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1、材料科学与工程学院无机非金属材料工程无机非金属材料工厂工艺设计说明书设计题目:年产II型硅酸盐水泥100万t水泥厂设计无机非金属11-114号2014.10.20-11.14名: 班 级: 学 号: 指导教师: 设计日期:设计题目：年产II型硅酸盐水泥100万t水泥厂设计时间： 2014 年 10 月 20 至 2014 年 11 月 14 日 无机非金属11-1专业 14 学号学生姓名帀杰指导教师张俊才一、初始条件（一）预分解窑系统资料1、原料的原始资料烧失量SiO2A12O Fe2O33CaOMgO SO3K2O Na2OH2O石灰石48.131.950.85 0.4547.32 0.30
2、1.00粘土4.2565.8215.14 5.925.160.970.621.120.85铁粉1.4039.272.26 48.57 3.461.543.5煤灰58.6225.38 9.053.131.582.242、各种物料损失均按3%计算（二）烘干机系统资料1、煤初水分3%,；粘土初水分6%；矿渣初水分8%。应用基水分均为0.2%。2、热源为热风炉产生的热空气或冷却机的回收热空气。3、燃料煤的原始资料烘干用煤元素分析结果：【收到基（ar）:进行煤质分析化验时，煤样所处的状 态为收到该批煤所处的状态。A为灰分；M为水分。】成分CarHarNarOarSarAarMar含量70.25.31.0
3、7.20.314.81.24、根据处理风量合理选择收尘系统。二要求完成的主要任务1、设计计算说明书应包括以下内容：厂址选择；当地气象、厂区地质信息（可 结合资料信息进行合理假设）；全厂配料计算、物料平衡计算、设备的选型计 算或结构尺寸计算、有关性能指标计算及一览表、设计评述、参考资料。总平 面布置和全厂工艺布置的计算说明。2、画出有全厂的总平面布置图和工艺布置图（A1图纸23张）。鼓励用CAD 绘图，但至少要有1张手工绘图。1、要求每个人独立完成，允许讨论，但不能抄袭，鼓励创新。2、说明书要求（1）设计说明书必须包括有关计算部分的方法、公式、步骤和结果。（2）有关设备的选型，设计说明书中英说明
4、其选取依据，有关经验数据的选取, 亦应说明其来源。设计图应符合图纸设计规范，尺寸标注、文字说明清楚。3、图纸的要求（1）图纸必须按工程图标准绘制，尺寸标注、文字说明清楚。鼓励用计算机绘 图。（2）图纸上必须注明设备主要尺寸及有关说明，图纸应整洁。4、时间安排第1周：查阅有关资料，看懂相关文献的设计和说明，进行有关设计计算。完 成相关计算。第2周：绘制相关的图纸。整理计算说明书、图纸以及其它设计资料。目录一、厂址的选择3二、原料配比过程3（一）.煤灰参入量计算3（二）燃料煤的原始组成3（三）累加试凑法计算原料配合比 4三、物料平衡计算5（一）烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算 5四、主机平衡计
5、算9（一）年平衡法9五、储库计算 10六、熟料烧成系统几个主要设备的选型 11（一）回转窑 11（二）旋风式预热器12（三）分解炉14（四）除尘机设备的选择15（五）冷却机15（六）破碎机16（七）烘干机17七、参考文献19年产普通和矿渣硅酸盐水泥 100 万 t 水泥厂设计一、厂址的选择厂址选在宁夏回族自治区银川市永宁县。二、原料配比过程（一）.煤灰参入量计算查阅参考资料12932页，选取单位熟料耗热q为3350kJ/kg熟料。 （二）燃料煤的原始组成燃料煤元素分析结果：收到基（ar）：进行煤质分析化验时，煤样所处的状态为收到该批 煤所处的状态。A为灰分；M为水分。表 1 燃料煤的收到基组成
6、成分CarHarNarOarSarAarMar含量70.25.31.07.20.314.81.2将燃料ar基转换为ad基换算系数为(100-Md)/(100-War)=1.01C d=C x1.01=70.2x1.01=70.902ad arHd=H x1.01=5.3x1.01=5.353ad arNd=N x1.01=1.0x1.01=1.01ad arOd=O x1.01=7.2x1.01=7.272ad arS d=S X1.O1=O.3X1.O1=O.3O3ad arAd=A x1.01=14.8x1.01=14.948ad arMd=M x1.01=1.2x1.01=1.212ad
7、 ar查阅参考资料，根据设计任务中给出的元素分析结果计算的，煤的热值Qnet.ad=339Cad+1030Had109(OadSad)25Mad=339x70.902+1030x5.353109x (7.2720.303) 25x1.212=24035.778+5513.59759.62128.025 =28761.724计算煤灰参入量 Ga=QaADS/100Qnet,ad=PAadS/100 =(3350x14.948x100%) /(100x28761.724) =1.741%煤灰沉落率S取100%三)累加试凑法计算原料配合比表 2 原料化学组成分原料烧失量SiO2Al2O3Fe2O3C
8、aOMgOSO3K2ONa2OH2O石灰石48.131.950.850.4547.320.301.00粘土4.2565.8215.145.925.160.970.621.120.85铁粉1.4039.272.2648.573.461.543.50煤灰58.6225.389.053.131.582.24根据参考文献武汉P142，表 10.2 预 KH=0.89, SM=0.25, IM=1.5,工=99% Fe2O3=/(2.8KH+l)(IM+l)SM+2.65IM+1.35)=99%/(2.8 X 0.89+1) X( 1.5+1 )X 0.25+2.65X1.5+1.35)=3.65%A1
9、2O3=IM X Fe2O3=1.5 X 3.65%=5.475%SiO2=SM(Al2O3+Fe2O3)=2.5X(5.475%+3.65%) =22.8125%CaO=(A12O3+Fe2O3+SiO2)=99%(5.475%+3.65%+33.8125%)=67.0625%考虑物料损失 3%计算得出原料与煤灰的化学成分。如下表表 3 原料与煤灰的化学成分粘土4.3867.7915.596.105.311.000.880.641.15铁粉1.4440.452.3350.033.561.593.61煤灰60.3626.579.323.221.632.31备注以 100kg 熟料为基准。结果如
10、下表： 表 4 累计试凑过程计算步骤SiO2A12O3Fe2O3CaO MgOSO3 K2O H2O合计设计熟料成分22.8153.473.6567.0698煤灰(1.742)1.050.460.160.060.03石灰石2.761.210.6467.060.430.14(67.06-0.05)0.4873=137.58(+140.96)粘土(+28.56)18.994.371.701.711.490.180.320.24(22.81-1.05-2.75)0.678=28.03铁粉(+1.75)0.920.050.140.080.030.08(3.65-0.16-0.63-1.71)0.5=2
11、.28KH=0.89，SM=2.44,累计熟料成分23.726.093.6568.690.770.180.320.47103.89IM=1.67铁(+0.74)20.10.30.20.10.030.050.05KH=0.89，SM=236累计熟料成分23.923.193.9568.710.780.210.370.52104.65IM=1.56注：SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3)IM=Al2O/Fe2OCaO=L-(Al2O3+SiO2+Fe2O3)Fe2O3=/(2.8KH+l)(IM+l)SM+2.65IM+1.35)三、物料平衡计算（一）烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算1年平
12、衡法1）要求的熟料的年产量：100 d eQ =y 100p式中Qy要求的熟料年产量（t熟料/年） Gy工厂规模（t水泥/年）d 水泥中石膏掺入量（） e 水泥中混合材的掺入量（）P 水泥的生产损失（）,可取为35%100 万吨普通和矿渣硅酸盐水泥，石膏掺入量为3.5，矿渣的参入量为46.5。水泥的生产损失取为4%。100万吨普通和矿渣硅酸盐水泥熟料量为1000000X （1-0.035-0.465） =500000吨 水泥厂每年除去检修的日子生产水泥的天数为 330天日产熟料量为 500000/330=1515t/dq =100 d - e g =（100-3.5-46.5） 1000000
13、/ （100-4） =520833 （t 熟料/年）y 100 P y（2）窑的台数：Qn=y79201Qh,l式中n窑的台数Qy要求的熟料年产量（t熟料/年）Qh一所选窑的标定台时产量（t /台h）n窑的年利用率，以小时表示。不同窑的年利用率可参考下列数值：湿法窑0.90 ；传统干法窑0.85；机立窑0.80.85；悬浮预热器窑、预分解窑0.85；7920全年除去检修日子外窑工作的小时数，全年的工作日为330天。参目、数生产能力物料 负荷 率窑内 物料 量t物料 运动 功耗KWh/单位熟 料物料耗功计算 窑衬 厚mm单位有效 容积产量t/m3D计算简式t/dt/h操作 转速 r/min停留 时间min方案hKWh/t表 5 干燥器工艺参数3.2 X52m斜度：3.5150062.54.521.36.623.6116.
