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1、新型干法水泥生产技术与操作,目 录,1、水泥工艺基础知识 2、生产工艺技术简介 3、回转窑的生产操作 4、风扫煤磨,一、新型干法水泥线的概念,新型干法水泥技术是以悬浮预热和预分解技术装备为核心，以先进的环保、热工、粉磨、均化、储运、在线检测、信息化等技术装备为基础；采用新技术和新材料；节约资源和能源、充分利用废料、废渣，促进循环经济，实现人与自然和谐相处的现代化水泥生产方法。,1、水泥工艺基础知识,1.1 水泥熟料的矿物组成 C3S 硅酸三钙（含量:5060%) C2S 硅酸二钙(含量:1532%) C3A 铝酸三钙(含量：311%) C4AF铁铝酸四钙(含量:818%) 主要化学成分: Ca
2、O 6267%、 SiO2 2024%、 Al2O3 47%、 Fe2O3 2.56%。,1、水泥工艺基础知识,1.2 生、熟料率值 1.2.1 石灰石饱和系数 石灰饱和系数即水泥熟料中全部SiO2生成硅酸钙(C2S和C3S)所需的CaO含量与全部SiO2生成CaS所需的CaO含量的比直，即 CaO1.65 Al2O30.35 Fe2O3 KH - 2.8 SiO2 熟料KH值的高低，反映了熟料在煅烧过程中生成C3S含量的多少。KH值高，煅烧困难，容易产生游离氧化钙，但对KH值高，煅烧良好的熟料，其游离氧化钙低，硅酸三钙含量高，熟料强度高，具有硬化快的特点；KH值低，熟料中硅酸二钙含量增加，熟
3、料硬化速度减缓，早期强度低。,1、水泥工艺基础知识,1.2 生、熟料率值 1.2.2 硅酸率 硅酸率是水泥熟料中SiO2含量与Al2O3、Fe2O3，含量之和的比值， SiO2 SM Al2O3Fe2O3 硅酸率的大小表示熟料在煅烧过程中生成硅酸盐矿物与熔剂矿物的相对含量。硅酸率过高，熟料中硅酸盐矿物多，熔剂矿物少，煅烧困难，熟料硬化速度减缓；硅酸率过低，熔剂矿物增加，硅酸盐矿物减少，液相量过多，煅烧时易出现结大块、结圈等现象，熟料强度降低。,1、水泥工艺基础知识,1.2 生、熟料率值 1.2.2 铝氧率 铝氧率是水泥熟料中Al2O3含量与Fe2O3，含量的比值，即 Al2O3 IM Fe2O
4、3 铝氧率反映熟料熔剂矿物中C3A与C4AF的相对含量，既关系着熟料水化速度的快慢，也影响到熟料煅烧的难易。在熔剂矿物含量一定时，铝氧率高，熟料中C3A含量增加，C4AF含量降低，液相粘度增加，生成C3S速度慢。熟料煅烧困难，反之，液相粘度降低，熟料易于形成，但料子烧结范围较窄，易结大块，不利于操作,1、水泥工艺基础知识,1.3 水泥熟料有害成分 1.3.1 氧化镁（MgO） 熟料中的氧化镁（MgO）的主要作用 引起水泥膨胀，影响水泥的安定性。 适量（约2%）的MgO存在，能够增加熟料的液相量，降低液相粘度。促进硅酸盐矿物的形成，减少fCaO的含量，是水泥熟料烧成温度降低，明显提高熟料质量。
5、MgO具有显著的固硫作用，在一定含量范围（1%2.29%），随其含量增加，熟料中的SO3含量也增加。 在少量碱存在的情况下，镁-碱的联合作用可以大大减少SO2挥发，消除生产高硫水泥带来的环境污染。 适量的MgO使水泥熟料的颜色变为深绿色，过量的MgO使水泥熟料的颜色变为灰绿色，并以方镁石形式存在，而且能破坏水泥的安定性，降低强度性能。,1、水泥工艺基础知识,1.3.2游离二氧化硅fSiO2 游离二氧化硅f-SiO2一般为燧石，其结构致密，质地坚硬，耐压强度高，化学活性低，对粉磨设备的磨损非常严重，对窑的操作也会产生极为不利的影响。 生产经验： 石灰石中燧石一般要低于4%； 但以石英为主要形态的
6、f-SiO2含量可大于4%，需要试验确定； 对于辊磨，国外经验可允许f-SiO2含量7%；采用耐磨材料，并在试验的基础上，f-SiO2可放宽到89%。,1、水泥工艺基础知识,1.3.3碱K2O、Na2O 当生料中含碱量过高时，料发粘，烧结范围窄，易结圈，窑内飞砂大，窑皮和熟料结构疏松，烧成带耐火砖寿命短，热工制度不易稳定。另外，当碱含量过高(1.7%)时，熟料中游离氧化钙含量大幅度增加，水泥急凝，强度下降。 对于旋风预热器或预分解窑而言，当原、燃料中含碱、氯、硫较多时，在预热器的旋风筒和窑尾下料溜子内，有氯化碱和硫酸盐等化合物粘附在筒壁上，形成结皮；严重时会堵塞通道，影响正常生产。 生料中的碱
7、除一部分挥发循环以外，其余的大部分均以硫酸碱(K2SO4,Na2SO4)的形式存在于熟料中。熟料中碱含量过高，将导致凝结时间短、水泥需水量增加、熟料中fCaO增高、安定性不良、抗折强度降低，并出现1天、3天的抗压强度略有升高，而7天、28天的抗压强度明显下降。 根据国内经验，生产42.5普通硅酸盐水泥时，熟料中K2O+Na2O含量以小于1.5%为宜，相应的一般要求，生料中的碱含量(K2O+Na2O)应不大于1.0%。美国规定低碱水泥的碱含量以Na2O当量计要小于0.6%。,1、水泥工艺基础知识,1.3.4 硫SO3 生料和燃料中的硫在燃烧过程中生成SO2，在烧成带气化，并与R2O结合形成汽态的
8、硫酸碱。这些R2SO4除一小部分被窑灰带走外，因其挥发性较低，大部分被固定在熟料中而带出窑外。如果SO2含量有富裕，则在预热器中它将与生料中的CaCO3反应生成CaSO4进入窑内。在烧成带其大部分再分解成CaO和气态SO2，小部分残存于熟料中。这样，气态SO2在窑气中循环富集，常引起预热器结皮或窑内结圈。反之，如碱含量有富裕，则剩余的碱就会生成高挥发性的氯化碱和中等挥发性的碳酸碱，形成氯和碱的循环，影响预热器的正常操作。根据国外经验，常用硫碱比作为控制指标,1、水泥工艺基础知识,1.3.5氯CI 氯在烧成系统中主要生成CaCl2或氯化碱RCl，其挥发性特别高（一般要达到95%以上），在窑内几乎
9、全部挥发，形成氯循环富集，致使预热器生料中氯化物的含量提高近百倍，引起预热器结皮堵塞。 氯除了对烧成产生不利影响外，对钢筋还有腐蚀作用。,1、水泥工艺基础知识,1.3.5有害成分的控制 预分解窑生产中对原料中碱、硫、氯含量的控制，到目前为止被人们普遍接受的观点是：生料Na2O+K2O1.0%, CI 0.015%, 熟料中硫碱比（ ）, 最好在0.60.8，如超过此值就可能影响窑系统的正常操作。如碱、硫、氯超过规定值不多，可通过在操作上采取措施来消除，如设置自动清理装置或人工清理装置，加强清堵频次和定期清堵等。如超量过多，就需要在工艺上采取相应的措施来解决。 切断或降低有害组分的循环富集主要有
10、三种途径：热料旁路、窑灰旁路和气体旁路。气体旁路就是旁路放风，它是目前采用最多和效果最好的一种旁路途径,2、生产技术简介,2.1生料均化 新型于法窑生料均化多采用空气搅拌方式，该方式按其物料的工艺流程不同可分为间歇式均化和连续式均化两种,均化效果是衡量各类均化设备性能的重要依据之一。均化前后被均化物料中某组分的标准偏差之比，称为该均化设备的均化效果H： Sin进均化设备物料某成分的标准偏差； Sin出均化设备物料某成分的标准偏差。,2、生产技术简介,2.1.1 各种均化库简介 混合室连续均化库 该类库的特点为一个大库，其底部中心位置设一小库，即混合室，在混合室底部一般配置四等分扇形充气装置，剩
11、余的空气经排气通道与库顶空间相通。在库内，混合室内周围和环形区都装有充气箱。生料经库顶生料分配器和放射状布置的小斜槽进入库内，形成大致水平的料层。卸料时轮流向环形区一个小范围充低压空气，使该区生料流态化并经混合室周围进料孔流向中心混合室，同时，库内的生料呈旋涡状塌落，在自上而下的流动过程中，切割水平料层而产生重力混合作用，进入混合室后又因混合室内的连续充气搅拌而进一步均化。因此，该类库兼有重力和气力均化二重作用，由于混合室高度较低，充气压力低于间歇式搅拌库，从而得节能效果 锥形混合室型均化库均化效果!一般为59，其电耗较低一般为0.250.4KWh/t。 图为锥形混合室均化库。,2、生产技术简
12、介,2.1.1 各种均化库简介 多股流均化库 多股流均化库又称(MF) 库，是德国伯力鸠斯公司研制成功的，该库顶部结构与混合库均化库相同，中心室与库壁之间的环形库底分成10个充气,区,每个区设23 条装有充气箱的卸料槽，槽面沿径向铺有若干块盖板，形成45 个卸料孔。生料从库底进入中心室后，中心室底部连续充气使生料进一步混合均化。 MF 库单独使用时，均化效果H为7左右，双库并联操作时，H可达10% 甚至更高。由于该库主要是采用卸料时的重力混合均化，中心室很小，均化电耗低，单库工作时，生料均化电耗约0.150.3KWh/t。,2、生产技术简介,2.1.1 各种均化库简介 控制流均化库又称CF 库
13、，是丹麦史密斯公司开发研制的， 库底分成大小相等的7 个正六边形卸料区，每个卸料区中心有一个卸料口，卸料口,上部设有减压锥，卸料口下部设有卸料阀和空气输送斜槽，将卸出的生料送至库底外部中央的一个小混合室内，该混合室安装有荷重传感器， 该 库均化效果一般可达10左右，生料均化电耗0.2KWh/t左右。但该库设备投资高。,2、生产技术简介,2.1.1 各种均化库简介 IBAU中心室均化库 该库中心有一个大圆锥体，通过它将库内生料重量传到库壁上。圆锥周围环形空间被分成向库中心倾斜的68个区，每区都装有充气箱，充气时生料首先被送至一条径向布置的充气箱上，再通过圆锥体下部的出料斜槽，经斜槽入库底部中央的
14、生料小仓中。这种库的主要优点是均化电耗小，一般只有0.10.2度/吨生料，主要缺点是施工复杂，造价较高。均化效果最高可达10。,2、生产技术简介,2.2旋风预热器 2.2.1旋风筒的结构及其主要参数 旋风预热器是由旋风筒及上、下两级旋风筒的连接管道所构成。 对于旋风预热器中单个旋风简本体来讲，它的功能及结构如图所示。它由圆柱体、圆锥体、进口管道、出口管道、内筒及下料管等部分组成。 连接管道又叫换热管道，传热量占该级总传热量的8090%,2、生产技术简介,2.2旋风预热器 2.2.1旋风筒的结构及其主要参数。 旋风筒进口方式一般有两种，即进口气流外缘与圆柱体相切，称直入式，气流内缘与圆柱体相切，
15、称蜗壳式。，蜗壳式的优点可提高分离效率，同时还具有处理风量大、压损小的优点， 进口面积多根据进口风速确定，进口风速一般取1525m/s，在实际生产中进口风速对压损的影响远大于对效率的影响。因此在不明显影响分离效率和进口不致产生过多物料沉积的前提下，适当降低风速可有效降低阻力。,2、生产技术简介,2.2旋风预热器 2.2.1旋风筒的结构及其主要参数 旋风筒的结构类型很多，但从其高度H（H=h1+h2）与直径D 之比（H/D ）可分为三种类型：即H/D 2，高型旋风筒； H/D 2 ，低型旋风筒； H/D =2 ，过渡型旋风筒。 一般来讲，高型旋风筒的直径较小，含尘气流停留时间较长，可沉降粒度较细
16、的尘粒，故分离效率较高；在高型旋风筒中，又以圆锥体长度较长的圆锥型旋风筒的分离效率高。,2、生产技术简介,2.2旋风预热器 2.2.1旋风筒的结构及其主要参数 分离效率对热效率的影响： 为使预热器热效率较高，旋风筒的分离效率与系统阻力应该有一个合理的匹配，研究表明旋风筒分离效率对预热器热效率的影响顺序为： h1h5h2、h3、h4。 各级预热器分离效率推荐值,2、生产技术简介,2.3分解炉 2.3.1分解炉的主要作用 预分解窑是在悬浮预热器窑的基础上发展起来的，是水泥工业的一次重大技术进步。在悬浮预热器与回转窑之间增加分解炉，同时具备燃料燃烧、气固换热、碳酸盐分解等多种功能。从第一台SF要问世以来，预分解窑一直在发展改进之中。初期以重油为燃料，炉容积也较小，气流的运动方式较单一，以后发展为以煤代油，乃至
