硅酸鹽水泥熟料的煅燒與冷卻

硅酸鹽水泥熟料的煅燒與冷卻第1頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月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(yùn)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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月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(shí)，2257kJ/kgH2O（539kCal/kg）第3頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月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(dá)400~600℃以上才能脫去。（2）蒙脫石脫水

Al2O3.4SiO2.mH2O→Al2O3.4SiO2+mH2O(晶體結(jié)構(gòu)—活性低)（3）伊利石脫水產(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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1.2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(jìn)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(jìn)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(kuò)散的傳質(zhì)過程；（5）表面的CO2向周圍介質(zhì)氣流擴(kuò)散過程CaOCaCO3

第5頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月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)差相應(yīng)增大，分解速率和時(shí)間縮短；(單個(gè)顆粒碳酸鹽分解動(dòng)力學(xué)方程)式中：t—分解時(shí)間；K—分解常數(shù)；

P—CO2的分壓；ε—分解率

d—生料等效粒徑；第6頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月窯系統(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(xì)度和顆粒級(jí)配生料細(xì)度細(xì),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(duì)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，可加速碳酸鹽的分解過程.第7頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月在碳酸鹽分解的同時(shí)，石灰質(zhì)與粘土質(zhì)組分間進(jìn)行固相反應(yīng)，其過程如下：~800℃：CaO?Al2O3，CaO?Fe2O3與2CaO?SiO2開始形成；800~900℃：開始形成12CaO?7Al2O3(C12A7);900~1000℃:2CaO?Al2O3?SiO2(C2AS)形成后又分解。開始形成3CaO?Al2O3(C3A)和4CaO?Al2O3?Fe2O3(C4AF)。所有碳酸鹽均分解,游離氧化鈣達(dá)到最高值。1100~1200℃:大量形成C3A和C4AF，C2S含量達(dá)最大值。5.1.3固相反應(yīng)第8頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月影響固相反應(yīng)的因素生料的細(xì)度生料愈細(xì)，比表面積越大，組分接觸面越大，同時(shí)表面質(zhì)點(diǎn)的自由能越大，使擴(kuò)散和反應(yīng)能力增強(qiáng)，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(shí)進(jìn)行的過程.因此，提高壓力有時(shí)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(qiáng)；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(kuò)散和和固相的溶解作用第9頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月液相的形成

5.1.4液相的形成與熟料的燒結(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1－4－1）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20~30%)。對(duì)C－S－A－F四元系統(tǒng)，在不同溫度下的液相量（P）可按下式計(jì)算：第10頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月液相的粘度：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。1400℃

P＝2.95A＋2.20F1450℃

P＝3.00A＋2.25F1500℃P＝3.30A＋2.60F可以認(rèn)為水泥熟料中的其它組分全部進(jìn)入液相。不同溫度下，液相的計(jì)算公式：第11頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月物理化學(xué)變化過程：隨著時(shí)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(kuò)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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月目的：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(yùn)輸、貯存與粉磨。過程：液相的凝固和相變兩個(gè)過程.熟料為何要急冷？減少C3S分解；防止β-C2S向γ-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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月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(jì)算，熟料的理論形成熱：1630-1800kJ/kg-熟料1421kJ/kg-MC吸熱MgCO3分解600130-14501250-1280900-1200900900450100~150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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3礦化劑及微量元素的作用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(duì)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(jìn)碳酸鹽分解，加速固相反應(yīng)；降低液相生成溫度（摻1~3%螢石，液相形成溫度可降低50~100℃）；通過形成中間產(chǎn)物，可使C3S能在低于1200℃形成。第15頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月硫酸鹽硫?qū)κ炝闲纬捎袕?qiáng)化作用：SO3降低液相粘度，增加液相量，有利于C3S的形成；能形成2C2S·CaSO4及C4A3?。2C2S·CaSO4為中間產(chǎn)物，1300℃左右時(shí)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900~950℃形成3C2S·3CaSO4·CaF2生成，該四元過渡相消失時(shí)，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150~200℃，促進(jìn)其形成。氟硫比在0.4~0.6。第16頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2微量元素的影響堿堿的來源堿對(duì)操作的影響堿對(duì)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(shí)，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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月P2O5

少量P2O5存在，能提高熟料強(qiáng)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(shí)，會(huì)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(dá)7%時(shí)，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C2S的穩(wěn)定劑，對(duì)熟料質(zhì)量有利，但過多會(huì)形成鈣鈦礦，減少C3S含量。應(yīng)＜1%。

其他微量元素第18頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月預(yù)分解窯生產(chǎn)流程圖第19頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月預(yù)分解窯工藝流程第20頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月水泥的產(chǎn)量、質(zhì)量、燃料與襯料的消耗以及窯的安全運(yùn)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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月

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、自動(dòng)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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月關(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(jī)預(yù)熱分解燒成冷卻第23頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月

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100~150℃粘土質(zhì)原料脫水吸熱450℃碳酸鹽分解強(qiáng)吸熱900℃固相反應(yīng)放熱800~1200℃熟料燒結(jié)微吸熱1300~1450~1300℃熟料冷卻放熱1300℃~第24頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)式：MgCO3MgO+CO2-QCaCO3CaO+CO2-Q反應(yīng)溫度：

MgCO3始于402~408℃最高700℃CaCO3600℃開始，812~928℃快速分解第25頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)特點(diǎn)：

可逆反應(yīng)強(qiáng)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(xì)度和顆粒級(jí)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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月固相反應(yīng)反應(yīng)特點(diǎn)：多級(jí)反應(yīng)放熱反應(yīng)影響因素：生料細(xì)度及均勻程度原料性質(zhì)溫度礦化劑反應(yīng)產(chǎn)物：

C2S、C3A、C4AF第27頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月熟料燒結(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(shí)間延長，液相量增加，液相粘度降低，C2S、CaO不斷溶解、擴(kuò)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(shí)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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月

C3S形成條件：

溫度：1300~1450~1300℃

液相量：20%~30%

時(shí)間：10~20min

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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月冷卻目的：改善熟料質(zhì)量與易磨性；降低熟料的溫度，便于運(yùn)輸、儲(chǔ)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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月快冷對(duì)改善熟料質(zhì)量的作用：

防止或減少C3S的分解；避免β-C2S轉(zhuǎn)變成γ-C2S；改善了水泥安定性；使熟料晶體減少，提高水泥抗硫酸鹽性能；改善熟料易磨性；可克服水泥瞬凝或快凝。第31頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月熱耗：燒成1㎏熟料所消耗的熱量。Kj/kg熱效率：理論熱耗：1630--1800Kj/kg；實(shí)際熱耗：3400--7500Kj/kg實(shí)際熱耗＞理論熱耗：因?yàn)橛懈鞣N熱損失。熟料形成熱第32頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月

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(jìn)行熱交換，使物料得到迅速加熱升溫的技術(shù)。

6.3.1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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月旋風(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(gè)功能第35頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月旋風(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(gè)換熱單元。6.3.3旋風(fēng)預(yù)熱器第36頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)管道的設(shè)計(jì)十分重要管道風(fēng)速太低，熱交換時(shí)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12~18m/s連接管道作用：熱交換方式：對(duì)流傳熱第37頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月旋風(fēng)筒作用性能評(píng)價(jià)原理物料懸浮于氣流中從切線進(jìn)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(fù)荷減小，熱效率提高阻力損失越小，電耗越低？一級(jí)旋風(fēng)筒一般為并聯(lián)的雙旋風(fēng)筒。第38頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月鎖風(fēng)閥作用：下料、鎖風(fēng)類型：

單、雙翻板閥第39頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月選擇生料進(jìn)入管道的合適方位，使生料逆氣流方向進(jìn)入管道，以提高氣固相的相對(duì)速度和生料在管道內(nèi)停留時(shí)間。兩級(jí)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(yùn)行距離，充分發(fā)揮管道傳熱的優(yōu)勢(shì)。

其他措施第40頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月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(jìn)入換熱管道時(shí)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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月定義：將已經(jīng)過懸浮預(yù)熱后的水泥生料，在達(dá)到分解溫度前，進(jìn)入到分解爐內(nèi)與進(jìn)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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月１.在懸浮預(yù)熱器與回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)一個(gè)分解爐或利用窯尾上升煙道，２.裝設(shè)燃料噴入裝置，噴入煅燒所需的60%左右的燃料３.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(jìn)行，４.使入窯生料的分解率達(dá)到85%～95%。５.減輕窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)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(diǎn)第43頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月分解爐內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)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(chǎng)中產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)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(shí)間，達(dá)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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月以SF型為代表：SF型→NSF型→旋流-噴騰式分解爐旋流式分解爐NSF型第45頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月以FLS(F．L．Smidth)型為例，如圖所示

噴騰式分解爐第46頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月以MFC(MitsubishFluidizedCalciner)型為代表，沸騰式分解爐MFC型分解爐第47頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月適當(dāng)擴(kuò)大爐容，延長氣流在爐內(nèi)的滯留時(shí)間；改進(jìn)爐的結(jié)構(gòu)，延長物料在爐內(nèi)滯留時(shí)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(jìn)燃燒器形式與結(jié)構(gòu)，合理布置，使燃料盡快點(diǎn)燃；下料、下煤點(diǎn)及三次風(fēng)之間布局的合理匹配，以有利于燃料起火、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(dá)標(biāo)。分解爐的發(fā)展方向第48頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月1、“噴-旋”型分解爐如RSP型新型分解爐型第49頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月“噴騰”型及“噴騰

迭加”型分解爐“噴騰迭加”型分解爐第50頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月“流化－懸浮”型分解爐第51頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月ATAS-MSCAS“懸浮”型分解爐第52頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月中低質(zhì)及低揮發(fā)分燃料在爐內(nèi)的迅速點(diǎn)火起燃的環(huán)境改善；使用中低質(zhì)及低揮發(fā)分燃料時(shí)，要“以空間換時(shí)間”，即擴(kuò)大爐容，改進(jìn)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(jìn)替代燃料和可燃廢棄物的利用。趨勢(shì)和目標(biāo)第53頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月在線式（同線式）分解爐與窯連接方式特點(diǎn)：1、分解爐直接坐落在窯尾煙室之上。2、窯氣進(jìn)爐第54頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月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，一列通過爐氣，窯氣不進(jìn)爐一般設(shè)有兩臺(tái)主排風(fēng)機(jī)，一臺(tái)專門抽吸窯氣，一臺(tái)抽吸爐氣。第55頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月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(huì)合(如RSP、MFC等)，亦可在上升煙道上部與窯氣會(huì)合(如N-MFC、SLC—S等)，第56頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月預(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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月作為熱交換裝置，窯內(nèi)熾熱氣流與物料之間主要是“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(diǎn)和不足第58頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月過渡帶：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1280～1450～1300℃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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料溫度和氣體溫度以及各帶劃分的大致情況回轉(zhuǎn)窯內(nèi)“帶”劃分第60頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月分解反應(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，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月熟料冷卻技術(shù)目前新干法生產(chǎn)中，采用第三代推動(dòng)篦式冷卻機(jī)及從窯罩抽取三次風(fēng)，可認(rèn)為最佳方案第62頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)作為工藝裝備，對(duì)高溫熟料的驟冷。

(2)作為熱工裝備，對(duì)二次風(fēng)、三次風(fēng)的加熱升溫(3)作為熱回收裝備，對(duì)出窯熟料攜出熱量回收。

(4)作為熟料輸送裝備，輸送高溫熟料。

熟料冷卻機(jī)的功能第63頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月熟料冷卻機(jī)作業(yè)原理在于高效、快速地實(shí)現(xiàn)熟料與冷卻空氣之間的氣固換熱。冷卻機(jī)作業(yè)原理第64頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)熱效率(ηc)高，各種冷卻機(jī)熱效率一般在40%～80%之間。(2)冷卻效率(ηL)高，各種冷卻機(jī)冷卻效率一般在80～95%。(3)空氣升溫效率(φi)高。，本指標(biāo)為篦冷機(jī)評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，一般φi<0.9。(4)進(jìn)入冷卻機(jī)的熟料溫度與離開冷卻機(jī)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(jī)的熟料溫度低。(6)冷卻機(jī)及其附屬設(shè)備電耗低。(7)投資少，電耗低，磨耗小，運(yùn)轉(zhuǎn)率高等。冷卻機(jī)性能指標(biāo)第65頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月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(jī)25～273.4～4.0<50第二代厚料層篦冷機(jī)32～342.7～3.265～70第三代控制流篦冷機(jī)40～~551.7～2.270～75第四代推動(dòng)棒式篦冷機(jī)45～551.5～2.072～76篦冷機(jī)性能指標(biāo)第66頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)篦冷機(jī)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(xì)及分布不均等因素對(duì)氣流均勻分布的影響。(2)發(fā)揮脈沖高速氣流對(duì)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(xì)粒熟料不被高速氣流攜帶，同時(shí)由于細(xì)粒熟料擾動(dòng)，增加氣料之間換熱速度。

第三代篦冷機(jī)特點(diǎn)階梯篦板第67頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)高壓空氣通過空氣梁特別是篦冷機(jī)熱端前數(shù)排空氣梁向篦板下部供風(fēng)，增強(qiáng)對(duì)熟料均布、冷卻和對(duì)篦板的冷卻作用，消滅“紅河”，保護(hù)篦板。(5)設(shè)有對(duì)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(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)，一段篦速與篦下壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)，保持料層設(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(jī)特點(diǎn)充氣梁第68頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月可控氣流通風(fēng)篦板第69頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(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(jī)設(shè)計(jì)最大料層厚600～650mm，大型篦冷機(jī)700～800mm(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(jī)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(dòng)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(jī)效率高，結(jié)構(gòu)簡化，維修方便。(5)鎖風(fēng)良好設(shè)置了全機(jī)自動(dòng)控制和安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。TC型第三代篦冷機(jī)充氣篦板低漏料篦板第70頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月第71頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月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(N0x)濃度(3)窯轉(zhuǎn)動(dòng)力矩(4)窯尾氣體溫度(5)分解爐或最低一級(jí)旋風(fēng)筒出口氣體溫度(6)最上一級(jí)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(jí)及最低一級(jí)旋風(fēng)筒出口負(fù)壓(9)最下一、二級(jí)旋風(fēng)筒錐體下部負(fù)壓(10)預(yù)熱器主排風(fēng)機(jī)出口管道負(fù)壓(11)電收塵器入口氣體溫度(12)窯速及生料喂料量(13)窯頭負(fù)壓(14)篦冷機(jī)一室下壓力。(15)窯筒體溫度重點(diǎn)監(jiān)控參數(shù)第72頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)窯頭負(fù)壓篦冷機(jī)余風(fēng)排風(fēng)機(jī)閥門開度。(2)篦冷機(jī)一室下壓力篦床速度。(3)分解窯加煤量最下級(jí)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(jī)風(fēng)門開度最上級(jí)旋風(fēng)筒出口氣體O2含量及壓力。(7)電收塵器進(jìn)口風(fēng)壓電收塵出口風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度。(8)喂料秤測(cè)重負(fù)荷傳感器喂料倉自動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)量閥門開度。(9)氣力提升泵下松動(dòng)壓力計(jì)量滑動(dòng)閥門開度。(10)生料計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)倉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(dòng)調(diào)節(jié)回路第73頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月中央控制室簡介第74頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月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(jìn)行監(jiān)視和控制的一個(gè)中心場(chǎng)所。在中控室里，通過計(jì)算機(jī)等技術(shù)能將整個(gè)生產(chǎn)過程參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行情況等全面迅速反映出來，并能對(duì)過程參數(shù)實(shí)現(xiàn)及時(shí)、準(zhǔn)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(jìn)行顯示、報(bào)警、操作和管理，可以使操作人員對(duì)全廠的生產(chǎn)情況一目了然，便于針對(duì)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行調(diào)度指揮，從而有利于優(yōu)化操作、實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗。第75頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年