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1、精选优质文档-倾情为你奉上河北理工大学本科生毕业设计说明书题 目： 日产2800吨熟料的预分 解窑水泥厂窑尾工艺设计 英文题目： the Process Design of Kiln Department of 2800 t/d Clinker 学 院： 材 料 学 院 专 业： 无机非金属材料材料工程 班 级： 06级材料（3）班 姓 名： 李 坚 柏 学 号： 0 指导教师： 王 春 梅 2010年 6月10日专心-专注-专业摘 要本设计对我国水泥工业的发展现状及前景作了概括介绍，详细介绍了熟料煅烧设备的发展历程。设计主要内容包括日产2800吨熟料水泥厂总体设计和窑尾工艺设计两方面。在确定
2、熟料率值等参数的基础上进行了配料计算、全厂物料平衡、主机设备选型以及堆场储库选型计算等内容。之后，在确定了窑炉燃料比、旋风筒级数及分离效率等参数的基础上，对窑尾预热器系统进行了物料平衡和热平衡计算，确定了分解炉及旋风筒的规格和尺寸。最后，在上述工作的基础上完成了车间工艺布置图的设计和绘制等工作。关键词：悬浮预热器，预分解，筒，炉，窑AbstractThe general introduction of the current development situation and the prospect of Chinas cement industry were introduced, and
3、 the development of clinker calcination equipment were talked in detail. The content of this design mainly include the general design of cement factories whose daily production is 2800 ton and the kiln outlet handicraft design. On the basis of the clinker value have been decided, the ingredients cal
4、culation, the the material balance calculation , the selection of the main equipments and the selection of the storage were taken. The air fuel ratio, the series and separation efficiency of cyclone were determined. Then a material balance calculation and heat balance calculation to the preheater of
5、 the kiln outlet were made. After this, the specifications and size of the precalciner and the cyclone were confirmed. Finally, on the basis of the working process above, the design and drawing of the clinkering department were completed.Key Words：Suspension preheater,Precalcining,Cyclone,Precalcina
6、tor,Kiln目 录引 言水泥是最基本的建筑原材料，在我国社会发展的现阶段需求很大，但其资源、能源消耗和环境负荷均较高。尤其是广大中小型干法水泥企业由于技术与管理水平不高、生产效率较低、环境污染较严重，对社会经济的可持续发展具有较大的影响。针对这一现状，依据可持续发展战略要求，我国制定了发展以新型干法水泥生产为主导的水泥工业发展战略和一系列方针政策。目前，我国技术人员已经比较熟练地掌握了新型干法水泥生产技术，新型干法生产工艺和装备研制开发工作也取得了长足进步，为我国干法水泥生产技术的发展提供了良好的基础。我国新型干法水泥技术虽然开发较早，总的来说我国大多数水泥企业技术落后装备陈旧，从70年代
7、至今我们水泥工业布局和比重上仍以低产、较多消耗、污染较为严重的小规模水泥企业为主，而且目前国内外对水泥的要求量有增无减，特别是国内要实行全面的重建工作，需要大量的水泥建设基础设施，建更多的居民住宅楼解决住房问题。要改变这种状况，建设大型新型干法生产线，充分消耗废弃物实现水泥工业可持续发展是一条有效途径。本次设计采用新型干法工艺流程，采用预分解技术进行熟料的制备，重点是完成烧成车间窑尾车间工艺设计和车间工艺图的绘制。第一章 绪论1.1 国内外预分解窑技术的发展概况1.1.1 新型干法生产技术窑外分解窑或称预分解窑，是一种能显著增加水泥回转窑产量的煅烧工艺设备。其主要特点是把大量吸热的碳酸钙分解反
8、应从窑内传热速率较低的区域移到悬浮预热器于窑之间的特殊煅烧炉（分解炉）中进行。生料颗粒分散在煅烧炉中，处于悬浮或煅烧状态，以最小的温度差，在燃料燃烧的同时，进行高速传热过程，使生料迅速发生分解反应。入窑生料的碳酸钙表观分解率，可从原来悬浮预热器的4050%提高到8595%，从而大大减轻了回转窑的热负荷，使回转窑的生产能力成倍的增加。自1971年第一台窑外分解窑建成投产以来，目前，最大的窑外分解窑的生产能力以达日产孰料12000吨，窑的运转周期也有提高。新型干法窑主要包括五六十年代出现的立筒预热器窑、旋风预热器窑和70年代开发成功的预分解窑三种类型。立筒和旋风预热器窑日产熟料能力一般不超过100
9、0t，国内较多为180t600t，每千克熟料热耗为3971kJ5016kJ左右。90年代以来这两种窑型的发展已趋缓慢。预分解窑能适应大型化要求，国外已有几条日产熟料能力9000t及以上的预分解窑，每千克熟料热耗在2926kJ以下，水泥综合电耗低于100kWh。由于预分解窑体现了当代水泥工业的最高技术与经济水平，80年代以来在国内外得到快速发展并不断创新，成为新型干法窑的代表。我国已经投产的预分解窑有170多条，单线日产熟料700t7200t，熟料总生产能力8000万t。近3年增产的旋窑水泥有80左右来自预分解窑生产线。在“十五”期间，安徽海螺集团将要建设2条日产8000t10000t的熟料生产
10、线，技术装备大多由国内开发。这预示我国新型干法窑即将跨入世界先进水平1,2。分析其主要原因如下： （1）生产工艺的先进性新型干法生产线对原料、燃料(煤)、生料均有严格的预均化及均化措施，可保证生料及煤粉成分的均匀性。对生产过程中各种物料与气流的数量、成分、压力的控制、计量、监测、调节、显示等均通过自动化系统操作，窑、磨等主要岗位不需专人看管，可保证生产高质量产品。（2）产品质量及对使用的影响新型干法窑采用高硅酸率(2.5)和高铝氧率(1.5)配料，生料在预热器、分解炉及回转窑内可以同气流、火焰均匀而充分接触，化学反应完善，熟料中C3S与C2S合量可达77%以上，有害成分游离氧化钙不超过1%，可
11、生产质量稳定的42.552.5等级水泥。（3）水泥的综合能耗2000t/d以上的预分解窑每kg熟料热耗约为3428kJ左右，窑尾与篦冷机的废气可用于烘干原燃料，还可用于发电。水泥综合电耗约115kWh。我国近年来投产和在建的新型干法生产线与许多老线相比，较多采用了立式磨、辊压机、第三代空气梁篦冷机等先进高效节能设备，熟料热耗已降至3177kJ左右，水泥综合电耗接近105kWh，水泥的综合能耗已降至约135kg标煤。 （4）建设投资长期以来人们形成一种印象：新型干法窑虽然先进，但投资高，达产难，因此发展缓慢；近几年来情况变化很快，与5年前相比，新型干法窑的投资下降了40%50%，新建一条日产45
12、00t熟料年产水泥170万t的生产线，从原料矿山至水泥出厂，固定资产投资仅7亿元左右(每吨水泥约412元)。在老厂扩建或改造一条2500t/d熟料生产线，从矿山至熟料库(不含水泥粉磨、储存及包装)，固定资产投资不超过2.5亿元(每吨熟料约323元)。投资下降的原因，一是原国家建材局与设计单位从1997年开始狠抓“低投资、国产化”及优化设计方案，注意节省投资；二是建设单位在设计、施工、设备及材料采购以及安装等环节执行招标制度，加强了科学管理，建设周期比前3年缩短约1/2，可降低投资25%30%；三是各地方政府大力支持，制止不合理收费，还给予优惠条件；四是银行贷款利率下调；五是物价比较平稳或下降。
13、（5）对环境的影响水泥厂对环境的影响主要是粉尘污染，根据国家环保总局统计，1999年全国水泥企业排放的工业粉尘和烟尘共972万t，占当年水泥产量1.7，占全国总排放量近42。大中型新型干法生产线在建设阶段对各个粉尘排放点都配置了技术先进、使用可靠的袋收尘器或电收尘器，除尘效率在99.9以上，基本上都可以保证达标排放。近几年投产的新型干法生产线，其热工设备的粉尘排放浓度不超过100mg/Nm3，非热工设备不超过50mg/Nm3。 由此可以看出新型干法生产工艺具有多方面的优势，是水泥工业的发展方向。1.1.2 水泥工业技术开发热点目前一些技术较先进的国家在选择水泥生产方法时趋向于尽可能选用新型干法
14、生产，对原有的一些湿法生产或老式干法生产窑也大多加以技术改造。目前在水泥工业技术开发的热点3：（1）水泥厂替代物料及原燃料资源的利用技术扩大原燃料资源是水泥技术发展史上持续活跃的一个技术开发领域。由于水泥熟料本质上是一种具有特定组成的多元素化合物，在混合成满足熟料组成要求的用于煅烧的水泥生料之前，其多品种原料本身的化学成分对产品熟料的质量并无直接影响。在相对宽松的成分要求范围内寻找价格最低廉的原料资源，通过特定工艺和适当配比制造水泥是水泥厂商降低生产成本的重要措施。水泥工业用低品位石灰石代替优质灰岩做钙质原料，用砂页岩或工业废弃物煤矸石粉煤灰代替农田黏土做硅铝质原料已有久远历史和成熟经验。上世
15、纪90年代，KHD和F.L.Smidth公司通过改变煤粉制备工艺和煅烧工艺，使无烟煤和劣质煤成功地应用于传统上只能烧烟煤的预分解窑系统，这一新技术在一些场合具有特殊的价值。（2）回转窑技术自1990年KHD公司推出长径比为11的两支承短窑技术以来，这一技术以其改善窑体受力状况、简化窑体设备设计、降低设备成本和良好的操作适应性的优点，逐渐被国际水泥界接受并得到愈来愈广泛应用，预分解工艺采用两支承短窑已成为业界共识。（3）熟料冷却技术熟料冷却是近10年来水泥烧成系统技术创新活动最活跃的领域。上世纪90年代初期出现的第三代篦式冷却机以高阻力篦板和充气梁结构为特征，通过分区域高速射流供风和厚料层作业提高了冷却机热回采区的热回收效率和入窑风温。新世纪之交由F.L.Smidth公司推出的、被称为第四代冷却机的推杆式冷却机，把传统篦式冷却机中往复移动篦床承担的推动物料运动和供风的双重功能分解为由一组具气流自适应调节功能的充气篦板排
