦可歸入干法，但也可將立波爾窯的生產(chǎn)方法稱之為半干法。將 原料加水粉磨成生料漿后喂入濕法回轉窯

9、煅燒成熟料，則稱為濕法生產(chǎn)。將濕法 制備的生料漿脫水后，制成生料塊入窯煅燒，稱為半濕法生產(chǎn)，亦可歸入濕法， 但一般均稱為濕磨干燒。將脫水生料塊經(jīng)烘干粉碎后，入預熱器窯、窯外分解窯 等干法窯中煅燒者，一般亦稱為濕磨干燒。濕法生產(chǎn)熱耗較高，但電耗較低，生料易于均化，成分均勻，熟料質量較高,且輸送方便，粉塵少，所以在20世紀30年代得以迅速發(fā)展。隨著技術發(fā)展，如 烘干兼粉磨機的出現(xiàn)均化技術的發(fā)展、 收塵設備的改進等，在20世紀30年代到 40年代，在一些煤價高、電價低的國家，立波爾窯得到進一步發(fā)展。20世紀50年代末60年代初期，我國對濕法長窯和立波爾窯的技術經(jīng)濟指標進行了比較。 當時曾確定南方以濕

10、法生產(chǎn)為主，北方以干法生產(chǎn)為主。20世紀50年代出現(xiàn)的懸浮預熱器窯，在60年代得到了大量發(fā)展，大大降低了熟料熱耗。 70年代出現(xiàn) 了窯外分解技術，水泥的生產(chǎn)方法出現(xiàn)了向干法發(fā)展的趨勢。 從世界各國的情況 統(tǒng)計，干法生產(chǎn)比濕法長窯仍可以節(jié)省能耗， 而且經(jīng)濟上也是合理的。 沈威水 泥工藝學新型干法水泥生產(chǎn)自問世以來倍受世界各國的關注，特別是80年代以來得到了突飛猛進的發(fā)展，國際水泥工業(yè)以預分解技術為核心， 將現(xiàn)代科學技術和工 業(yè)化生產(chǎn)的最新成果廣泛應用于水泥生產(chǎn)的全過程，形成了一套具有現(xiàn)代高科技 為特征和符合優(yōu)質、高效、節(jié)能、環(huán)保以及大型化、自動化的現(xiàn)代生產(chǎn)方法。新 型干法水泥技術代表了現(xiàn)階段最高

11、的水泥燒成技術，可以提高窯單位容積產(chǎn)量， 提高窯磚襯壽命和運轉率，且自動化水平高、生產(chǎn)規(guī)模大，可以選用低質燃料或 低價廢物燃料，節(jié)省燃料，降低熱耗和電耗，減小設備和基建設資費用、廢氣生 成量少、事故率低和操作穩(wěn)定。發(fā)展新型干法水泥技術是環(huán)境保護和資源綜合利 用的必然結果。同時，新型干法水泥技術涵蓋了許多豐富的理論好科研成果，指導著水泥工業(yè)設計、研發(fā)、生產(chǎn)等工作的不斷完善、優(yōu)化和提升。新型干法水泥生產(chǎn)技術以其獨特的優(yōu)越性贏得了國際的認可， 是最能代表當今科技發(fā)展水平 的水泥生產(chǎn)方法。新型干法水泥生產(chǎn)將是實現(xiàn)我國水泥工業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。新型干法水泥生產(chǎn)，就是以懸浮預熱和窯外分解技術為核心，把現(xiàn)代

12、科學 技術和工業(yè)生產(chǎn)成就，如原料預均化、生料氣力均化、烘干粉磨、各種新型耐 熱耐磨耐火材料以及電子計算機、自控技術等等，廣泛的應用于水泥干法生產(chǎn) 的全過程，使水泥生產(chǎn)具有高效、優(yōu)質、最大限度的降低能耗、降低基建投資， 又最大限度的提高產(chǎn)品質量符合環(huán)保要求和大型化，自動化的特征的現(xiàn)代水泥 生產(chǎn)方法。新型干法生產(chǎn)包含了一整套現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)新技術和與之相適應的現(xiàn)代化 科學管理方法。具有均化、節(jié)能、環(huán)保、自動控制、長期安全運轉和科學管理六大保證體系，是當代高新技術在水泥工業(yè)的集成，與傳統(tǒng)的濕法、干法、半 水法水泥生產(chǎn)相比，新型干法水泥生產(chǎn)特點如下：1. 生料制備全過程廣泛采用現(xiàn)代化均化技術。使礦山采運

13、一原料預均 化一生料粉磨一生料均化過程，成為生料制備過程完整的均化鏈。2. 采用高效多功能擠壓粉磨技術和新型機械粉體輸送裝置。3. 工藝裝備大型化，使水泥工業(yè)向集約化方向發(fā)展。4. 用懸浮預熱及預分解技術改變傳統(tǒng)回轉窯內(nèi)物料堆積態(tài)的預熱和分 解方法；5. 重視消音除塵，滿足環(huán)境保護要求。6. 生產(chǎn)控制實現(xiàn)自動化。7. 采用新型耐熱、耐磨、耐火材料。8. 實行現(xiàn)代化科學管理等。陳全德.新型干法水泥技術原理與應用懸浮預熱技術：指低溫粉體物料均勻分散在高溫氣流之中，在懸浮狀態(tài)進行交換，使物料得到迅速加熱升溫的技術。懸浮預熱窯的特點：在長度較短的 回轉窯后裝設了懸浮預熱器，使原來在窯內(nèi)以堆積態(tài)進行的物

14、料預熱及部分碳 酸鹽分解過程，移到懸浮預熱器內(nèi)以懸浮態(tài)進行，因此呈懸浮狀態(tài)的生料粉能 與熱氣流充分接觸，氣、固接觸面大，傳熱速度快，維修比較簡單，占地面積 較小，投資費用較低等優(yōu)點。 陳全德.新型干法水泥技術原理與應用懸浮預熱器（SP）的主要功能在于充分利用回轉窯及分解爐內(nèi)排出的炙熱 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 解爐或回轉窯內(nèi)繼續(xù)加熱分解，完成熟料燒成任務。因此它必須具備使氣固兩 相能充分分散均布、迅速換熱、高效率分離等三個功能。只有具備著三個功能， 并且盡力使之高效化，方可最大限度地提高換熱效率，為全窯系統(tǒng)優(yōu)質、高效、 低耗、和穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造條件。各種

15、懸浮預熱器的不同特性，主要取決于它的結 構及換熱方式。構成各種懸浮預熱器的熱交換單元設備有旋風筒（包括連接管 道）及立筒（蝸室）兩種，所有懸浮預熱器窯都是由這兩種熱交換單元設備中 的一種單獨或混合組成。懸浮預熱器主要由旋風預熱器及立筒預熱器兩種?，F(xiàn) 在立筒預熱器已趨于淘汰。預分解窯采用旋風預熱器作為預熱單元裝備。窯外分解技術：該技術又稱預分解技術，是新型干法水泥生產(chǎn)技術，用預分解技術建造的預分解窯日產(chǎn)量高、熱耗低、工藝先進，一般用于大型預分解 窯。其含義是指將已經(jīng)經(jīng)過懸浮預熱后的生料，在到達分解溫度前，進入到分 解爐內(nèi)與進入到爐內(nèi)的燃料進行混合，在懸浮狀態(tài)下迅速吸收燃料燃燒，使生 料中的碳酸鈣

16、迅速分解成氧化鈣的技術。預分解窯的特點：是在懸浮預熱器與 回轉窯之間增設一個分解爐或利用窯尾上升煙道，原有預熱器裝設燃料噴入裝 置，使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在其中以懸浮態(tài) 或流化態(tài)下及其迅速的進行，從而使入窯生料的分解率從懸浮預熱窯的 30%左右 提高到85泊90%馬保國.新型干法水泥生產(chǎn)工藝預分解窯的的關鍵技術裝備有旋風筒、換熱管道、分解爐、回轉窯、冷卻機（簡稱筒一管一爐一窯一機）等。這五組關鍵技術裝備五位一體，彼此關聯(lián)，互相制約，形成一個完整的熱工體系，承擔著水泥熟料預熱、分解、煅燒、冷 卻任務。1.3新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程簡述1.3.1、水泥生產(chǎn)原料及配料生產(chǎn)

17、硅酸鹽水泥的主要原料為石灰質原料（主要提供氧化鈣）和粘土質原料 主要提供氧化硅和氧化鋁，也提供部分氧化鐵），有時還要根據(jù)燃料品質和水泥 品種，摻加校正原料以補充某些成分的不足，還可以利用工業(yè)廢渣作為水泥的原料或混合材料進行生產(chǎn)。（1）石灰質原料石灰質原料是指以碳酸鈣為主要成分的石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白堊和貝殼等。石灰石是水泥生產(chǎn)的主要原料，每生產(chǎn)一噸熟料大約需要1.3噸石灰石，生料中80%上是石灰石。（2）黏土質原料含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要成分為 SiO2，其次為AI2Q，少量FqO。一噸 熟料約需0.30.4噸粘土質原料，在生料中約占1117%天然黏土質原料有黃土、黏土、頁巖、粉砂巖及河泥等。其

18、中黃土和黏土用 得最多。此外，還有粉煤灰、煤矸石等工業(yè)廢渣。黏土質為細分散的沉積巖，由 不同礦物組成，如高嶺土、蒙脫石、水云母及其它水化鋁硅酸鹽。（3）校正原料當石灰質原料和黏土質原料配合所得生料成分不能滿足配料方案要求時(有的Si含量不足，有的Al和Fe含量不足)必須根據(jù)所缺少的組分，摻加相應的校正原料:鐵質校正原料:補充生料中Fe2O3的不足，主要為硫鐵礦渣和鉛礦渣等。硅質校正原料:補充生料中SiO2的不足，主要有硅藻土等。鋁質校正原料:補充生料中Al 2O3的不足，主要有鋁釩土、煤矸石、鐵釩土等。(4) 主要原料中的有害成分 MgQ影響水泥的安定性。水泥熟料中要求 MgOc5%原料中要求

19、MgOc 3% 堿含量(£Q Na?。)：對正常生產(chǎn)和熟料質量有不利影響。水泥熟料中要求R?O< 1.3%,原料中要求 R?O< 4% P2O5:水泥熟料中含少量的P2O5對水泥的水化和硬化有益。當水泥熟料中P2O5含量在0.3%時，效果最好，但超過1%寸，熟料強度便顯著下降。P2O5 含量應限制。 TiO2 :水泥熟料中含有適量的TiO2，對水泥的硬化過程有強化作用。當TiO2含量達0.51.0%，強化作用最顯著，超過3%寸，水泥強度就要降低。如果含量 繼續(xù)增加，水泥就會潰裂。因此在石灰石原料中應控制TiO2 <2.0%。(5) 工業(yè)廢渣的利用 赤泥：燒結法生產(chǎn)氧

20、化鋁排出的赤色廢渣，以CaO SiO2為主。摻加石灰質原料可配制成生料。 電石渣：以CaO為主?？商娲糠质沂a(chǎn)水泥。 煤矸石：以SiO2、Al 2O3為主?？商娲惩辽a(chǎn)水泥。 粉煤灰：以SiO2、Al 2O3為主?？商娲惩僚渲粕希部勺骰旌喜牧?。 石煤：以SiO2、Al 2O3為主。可作不粘土質原料，也可作燃料。1.3.2、硅酸鹽水泥熟料的礦物組成硅酸鹽水泥熟料的礦物主要由硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣 組成。133、工藝流程（1）破碎及預均化 破碎 水泥生產(chǎn)過程中，大部分原料要進行破碎，如石灰石、砂巖、煤、 熟料、混合材和石膏等。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開采后的粒度較大， 硬度較高，因此石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料， 開采后的粒度較大，硬度較 高，因此石灰石的破碎在