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1、摘 要粉煤灰是发电厂燃烧煤粉时得到的一种灰渣，由于目前世界上的粉煤灰产量很大，约达到数十亿吨，而利用率还不够高，所以它是一种令人日益关心的工业副产品。广泛应用于工业与民用建筑，其开发及利用，越来越受到众多水泥生产厂家的关注。本设计是根据市场形势，针对年产220万吨的大型粉煤灰水泥新型干法生产线烧成车间的工艺设计，根据配料计算、物料平衡计算、储库计算及热平衡计算的结果；选择合适的工艺方案和确定设备型号，最大限度的提高水泥成品的产量和质量，技术经济指标合理。并根据设计思路绘制全厂工艺布局图。关键词：粉煤灰水泥，烧成车间，新型干法。AbstractFly ash is a kind of ash f
2、rom pulverized coal combustion of power plant, due to the current world of fly ash production is very big, about billions of tons, but the utilization rate is not high enough, so it is the by-product is a growing concern about the. Widely used in industrial and civil architecture, its development an
3、d use, more and more attention by many cement manufacturers. The design is based on the market situation, according to an annual output of 2200000 tons of large fly ash cement dry production line firing process design workshop, according to the calculation, calculation of material balance, heat bala
4、nce calculation and storage results; selection of process scheme and determine appropriate device models, the maximum improve the output and quality of cement products the technical and economic indicators advanced, reasonable. And design the layout according to the paint factory.Keywords: fly ash c
5、ement, firing workshop, new dry process.目 录摘 要IAbstractII第一章 绪 论11.1 引言11.2 设计简介1第二章 原料与燃料32.1原料的质量要求32.1.1水泥原料32.1.2混合材及石膏32.2燃料42.2.1煤4第三章 配料计算53.1配料计算53.1.1熟料率值的确定53.1.2计算煤灰掺入量63.1.3配料计算63.1.4熟料成分及原料配合比计算63.2尝试误差法检验73.2.1计算熟料的化学成分73.2.2检验率值73.2.3将燃烧原料配合比换算为应用基原料配合比83.2.5生料成分计算93.2.6有害组分计算和评定93.2.
6、7干湿原料配比转换9第四章 工艺平衡计算114.1物料平衡计算114.1.1选择窑型并标定窑的台时产量114.1.2原燃材料消耗定额124.1.3全厂物料平衡表15第五章 物料平衡和热量平衡计算165.1原始资料165.2物料平衡及热量平衡计算175.2.1物料平衡计算175.2.2.热量平衡计算235.3物料平衡表及热平衡表的编制28总结29参考文献30第一章 绪 论1.1 引言粉煤灰是指由火力发电厂燃烧粉煤以后从烟气中收集到的微细烟灰，它是一种密实的玻璃质球状粉体活性矿物微粒，结构致密而且性质稳定，属于火山灰质材料。由于它的比表面积相较其他火山灰质混合材更大，加之用其配制出的水泥比其他的火
7、山灰水泥的干缩性小、抗裂性好、和易性好、水化热低、抗腐蚀能力强，抗冻性也好于其它火山灰水泥，节约成本等特点。长期以来，粉煤灰水泥被广泛用于工业与民用建筑，尤其适用于大体积混凝土、水工建筑、海港工程等项目。正是因此，粉煤灰混合材水泥的开发及利用，越来越受到众多水泥生产厂家的青睐。 水泥生产的新型干法技术自问世以来就倍受国内外的关注，特别是在80年代以来得到了突飞猛进的发展，目前在国际水泥工业中以预分解技术为核心，将现代的科学技术和工业化生产的成果广泛结合应用于水泥生产的全过程，形成了一套以现代高科技为特征，符合优质，高效，节能，环保以及大型，自动化的现代生产方法。新型干法水泥技术代表了现阶段最先
8、进的水泥烧成技术，可以提高窑单位容积的产量、提高窑砖衬的寿命和运转率，且自动化水平很高、生产规模更大，可以使用低品质燃料或廉价废物燃料，从而达到节约燃料，降低热损和电耗，减小设备、基建的投资费用，进而减少CO和NOx的生成量和降低事故发生率，且操作稳定。发展应用新型干法水泥技术是环境友好保护和资源综合利用的必然结果。同时，新型干法水泥技术涵盖了许多丰富的理论及科研成果，指导着水泥的工业设计、研发、生产等工作的不断完善、优化和进步。新型干法水泥生产技术已成为当今水泥制造工业发展的主导技术和最先进的生产工艺。目前，美国、日本、德国等发达国家新型干法技术产量比已占95%以上，其他的发达国家也达到了8
9、0%以上，我国自2007年国家推行环保改革以来，新型干法技术产业比已由15%提升至65%，目前发展势头正十分良好。1.2 设计简介本设计是年产220万吨粉煤灰水泥厂水泥新型干法生产线水泥烧成车间的工艺初步设计，采用目前国内外水泥行业相对较为先进的技术和设备，以尽可能的降低能耗、降低基建投入，又最大限度的提高产量和质量，做到环保，技术经济指标先进、合理。根据中华人民共和国国家标准GBT15962006规定：凡是由硅酸盐水泥熟料混合粉煤灰、适量石膏磨细而制成的水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥，简称粉煤灰水泥。水泥中粉煤灰的掺加量按其质量百分比计范围为2040%。这主要是由于粉煤灰所固有的特性所
10、决定的。当前, 妨碍其掺量的主要原因是: 在粉煤灰的掺量增大时, 特别是当掺量超过50%后,水泥试块的早期会强度非常低。要解决这一问题就必须要最大限度地激发粉煤灰的火山灰活性, 尤其是在凝结早期。采取在常温下使用化学激发剂来进行预处理与掺加助磨剂粉磨工艺相结合的方法, 改善粉煤灰的矿物性能, 可以使粉煤灰在硅酸盐类水泥中的掺量提高到50 % 70 %, 且能达到42 .5 水泥的强度要求1。粉煤灰水泥的标号划分与火山灰水泥标号划分相同。有32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R共六个标号（R代表早强水泥）。原始条件一、题目：220万吨粉煤灰水泥厂水泥烧成车间工艺初步设计
11、二、厂址：自选三、窑型：新型干法预分解窑四、品种：强度32.5粉煤灰硅酸盐水泥,粉煤灰掺量：22%五、基本条件：中国的预分解窑熟料的烧成热耗一般为31003300kJ/kg熟料2，本设计取q=3971kJ/kg；各种消耗材料的化学成分。第二章 原料与燃料2.1原料的质量要求2.1.1水泥原料原料的结构成分和性能品质直接影响粉磨、配料、煅烧熟料的质量，最终也直接影响水泥的质量。故水泥的原料应满足以下工艺要求：1)各化学成分必须满足配料的要求，以制得成分合适的熟料，否则会使配料困难，甚至无法配料；2)有害杂质的含量应尽量可能少，以利于生产工艺操作和提高水泥的质量；3)原料应有良好的工艺性能（如易磨
12、性、易烧性、热稳定性、易混合性等）。1.石灰质原料 凡是以碳酸钙为主要成分的原料就叫做石灰质原料，这是水泥生产过程中用量最大的原料（一般生产出1吨熟料约消耗1.21.3吨石灰质干原料）。2.辅助校正原料传统的水泥生产的辅助原料主要是粘土质原料，校正原料是铁粉和砂岩。粘土质原料是含碱和碱土的铝硅酸盐，主要化学成分是SiO2，其次Al2O3，还有Fe2O3，一般生产出1吨熟料用0.30.4吨粘土质原料。但是如今粘土资源越来越紧缺，如果用来生产水泥则会增大水泥成本投入同时还造成较大的浪费，所以决定不使用粘土，而改选页岩和砂岩来代替。铁粉则使用硫酸渣。1 原材料化学成分分析原料LossSiO2Al2O
13、3Fe2O3CaOMgOSO3W石灰石43.000.500.250.50521.50.051粘土8.0063.0015.006.000.302.000.013铁矿石10.0020.005.0060.000.300.300.026煤灰57.8519.0915.263.842.1.2混合材及石膏1.混合材本设计的混合材是粉煤灰和粒化高炉矿渣，同时搭配少量的石灰石（通过对本设计使用的石灰石原料的化学成分分析后评定，此石灰石同时也是优质的混合材原料，所以加入少量的石灰石作为混合材，不仅可以提高水泥强度从而提高了水泥质量，而且还可以减少粒化高炉矿渣的消耗量，减小成本的投入）。 2.石膏本此设计所使用的石
14、膏化学成分分析见表2-5：表 2-5 石膏化学成分(%)lossSiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOK2ONa2OSO3IR（不溶物）石膏9.1216.750.974.8525.121.020.880.5039.640.9599.80石膏含水量为2.60%2.2燃料2.2.1煤我国水泥烧成一般都使用煤做燃料，燃料品质既影响煅烧过程又影响烧成熟料的质量，发热量高的优质燃料，其火焰温度高，熟料KH值可高些；若燃料质量差，除了火焰温度较低外，还会因煤灰的沉落不均匀，降低熟料的质量。本次设计用煤其元素分析和工业分析结果见表2-6,2-7：表 2-6 燃煤的元素分析（%）C arH arO arN arS arA arM ar72.106.063.561.040.3513.913.04表2-7 燃煤的工业分析及热值MarVarAarFCadQnet,ad原煤（无烟煤）1.039.2113.9166.2624368第三章 配料计算3.1配料计算配料计算的依据是物料的平衡。任何的化学反应物料平衡定理是：反应物的总量等于生成物的总量。随着温度升高，生料煅烧成熟料会经历：原料干燥蒸发物理水分；矿物分解释放出结晶水；有机物质的分解和挥发；碳酸盐分解释放二氧化碳；液相出现；熟料
