1、 新型干法水泥生产工艺知识 介绍内容新型干法水泥工艺流程新型干法水泥工艺流程生料制备生料制备原燃材料品质要求原燃材料品质要求预分解系统及熟料的煅烧预分解系统及熟料的煅烧水泥相关名词解释水泥相关名词解释新型干法水泥厂的生产过程，就是以悬浮预热和窑外分解技术内核心，应用现代科学技术和工业生产最新成就，以新型的烘干粉磨及原燃料均化工艺及装备，采用以计算机控制为代表的自动化过程控制手段，实现高效、优质、低耗的水泥生产过程，使水泥生产具有高效、优质、节约资源、清洁生产、符合环境保护要求和大型化、自动化、科学管理特征的现代水泥生产方法。与传统的湿法、干法、半干法水泥生产相比，其工艺过程比较复杂，系统环节多
2、，连续性强。许多工序联合操作，相互影响，相互制约。生产过程本身要求具有高度的稳定性，设备运转的可靠性和参数调节控制的及时性。这就需要中控室的操作人员及现场人员必须很好掌握新型干法工艺过程的特点，了解其工作原理和各种工艺热工过程的特性，更好地服务于生产。新型干法水泥工艺流程新型干法水泥工艺流程水泥相关名词解释水泥相关名词解释水泥水泥凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化，双能在水中硬化，并能将砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬胶凝材料，通称为水泥熟料熟料凡以适当成分的生料，烧至部分熔融所得的以硅酸钙为主要成分的矿物质，称为硅酸盐水泥熟料其主要成分的矿物指：C2S、C
3、3S、C3A、C4AF混合材混合材混合材是指在粉磨水泥时与熟料、石膏一起加入磨机内用以改善水泥性能和调节水泥强度等级的矿物质材料。根据其活性大小分为活性混合材料和非活性混合材料两大类。混合材混合材活性混合材料是指具有火山灰性或潜在水硬性，以及兼有火山灰性或水硬性的矿物质材料。主要包括粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰等。非活性混合材料是在水泥中主要起填充作用而又不损害水泥性能的矿物质材料。主要包括不符合标准要求的潜在水硬性或火山灰性的水泥混合材料以及砂岩和石灰石等。燃料燃料燃料是指这样一大类物质，它们在达到一定温度后，能够与氧进行激烈的氧化，并且发出大时的热来强度强度是硬化的水泥石能够承受
4、外力破坏的能力。根据受力形式的不同，水泥强度的表示方法通常有抗压、抗拉、抗折三种不合格品不合格品凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项不符合标准规定或混合材掺加量超过最大限量或强度低于商品强度等级的指标时称为不合格品。水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的也属于不合格品废品废品凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项不符合标准规定时，均为废品石灰饱和系数石灰饱和系数 KHKH值值石灰饱和系数是指熟料中全部氧化硅生成硅酸钙所需的氧化钙含量与全部氧化硅生成硅酸三钙所需氧化钙最大含量的比值。以KH表示。也表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度原燃材料品质要求原
5、燃材料品质要求水泥生产的原料水泥生产的原料 生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰质原料和粘土质原料，有时还要根据原燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材进行生产石灰质原料石灰质原料 石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、它是水泥生产的主要原料，每生产1吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中约80以上是石灰石。密度2.62.8g/cm3之间，生料中氧化钙含量一般为4044。为了达到上述要求，一般要求石灰石中氧化钙含量不应低于46，以免配料困难。粘土质原料粘土质原料 粘土质原料主要提供水泥熟料中的SiO2、Al2O3及少量Fe2O3。主要化学成分
6、是SiO2，其次是Al2O3和少量Fe2O3。一般生产1吨熟料需0.30.4吨粘土质原料校正原料校正原料 当石灰质原料和粘土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的SiO2含量不足，有的Al2O3和Fe2O3含量不足），必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料。水泥生产的燃料水泥生产的燃料 当水泥工业常用煤作为燃料。煤是古代植物和动物尸骸埋在地下，在隔绝空气的条件下受地质作用，经长期的物理和化学变化而形成的复杂有机化合物。随其形成的地质条件不同各种元素含量各异，燃料的性质也不同。根据埋藏时间及碳化程度不同，可分为泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤。煤的主要指标煤的主要指标 煤质的好坏主要由以下
7、指标来反映：挥发分（V）、固定碳（C）、灰分（A）及水分（M）组成、热值（Q）。回转窑对煤质的要求回转窑对煤质的要求 新型干法水泥生产采用了多风道燃烧器、充气梁篦冷机等，提高了二次风温度，对燃料要求相对较低，用低质煤煅烧水泥熟料技术已成熟。所谓低质煤就是指挥发分Vad20，灰分Aad30%，热值Qnetad20935kJ/kg的煤种，显然低挥发分煤、贫煤又称半无烟煤和无烟煤均属此列。回转窑对煤质的要求回转窑对煤质的要求 热值燃料热值高，可以提高发热能力和煅烧温度；热值低，使煅烧熟料的单位煤耗增加，窑的单位产量降低。一般要求燃料的低位热值大于21000kJ/kg。回转窑对煤质的要求回转窑对煤质的
8、要求 挥发分挥发分和固定碳是可燃成分；挥发分低，着火温度高，黑火头长，热力不集中。一般要求煤的挥发分在18以上。但随着能源紧张和燃烧器的改进，低挥发分煤在回转窑上的应用越来越普遍。如福建普遍采用挥发分在35的无烟煤，也能正常生产。回转窑对煤质的要求回转窑对煤质的要求 煤粉细度主要取决于燃煤种类和质量。煤种不同，煤粉质量不同，煤粉的燃烧温度、燃烧所产生的废气量也不同。对正常运行的回转窑，在燃烧温度和系统通风量基本稳定的情况下，煤粉的燃烧速度与煤粉的细度、灰分、挥发分和水分含量有关生料制备生料制备生料制备生料制备 水泥生产过程中，每生产1t硅酸盐水泥至少要粉磨3t物料（包括各种原料、燃料、熟料、混
9、合材、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上、煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作、控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。生料制备生料制备 水立磨又叫辊式磨，是水泥化工、煤炭、电力等部门广泛使用的一种粉磨机械。具有占地面积小、能耗低、噪音小，流程简单、产量高、布置紧凑，集中碎、烘干、粉磨、选粉为一体等优点，成为现代化水泥厂生料粉磨的首选方案。我公司所用的立磨为FLS（史密斯）公司生产的Atox磨。立磨工作原理立磨工作原理 电动机通过减速机带动磨盘转动，物料通过锁风
10、喂料装置经下料溜子落到磨盘中央，在离心力的作用下被甩向磨盘边缘并受到磨辊的碾压粉磨，粉碎后的物料从磨盘的边缘溢出，被来自喷咀环高速向上的热气流带起烘干。立磨工作原理立磨工作原理 根据气流速度的不同，部分物料被气流带到高效选粉机内，粗粉经分离后返回到磨盘上，重新粉磨；细粉则随气流出磨，在系统收尘装置中收集下来，即为产品。没有被热气流带起的粗颗粒物料，溢出磨盘收集后被外循环的斗式提升机喂入选粉机，粗颗粒落回磨盘，再次挤压粉磨。预分解窑系统及熟料的煅烧预分解窑系统及熟料的煅烧水泥熟料的形成过程水泥熟料的形成过程 水泥熟料的形成过程，是对合格的水泥生料进行煅烧，使其连续被加热，经过一系列的物理化学反应
11、，变成熟料，再进行冷却的过程。其主要的物理化学反应有如下几个主要的过程。水泥熟料的形成过程水泥熟料的形成过程 干燥过程生料都含有一定量的自由水分。随着物料温度逐渐升高，物料中的水分被蒸发，当温度升高到100150时，生料中的自由水分全部被排除，这一过程称为干燥过程。新型干法水泥生料水分小于1，此过程在预热器内瞬间即可完成。水泥熟料的形成过程水泥熟料的形成过程 粘土质原料脱水当温度继续升高到450时，粘土中的主要组成高岭土(Al2O32SiO22H2O)发生脱水反应，脱去其中的化学结合水，其化学反应式为A12O32SiO22H2OA12O3+2SiO2+2H2O水泥熟料的形成过程水泥熟料的形成过
12、程 碳酸盐分解温度继续升至600以上时，生料中的碳酸盐开始分解，其化学反应式为MgCO3 MgO+CO2CaCO3 CaO+CO2碳酸盐的分解速度随着温度的升高而加快，在600时碳酸镁开始分解，到750时，分解剧烈进行。碳酸钙的分解温度较高，在900时才快速分解。碳酸盐分解时，需要吸收大量的热量，是熟料形成过程中消耗热量最多的一个过程。水泥熟料的形成过程水泥熟料的形成过程 固相反应在水泥熟料的形成过程中，从碳酸盐开始分解起，物料中便出现了性质活泼的游离氧化钙，与生料中的SiO2、Fe2O3和Al2O3等氧化物进行固相反应，其反应速度随着温度的升高而加快。水泥熟料中的各种矿物是经过多次固相反应形
13、成的，固相反应放热量约为480500KJ/Kg，这足以使物料温度升高300以上，达到烧结温度，使进入烧成带的物料得到充分预烧，水泥熟料的形成过程水泥熟料的形成过程 熟料烧成固相反应，生成了水泥熟料中的C4AF、C3A、C2S等矿物。但是，水泥熟料中的主要矿物C3S要在液相中才能大量形成。当物料温度升高到近1300时，C3A、C4AF、R2O等熔剂矿物会变成液相，大部分C2S和CaO很快被高温熔融的液相所溶解，这种溶解于液相中的C2S和CaO进行反应而生成硅酸三钙。2CaOSiO2+CaO3CaOSiO(C3S)水泥熟料的形成过程水泥熟料的形成过程 熟料冷却在熟料冷却过程中，将有一部分熔剂矿物(
14、C3A和C4AF)形成晶体析出，另一部分因冷却速度较快来不及析晶而呈玻璃态存在。C3S在高温下是一种不稳定的化合物，在1250时，容易分解，所以要求熟料自1300以下要进行快冷，使C3S来不及分解，越过1250以后，C3S就比较稳定了。对于l000以下的熟料，也是以快速冷却为好，改善熟料的易磨性。弱旋流（三次风）与强喷腾流形成的弱旋流（三次风）与强喷腾流形成的复合流，兼备旋流与喷腾流的特点，复合流，兼备旋流与喷腾流的特点，二者强度的合理配合，强化了物料的二者强度的合理配合，强化了物料的分散。分散。炉体中部设缩口，产生二次喷腾效应，炉体中部设缩口，产生二次喷腾效应，进一步加强了物料的分散。进一步
15、加强了物料的分散。料气停留时间比大，并具有低阻特性。料气停留时间比大，并具有低阻特性。分解炉流场合理，炉容大，物料停留分解炉流场合理，炉容大，物料停留绝对时间长，对煤的适应性强，煤粉绝对时间长，对煤的适应性强，煤粉燃烧完全。燃烧完全。分解炉出口与分解炉出口与C5进口设置较长的连接进口设置较长的连接风管，扩大了分解区域，延长了物料风管，扩大了分解区域，延长了物料的停留时间。的停留时间。CDC分解炉特点旋风筒特点 旋风筒采用三心旋风筒采用三心270包角包角蜗壳，气流平缓旋入筒内，蜗壳，气流平缓旋入筒内，阻力低。阻力低。进口采用等角度变高度的切进口采用等角度变高度的切向进口蜗壳，顺应流体运动向进口蜗壳，顺应流体运动方向，可减小流体阻力，提方向，可减小流体阻力，提高分离效率。高分离效率。旋风预热器特点 选择适当的高径比；选取合理的断面风速、进口风速及出口风速；优化内筒结构；采用斜锥形式，优化预热器内的流场。在保证合理的分离效率的前提下有效的降低阻力。旋风预热器特点IIIIIIV V级内筒级内筒旋风预热器结构特点旋风预热器结构特点撒料盒撒料盒 4.84.872m72m回转窑回转窑燃烧器冷却机谢谢大家！谢谢大家！
