熟料煅烧与组成PPT课件

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1、水泥工序系统设备培训水泥工序系统设备培训-设备管理部设备管理部四川峨胜水泥股份有限公司九里制造一厂化验室四川峨胜水泥股份有限公司九里制造一厂化验室2009年年7月月九里制造一厂九里制造一厂2009年年窑头、中控培训（二）窑头、中控培训（二） -熟料煅烧工艺熟料煅烧工艺2021/7/221应了解的重点内容熟料概念及化学成分孰料的主要矿物组成熟料烧成中窑筒体带的划分熟料急冷的作用熟料的控制指标2021/7/222水泥生产的水泥生产的“两磨一烧两磨一烧”生料磨生料磨窑系统窑系统水泥磨水泥磨生生 料料熟熟 料料水水 泥泥原原材材料料燃燃 料料出出 厂厂2021/7/223一一. . 硅酸盐水泥熟料的硅

2、酸盐水泥熟料的 化学组成和矿物组成化学组成和矿物组成硅酸盐熟料定义：由主要含CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3的原料，按适当比例磨成细粉，烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成份的水硬性胶凝物质，称为硅酸盐水泥熟料。其中硅酸钙矿物含量（质量分数）不小于66%，氧化钙和氧化硅质量比不小于2.0。2021/7/2241.1.熟料的化学组成熟料的化学组成 主要化学成分与含量主要化学成分与含量 (1)主要氧化物：CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 其总和通常占熟料总量的95%以上。(2)其它氧化物：如MgO SO3 Na2O K2O TiO2 P2O5等，其总量通常占熟料的5%以下。2021

3、/7/225主要化学成分要求主要化学成分要求 实际生产中，硅酸盐水泥中个主要氧化物含量的波动范围一般为： CaO 62%67% SiO2 15%20% Al2O3 4%7% Fe2O3 2.5%6% 2021/7/2262. 2. 熟料的矿物组成熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料是一种多矿物组成的、结晶细小的人造石。通常为3060m。 (1)(1)主要矿物主要矿物 硅酸三钙（3CaOSiO2，简写成C3S） 硅酸二钙（2CaOSiO2，简写成C2S） 铝酸三钙（3CaOAl2O3，简写成C3A） 铁铝酸四钙（4 CaOAl2O3Fe2O3，简写成C4AF） 2021/7/227(2)(2)次要矿物

4、次要矿物游离氧化钙（f-CaO）方镁石（结晶 MgO）玻璃体硅酸三钙和硅酸二钙合称硅酸盐矿物，约占75%左右。铝酸三钙和铁铝酸四钙合称熔剂矿物，约占22%左右。硅酸盐矿物和熔剂矿物总和约占95%左右。 2021/7/228含碱矿物、玻璃体含碱矿物、玻璃体方镁石方镁石f-f-aOaOC C4 4AFAFC C3 3A AC C2 2S SC C3 3S S含量5%含量1925%含量820%含量1533%矿物组成含量3760%四种主要氧化物不是以单独的氧化物存在，而是以两种或两种以上氧化物反应生成的多种矿物集合体，其结晶细小，通常3060m 。熟料的组成2021/7/2293.3.熟料的矿物组成及

5、岩相结构熟料的矿物组成及岩相结构2021/7/2210熟料矿物的特性熟料矿物的特性 硅酸三钙（硅酸三钙（ C C3 3S S ）存在形式存在形式纯C3S只在20651250温度范围内稳定，在2065以上不一致熔融为CaO与液相；在1250以下分解为C2S和CaO。纯C3S具有同质多晶现象,熟料中C3S不纯，总是与少量的其他氧化物如Al2O3、Fe2O3、 MgO、R 2O等形成固溶体。在反光显微镜下为黑色多角形颗粒，又称阿利特（Alite），简称A矿。 2021/7/2211矿物水化特性矿物水化特性凝结时间正常，水化较快，水化反应主要在28d以内进行，约经一年后水化过程基本结束。早期强度高，强

6、度的绝对值和增进率较大。其28d强度可达到一年强度的70%80%。水化热较高；抗水性较差。 2021/7/2212硅酸二钙硅酸二钙 矿物特性矿物特性 熟料中硅酸二钙通常固溶有少量氧化物如Al2O3、Fe2O3、MgO、R 2O等形成固溶体，称贝利特（Belite），简称B矿。在反光显微镜下呈圆粒状，常具有黑白交叉双晶条纹。 2021/7/2213多晶转变多晶转变纯C2S在1450以下有同质多晶现象。其中：-C2S的密度为2.97g/cm3，-C2S的密度为3.28g/cm3，故发生转变时，伴随着体积膨胀10%，结果是熟料崩溃，生产中称之为粉化。而-C2S几乎无水硬性。 2021/7/2214水

7、化特性水化特性水化反应比C3S慢得多，28d只水化20%左右，凝结硬化慢；早期强度低，但28d后强度仍能较快增长，一年后其强度可赶超阿利特；水化热小；抗水性好。 2021/7/2215铝酸三钙铝酸三钙矿物特性矿物特性C3A可固溶有少量SiO2、Fe2O3、MgO、R 2O等形成固溶体，在反光镜下，其反光能力弱，呈暗灰色，并填充在A矿与B矿中间，又称黑色中间相。 2021/7/2216水化特性水化特性水水化化迅迅速速，凝凝结结较较快快，如如不不加加石石膏膏等等缓缓凝凝剂剂，易易使使水水泥泥急急凝凝；早早期期强强度度较较高高，但但绝绝对对值值不不高高，其其强强度度3d3d之之内内大大部部分分发发挥

8、挥出出来来，以以后后几几乎乎不不增增长长，甚甚至至倒倒缩缩；水水化化热热高高；干干缩缩变变形形大大，脆脆性性大大，耐耐磨磨性性差差，抗抗硫酸盐性能差。硫酸盐性能差。 2021/7/2217铁铝酸四钙铁铝酸四钙矿物特性矿物特性铁铝酸四钙代表的是一系列连续的铁相固溶体。通常固溶有少量的MgO、SiO2等氧化物，又称才利特（Celite）或C矿。在反光镜下其反射能力强，呈亮白色，并填充在A矿与B矿之间，也称白色中间相。 2021/7/2218水化特性水化特性水水化化速速度度在在早早期期介介于于铝铝酸酸三三钙钙与与硅硅酸酸三三钙钙之之间间，但随后的发展不如硅酸三钙；但随后的发展不如硅酸三钙； 早早期期

9、强强度度类类似似于于铝铝酸酸三三钙钙，而而后后期期还还能能不不断断增增长，类似于硅酸二钙；长，类似于硅酸二钙； 水水化化热热较较铝铝酸酸三三钙钙低低，抗抗冲冲击击性性能能和和抗抗硫硫酸酸盐盐性能较好。性能较好。 2021/7/2219玻璃体玻璃体 形成 部分熔融液相被快速冷却来不及结晶而成为过冷凝体主要成分 Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、R 2O含量 取决于液相量及冷却条件 性能 不及晶体稳定，水化热较大；可改善熟料性能与易磨性。 2021/7/2220游离氧化钙（游离氧化钙（f-CaOf-CaO） 定义定义是是指指熟熟料料中中没没有有以以化化合合状状态态存存在在而而是是以以游离状态

10、存在的氧化钙。游离状态存在的氧化钙。特征特征 游游离离氧氧化化钙钙在在偏偏光光显显微微镜镜下下为为无无色色圆圆形形颗颗粒粒，有有明明显显解解理理。在在反反光光镜镜下下用用蒸蒸溜溜水水浸浸蚀后呈彩虹色。蚀后呈彩虹色。 2021/7/2221游离氧化钙的种类及其对安定性的影响游离氧化钙的种类及其对安定性的影响 种类 产生原因 特点 对水泥安定的影响性 欠烧 f-CaO 熟料煅烧过程中因欠烧、漏生，在11001200低温下形成 结构疏松多孔 不大不大,存在于黄粉或欠烧存在于黄粉或欠烧料中，结构疏松多孔，料中，结构疏松多孔，遇水反应快，强度下降遇水反应快，强度下降 一次 f-CaO 因配料不当、生料过

11、粗或煅烧不良，尚未与S、A、F反应而残留的CaO呈“死烧状态”，结构致密 大大,强度降低，强度降低，3天后强天后强度倒缩，在水泥石内部度倒缩，在水泥石内部产生不均匀膨胀，引起产生不均匀膨胀，引起安定性不良及崩溃安定性不良及崩溃 二次 f-CaO 熟料慢冷或还原气氛下，C3S分解而形成的经过高温，水化较慢 较大较大,水化慢，对熟料强水化慢，对熟料强度及安定性有影响度及安定性有影响2021/7/2222 方镁石（方镁石（MgOMgO） 指游离状态的氧化镁晶体。 产生产生 一部分氧化镁存在于玻璃体中，一部分结晶呈游离状态。当熟料快冷时，结晶细小，慢冷时晶体发育较大，结构致密。 危害危害 方镁石与水反

12、应速度很慢，几个月甚至几年才明显反映出来。水化生成Mg(OH)2时，体积膨胀148%，在水泥石内产生应力，轻者会降低水泥制品强度，重者会造成水泥制品破坏。方镁石含量越多，晶体尺寸越大，引起的破坏越严重，因此，应限制其含量及晶体尺寸。熟料冷却速度越快，方镁石晶体越小，含量越少。2021/7/22234. 4. 熟料的率值熟料的率值 硅酸盐水泥熟料中各主要氧化物含量之间的比例称作率值。 表示化学成分与矿物组成之间的关系、水泥熟料的性能及其对煅烧的影响。 在一定的工艺条件下，率值是水泥生产质量控制的主要指标。 我国主要采用石灰饱和系数（KH）、硅率（n）、铝率（p）三个率值。 2021/7/2224

13、石灰饱和系数石灰饱和系数 物理意义物理意义 KH表示水泥熟料中的总CaO含量扣除饱和酸性氧化物（如Al2O3、Fe2O3）所需要的氧化钙后，剩下的与二氧化硅化合的氧化钙的含量与理论上二氧化硅全部化合成硅酸三钙所需要的氧化钙含量的比值。 简言之，石灰饱和系数表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。 2021/7/2225数学表达式 式 中 ： CaO、 SiO2、 Al2O3、 Fe2O3、SO3分别为熟料中相应氧化物的质量百分数。2021/7/2226KHKH值与熟料矿物间的关系值与熟料矿物间的关系 从理论上讲：KH值高，则C3S较多，C2S较少。（1）KH=1，熟料中只有C3S，而无

14、C2S；（2）KH1，无论生产条件多好，熟料中都有游离氧化钙存在；（3）KH=0.667，熟料中无C3S。 因此，熟料的KH值应控制在0.6671间。 实际生产中，为使熟料顺利形成，又不产生过多的游离氧化钙，通常KH值控制在0.870.96。2021/7/2227一、KH值的选择：在fCaO相差不多的情况下，适当提高KH值，C3S含量也增加，但太高会使易烧性变差，fCaO变高，安定性不良，熟料质量反而下降。配料方案的选择应结合工厂的具体条件，在生料质量和均化程度较好，掺煤均匀看火操作水平较高的情况下适当提高KH，以有效提高熟料的质量。2021/7/2228二：n值的选择：熟料的n值表示硅酸盐矿

15、物与熔剂矿物之间的关系。为使熟料有较高的强度，选择n值时必须保证熟料中有一定数量的硅酸盐矿物，选择n值一定要与KH值相适应。一般要避免以下情况：2021/7/22291、KH值高，n值也偏高。熟料硅酸盐矿物多，熔剂矿物少，易烧性差，易造成熟料中fCaO高，熟料质量差。2、KH值低，n值也偏高。熟料中C3S含量少，C2S含量高，熟料强度不高，易造成熟料粉化。 3、KH值低，n值也低，熟料硅酸盐矿物少，熔剂矿物多。熟料强度低，且在烧成过程中易结圈，熟料结粒大不易烧透，fCaO还是高，熟料质量差。2021/7/2230三、p值的选择p值的选择与熟料粘度和熟料凝结时间有关。一般情况下KH值选择高时要降

16、低p值。2021/7/2231二二. 硅酸盐水泥熟料的煅烧硅酸盐水泥熟料的煅烧 生料在加热过程中，依次发生干燥、粘土矿物脱水、碳酸盐分解、固相反应、熟料烧结及熟料冷却结晶等重要的物理化学反应。这些反应过程的反应温度、反应速度及反应产物不仅受原料的化学成分和矿物组成的影响，还受反应时的物理因素(诸如生料粒径、均化程度、气固相接触程度等)的影响。2021/7/2232生料在窑内反应带的划分生料在窑内反应带的划分混合生料进入预热器C1时，受热到100时，主要是水分蒸发，这一段叫干燥带干燥带。干燥的生料继续在窑中前进，在与更热的气体相遇时，被加热到600左右，这时发生有机物燃烧和高岭土脱水。这一带叫做

17、“预热带预热带”。 温度升高到900，石灰石发生分解，生成的CaO和粘土组成里的二氧化硅、氧化铝开始发生固态反应，这一段叫“分解带分解带”。2021/7/2233当温度升高到1100以上，CaO和酸性氧化物的反应大为加快，反应主要是： 3CaO+Al2O33CaOAl2O3（1200时） 这一段叫做“煅烧带煅烧带”或称或称“放热反应带放热反应带”。 温度到达1400左右，窑内物料开始烧结，部分开始熔融。这时硅酸二钙仍保持为固态，它熔于熔融液里，与游离的CaO继续反应生成硅酸三钙（3CaOSiO2）。硅酸三钙以微小的结晶析出，即成熟料。这一段称为“烧结带烧结带”。 经过烧结带后，熟料开始冷却而出

18、窑，这一段叫做“冷却带冷却带” 生料在窑内反应带的划分生料在窑内反应带的划分2021/7/2234生料煅烧过程中的物理化学变化生料煅烧过程中的物理化学变化 干燥是物料中的自由水的蒸发；脱水则是粘土矿物分解放出化合水。粘土矿物中的水分为晶体配位水和层间吸附水，层间吸附水在100 左右即可失去，而晶体配位水必须高400600 才能失去。 2SiO2Al2O32H2O4006002SiO2Al2O3+2H2O 2SiO2Al2O3400600 2SiO2+ Al2O3 （一）干燥与脱水（一）干燥与脱水2021/7/2235（二）碳酸盐分解（二）碳酸盐分解 生料中的碳酸钙与碳酸镁在煅烧过程中都分解出二

19、氧化碳气体。通常碳酸盐在600 就有微弱的分解，到894 时，分解出的二氧化碳分压达到0.1MPa时，分解速度加快，到11001200 时，分解极为迅速。 生料煅烧过程中的物理化学变化生料煅烧过程中的物理化学变化2021/7/2236（三）固相反应（三）固相反应 在碳酸钙分解的同时，分解产物CaO 与生料中的SiO2、Fe2O3、Al2O3等通过质点的相互扩散而进行固相反应，形成熟料矿物。800 开始反应形成 CA(CaO Al2O3铝酸一钙铝酸一钙)、C2F(2CaO Fe2O3铁铁 酸钙酸钙)， CS（2CaO SiO2)；800900开始形成 Ca12A7(12CaO7 Al2O3七铝酸

20、十二钙七铝酸十二钙）；9001000开始形成 C2AS(2CaO Al2O3 SiO铝硅酸二钙铝硅酸二钙)、 CA(3CaO Al2O3)、CAF(4CaO Al2O3 Fe 2O 3)； 生料煅烧过程中的物理化学变化生料煅烧过程中的物理化学变化2021/7/223711001200 大量形成 CA与CAF，同时C2S含量达最大值。这些反应温度都小于反应物和生成物的熔点(如CaO、SiO2与2CaOSiO的熔点分别为2570、1713与2130)也就是说物料在以上这些反应过程中都没有熔融状态物出现，反应是在固体状态下进行的，这就是固相反应固相反应的特点。生料煅烧过程中的物理化学变化生料煅烧过程

21、中的物理化学变化2021/7/2238水泥熟料矿物的固相反应是放热反应，固相反应的放热量约为420500J/g。固相反应通常需要在较高温度下进行，影响固相反应的主要因素主要有以下几点：（1）生料细度及均匀性（2）原料性质（3）温度和时间（4）矿化剂2021/7/2239（四）熟料的烧结（四）熟料的烧结 当熟料温度升到最低共熔温度后，固相反应形成的铝酸三钙和铁铝酸四钙熔剂性矿物及氧化镁、碱等熔融成液相。在高温液相作用下，固相硅酸二钙和氧化钙都逐步溶解于液相中，硅酸二钙吸收氧化钙形成硅酸三钙。随着温度的升高和时间的延长，液相量增加，液相粘度降低，氧化钙、硅酸二钙不断溶解、扩散，硅酸三钙晶核不断形成

22、 ，并逐渐发育，长大，最终形成几十微米大小、发育良好的阿利特晶体。与此同时，晶体不断重排、收缩、密实化，物料逐渐由疏松多孔状态转变为色泽灰黑、结构致密的熟料。C2S（液）+ CaO（液）13001450 C3S（固）生料煅烧过程中的物理化学变化生料煅烧过程中的物理化学变化2021/7/2240在生料配合适当，成分稳定的情况下，硅酸盐水泥熟料在12501280 开始出现液相，1300 左右CaO 和C2S溶入液相中开始生成C3S，这一过程也称为石灰吸收过程。一直到1450 液相量继续增加，游离氧化钙被吸收。故通常把130014501300 称为熟料的烧结温度。在此温度范围内大致需要1020分钟完

23、成熟料烧结过程。熟料烧成形成阿利特的过程，与液相形成温度、液熟料烧成形成阿利特的过程，与液相形成温度、液相量、液相性质以及氧化钙、硅酸二钙溶解液相的溶相量、液相性质以及氧化钙、硅酸二钙溶解液相的溶解速度、离子扩散速度等各种因素有关解速度、离子扩散速度等各种因素有关。 生料生料煅烧过程煅烧过程中的物理化学变化中的物理化学变化2021/7/2241130014501300称为熟料的烧结温度。在此温度范围内大致需要1020 min完成熟料烧结过程。影响熟料烧结过程的因素 : 1.最低共熔温度2.液相量3.液相粘度 4.液相的表面张力 5.氧化钙和硅酸二钙溶于液相的速率 2021/7/2242液相量液

24、相量一般硅酸盐水泥熟料成分生成的液相量可近似用下式进行计算。当烧成温度为1400时:L%=2.95 Al2O3 +2.2 Fe2O3 + MgO + R2O 当烧成温度为1450时:L%=3.O Al2O3 +2.25 Fe2O3 + MgO + R2O 2021/7/2243熟料中液相的粘度熟料中液相的粘度液相粘度与温度关系1最低共融物；21450C2S与CaO所饱和的液相液相粘度与铝率关系1440纯氧化物熟料2021/7/2244三三.熟料的冷却熟料的冷却 熟料烧结过程完成之后，硅酸三钙的生成反应结束，熟料从烧成温度开始下降至常温，熔体晶化、凝固，熟料颗粒形成，并伴随熟料矿物相变过程称为熟

25、料到冷却。 冷却目的是：1、改善熟料质量与易磨性；2、降低熟料温度，便于熟料的输送、储存、粉磨；3、部分回收熟料出窑带走热量，预热二次空气，从而降低熟料热耗，提高热利用率。生料煅烧过程中的物理化学变化生料煅烧过程中的物理化学变化2021/7/2245水平推动篦式冷却机2021/7/2246熟料急冷的作用熟料急冷的作用(一)、防止或减少-C2S 转化成- C2SC2S由于结构排列不同，因此有不同的结晶形态，而且相互之间能发生转化。煅烧时形成的- C2S在冷却的过程中若慢冷就易转化成- C2S ，- C2S 相对密度为3.28，而- C2S 相对密度为2.97，- C2S 转变成- C2S时其体积

26、增加10%，由于体积的增加产生了膨胀应力，因而引起熟料的粉化,而且- C2S几乎无水硬性。当熟料快冷时可以迅速越过晶型转变温度使- C2S 来不及转变成- C2S而以介稳状态保持下来。同时急冷时玻璃体较多，这些玻璃体包裹住了- C2S晶体使其稳定下来，因而防止或减少- C2S 转化成- C2S ，提高了熟料的水硬性，增强了熟料的强度。2021/7/2247（二）、防止或减少（二）、防止或减少C3S的分解的分解当温度低于12601280以下，尤其在1250时C3S易分解成C2S和二次f - CaO，使熟料强度降低f - CaO增加。当熟料急冷时温度迅速从烧成温度开始下降越过C3S的分解温度，使C

27、3S来不及分解而以介稳状态保存下来，防止或减少C3S的分解，保证水泥熟料的强度。熟料急冷的作用熟料急冷的作用2021/7/2248熟料急冷的作用熟料急冷的作用（三）、改善水泥的安定性（三）、改善水泥的安定性当熟料慢冷时MgO结晶成方镁石，水化速度很慢，往往几年后还在水化，水化后生成Mg(OH)2，体积增加148%，使水泥硬化试体体积膨胀而遭到破坏，导致水泥安定性不良。当熟料急冷时熟料液相中的MgO来不及析晶，或者即使结晶也来不及长大，晶体的尺寸非常细小，其水化速度相对于较大尺寸的方镁石晶体快，与其它矿物的水化速度大致相等，对安定性的危害很小。尤其当熟料中MgO含量较高时，急冷可以克服由于其含量

28、高所带来的不利影响，达到改善水泥安定性的目的。 2021/7/2249熟料急冷的作用熟料急冷的作用（四）、减少熟料中（四）、减少熟料中C3A结晶体结晶体急冷时急冷时C C3 3A A来不及结晶出来而存在玻璃体中，来不及结晶出来而存在玻璃体中，或结晶细小。结晶型的或结晶细小。结晶型的C C3 3A A水化后易使水泥水化后易使水泥快凝，而非结晶的快凝，而非结晶的C C3 3A A水化后不会使水泥浆水化后不会使水泥浆快凝。因此急冷的熟料加水后不易产生快快凝。因此急冷的熟料加水后不易产生快凝，凝结时间容易控制。实验表明，呈玻凝，凝结时间容易控制。实验表明，呈玻璃态的璃态的C C3 3A A很少会受到硫

29、酸钠或硫酸镁的侵很少会受到硫酸钠或硫酸镁的侵蚀，有利于提高水泥的抗硫酸盐性能。蚀，有利于提高水泥的抗硫酸盐性能。 2021/7/2250熟料急冷的作用熟料急冷的作用（五）、提高熟料易磨性（五）、提高熟料易磨性急冷时熟料矿物结晶细小，粉磨时能耗低。急冷使熟料形成较多玻璃体，这些玻璃体由于种种体积效应在颗粒内部不均衡地发生，造成熟料产生较大的内部应力，提高熟料易磨性。 2021/7/2251四. 微量氧化物对熟料煅烧和质量的影响一、碱二、氧化镁三、氧化磷四、氧化钛2021/7/2252五五. . 悬浮预热器窑和预分解窑悬浮预热器窑和预分解窑新新型型干干法法水水泥泥生生产产，是是以以悬悬浮浮预预热热

30、和和窑窑外外分分解解技技术术为为核核心心，把把现现代代科科学学技技术术和和工工业业生生产产成成果果，广广泛泛用用于于水水泥泥生生产产全全过过程程，使使水水泥泥生生产产具具有有高高效效、优优质质、低低耗耗、符符合合环环保保要要求求和和大大型型化化、自自动动化化为为特特征征的的现现代代水水泥泥生生产产方方法法，并并具具有有现现代代化化的的水水泥泥生生产产新新技技术术和和与与之相适应的现代管理方法。之相适应的现代管理方法。2021/7/2253悬悬浮浮预预热热、窑窑外外分分解解技技术术，从从根根本本上上改改变变了了物物料料的的预预热热、分分解解过过程程的的传传热热状状态态，将将窑窑内内物物料料堆堆积

31、积状状态态的的预预热热和和分分解解过过程程，分分别别移移到到悬悬浮浮预预热热器器和分解炉内进行。和分解炉内进行。2021/7/2254（一）预分解技术（一）预分解技术定义定义定义：定义：预分解预分解(或称窑外分解或称窑外分解)技术是指将已技术是指将已经过悬浮预热后的水泥生料，在达到分解温经过悬浮预热后的水泥生料，在达到分解温度前，进入到分解炉内与进入炉内的燃料混度前，进入到分解炉内与进入炉内的燃料混合，在悬浮状态下迅速吸收燃料燃烧热，使合，在悬浮状态下迅速吸收燃料燃烧热，使生料中的碳酸钙迅速分解成氧化钙的技术。生料中的碳酸钙迅速分解成氧化钙的技术。 2021/7/2255（二）预分解窑的特点（

32、二）预分解窑的特点 .在在悬悬浮浮预预热热器器与与回回转转窑窑之之间间增增设设一一个个分分解解炉炉或或利利用用窑窑尾上升烟道；尾上升烟道；.设燃料喷嘴，喷入煅烧所需的设燃料喷嘴，喷入煅烧所需的60%左右的燃料；左右的燃料；.使使燃燃料料燃燃烧烧的的放放热热过过程程与与生生料料的的碳碳酸酸盐盐分分解解的的吸吸热热过过程程，在在分分解解炉炉中中以以悬悬浮浮态态或或流流化化态态下下极极其其迅迅速速地地进进行行，入窑生料的分解率达到入窑生料的分解率达到85%95%；.减减轻轻窑窑内内煅煅烧烧带带的的热热负负荷荷，有有利利于于缩缩小小窑窑的的规规格格及及生生产产大大型型化化，并并且且可可以以节节约约单单

33、位位建建设设投投资资，延延长长衬衬料料寿寿命命，大幅度提高了窑系统的生产效率，大幅度提高了窑系统的生产效率，有利于减少大气污染。有利于减少大气污染。2021/7/2256 1.NC分解炉简介分解炉简介NC分解炉系列是南京院开发研制的，图338是在ILC分解炉、Prepol及Pyroclon分解炉的基础上开发的NST-I同线分解炉(同线炉)，图339所示NST-S半离线炉2021/7/2257 2.影响分解炉内分解速度的因素影响分解炉内分解速度的因素分解温度：温度越高，分解越快。炉气中CO2浓度：浓度越低，分解越快。料粉的物理、化学性质，结构致密，结晶粗大的石灰石分解速度较慢。 影响分解所需时间

34、的因素还有料粉粒径，粒径越大，时间越长。 生料的悬浮分散程度：悬浮分散性差，相当于加大了颗粒尺寸，改变了分解过程性质，降低了分解速度。2021/7/22583.分解炉中料粉的分解时间分解炉中料粉的分解时间 在一般分解炉中，当分解温度为在一般分解炉中，当分解温度为820900时，料粉分解率为时，料粉分解率为8595，需要，需要分解时间平均为分解时间平均为410s，而不是，而不是12.5s(气气流通过时间流通过时间)。影响料粉分解时间的主要因素有分解温度、影响料粉分解时间的主要因素有分解温度、炉气中炉气中CO2浓度、料粉品质、颗粒尺寸及浓度、料粉品质、颗粒尺寸及颗粒组成。颗粒组成。2021/7/2

35、259 4.分解炉的热工性能分解炉的热工性能分解炉生产工艺对热工条件的要求如分解炉生产工艺对热工条件的要求如下：下：炉内气流温度不宜超过炉内气流温度不宜超过950，以，以防系统产生结皮、堵塞。防系统产生结皮、堵塞。燃烧速度要快，以保证供给碳酸盐燃烧速度要快，以保证供给碳酸盐分解所需要的大量的热量。分解所需要的大量的热量。保持窑炉系统较高的热效率和生产保持窑炉系统较高的热效率和生产效率。效率。2021/7/2260（三）NC燃烧器简介2021/7/2261NC型燃烧器(1) 结构 NC型三通道煤粉燃烧器由煤粉燃烧器、点火油枪、行走小车、轨道等四部分组成2021/7/2262NC型三通道煤粉燃烧器

36、利用高速直流风和高速旋流风与低速的送煤风之间形成大速差射流，使得其前期的气流交换和混合性能得到大幅度改善，从而促进煤粉燃烧和形成稳定的燃烧火焰。燃烧器外风为直流风，通过周向均布的小喷嘴形成了多个高速直流风射流柱，风速约160210m/s，提高了直流风的喷射速度和动量。2021/7/2263高速直流风射流柱具有很强的穿透性和卷吸二次风的能力，同时大量被卷吸的二次风通过直流风射流柱相互间的间隙直接与煤粉混合燃烧。煤风采用低速直流风，风速为2230m/s，煤粉高压输送，风量较小，浓度高，具有良好的着火性能。内风为旋流风，风速达140200m/s，特殊设计的旋流器能产生高速旋流风，强度大，混合强烈，动

37、量和热量传递迅速，保证煤粉能在极短时间及距离内与氧气相接触，并在燃烧器喷嘴前形成一个回流区，回流区中心为负压，能将高温烟气回流到火焰起始处，从而使煤粉快速着火，并形成稳定火焰。2021/7/2264走向演示 （三）生料在预热器中的走向2021/7/22653.预分解窑技术的生产控制 窑系统由废气处理系统、生料喂料窑系统由废气处理系统、生料喂料系统、预热器、分解炉、回转窑、系统、预热器、分解炉、回转窑、冷却机系统和喂煤系统等组成，在冷却机系统和喂煤系统等组成，在生产过程中，通过对气体流量、物生产过程中，通过对气体流量、物料流量、燃料量、温度、压力等工料流量、燃料量、温度、压力等工艺过程参数的检测

38、和控制，使它们艺过程参数的检测和控制，使它们相互协调，成为一个有机的整体，相互协调，成为一个有机的整体，进而对窑系统进行有效的控制。进而对窑系统进行有效的控制。2021/7/2266预分解窑生产中重点监控的主要工艺参数预分解窑生产中重点监控的主要工艺参数(1)1)烧成带物料温度烧成带物料温度 (2)(2)氧化氮氧化氮(N0x)(N0x)浓度浓度(3)(3)窑转动力矩窑转动力矩 (4)(4)窑尾气体温度窑尾气体温度(5)(5)分分解解炉炉或或最最低低一一级级旋旋风风筒筒出出口口气气体体温度温度(6)(6)最上一级旋风筒出口气体温度最上一级旋风筒出口气体温度2021/7/2267(7)(7)窑窑尾

39、尾、分分解解炉炉出出口口或或预预热热器器出出口口气气体成分体成分(8)(8)最最上上一一级级及及最最低低一一级级旋旋风风筒筒出出口口负负压压(9)(9)最下一、二级旋风筒锥体下部负压最下一、二级旋风筒锥体下部负压(10)(10)预热器主排风机出口管道负压预热器主排风机出口管道负压(11)(11)电收尘器入口气体温度电收尘器入口气体温度 (12)(12)窑速及生料喂料量窑速及生料喂料量(13)(13)窑头负压窑头负压 (14)(14)篦冷机一室下压力。篦冷机一室下压力。(15)(15)窑筒体温度窑筒体温度 2021/7/2268六六.熟料热耗熟料热耗 熟料形成热水泥生料加热过程中发生的一系列物理

40、化学变化，有些是吸热反应，有些是放热反应，将全过程的总吸热量，减去总放热量，并换算为每生成lkg熟料所需要净热量，也是熟料形成的理论热耗。以20为计算的温度基准。假定生成1kg熟料需理论生料量约为1.55kg，在一般原料的情况下，根据物料在反应过程中的化学反应热和物理热，可计算出生成1kg普通硅酸盐水泥熟料的理论热耗：理论热耗吸收总热量放出总热量。一般波动在16301800kJ/kg熟料。 熟料热耗每煅烧1kg熟料烧成实际消耗的热量称为熟料实际热耗，也叫熟料单位热耗。2021/7/2269在实际生产中，生产1kg熟料所需的热量称为熟料的单位热耗，它远远大于熟料的形成热，目前热利用率比较高的生产

41、厂，其熟料的单位热耗也在3000kJkg-ck以上，所以水泥生产的热效率是较低的，一般只有30%40左右。若能提高水泥生产的热效率,对水泥工业将是一个大的贡献。2021/7/2270七七.熟料的质量控制熟料的质量控制下料口1次/2h.窑 瞬时f-CaO1.5085中控工1次/2h.窑 瞬时 立升重 K75g851次/h.窑连续化学分析KH：K0.0285每月统计一次SM：K0.1、IM：K0.1901次/24h.窑连续化学分析物理检验C3S+C2S66%,(CaO/SiO2)2% 3天抗压29MPa， 28天抗压58.0MPa902021/7/2271熟料质量的外面判断熟料质量的外面判断合格料

42、：指灰黑色带绿色，熟料致密，合格料：指灰黑色带绿色，熟料致密，立升重适当，并有金属光泽。立升重适当，并有金属光泽。较差料：欠烧熟料，色浅疏松不致密，较差料：欠烧熟料，色浅疏松不致密，熟料内部有针眼大的孔洞，立升重偏熟料内部有针眼大的孔洞，立升重偏低，低，f-CaOf-CaO较高。较高。差料：指生烧料较多，含生料粉的料。差料：指生烧料较多，含生料粉的料。2021/7/2272储存方法有堆棚及圆库储存方法有堆棚及圆库使用时应该搭配入磨使用时应该搭配入磨对于某些物理性能或化学成分超过国对于某些物理性能或化学成分超过国家标准的熟料，必须采取措施，严格家标准的熟料，必须采取措施，严格搭配比例，并确认其已达到国家标准搭配比例，并确认其已达到国家标准要求后再入磨，以避免出现废品要求后再入磨，以避免出现废品熟料的储存与使用熟料的储存与使用2021/7/2273思考：熟料立升重的测定意义？熟料立升重的测定意义？f-Cao的测定意义？的测定意义？控制煤粉细度及水份的意义？控制煤粉细度及水份的意义？2021/7/2274 结 束2021/7/2275个人观点供参考，欢迎讨论