1、5 硅酸鹽水泥熟料的煅燒硅酸鹽水泥熟料的煅燒 學習要點學習要點本章主要介紹新型干法水泥生產過本章主要介紹新型干法水泥生產過程中的熟料煅燒技術以及煅燒過程程中的熟料煅燒技術以及煅燒過程中的物理化學變化，以旋風筒中的物理化學變化，以旋風筒換換熱管道熱管道分解爐分解爐回轉窯回轉窯冷卻機冷卻機為主線，著重介紹當代水泥工業發為主線，著重介紹當代水泥工業發展的主流和最先進的煅燒工藝及設展的主流和最先進的煅燒工藝及設備、生產過程的控制調節等。備、生產過程的控制調節等。5.1 生料煅燒過程中的物理、化學變化生料煅燒過程中的物理、化學變化盡管煅燒過程因窯型不同而有所差異，但物理、化盡管煅燒過程因窯型不同而有所差

2、異，但物理、化學變化過程基本相似學變化過程基本相似.其過程可概括為：其過程可概括為：干燥與脫水干燥與脫水碳酸鹽分解碳酸鹽分解固相反應固相反應液相和熟料的燒結液相和熟料的燒結熟料的冷卻熟料的冷卻熟料的煅燒過程直接決定水泥的產量、質量、燃熟料的煅燒過程直接決定水泥的產量、質量、燃料與襯料的消耗以及窯的安全運轉。水泥窯有多種功料與襯料的消耗以及窯的安全運轉。水泥窯有多種功能：反應爐、熔爐、燃燒爐和傳熱設備、物料和氣體能：反應爐、熔爐、燃燒爐和傳熱設備、物料和氣體的輸送設備。的輸送設備。5.1.1 生料的干燥與脫水生料的干燥與脫水干燥干燥自由水的蒸發。這一過程由于煅燒方式的不同自由水的蒸發。這一過程由

3、于煅燒方式的不同而有所差異。干法窯生料含水量一般不超過而有所差異。干法窯生料含水量一般不超過1.0；半干法立波爾窯和立窯為便于生料成球，通常含水半干法立波爾窯和立窯為便于生料成球，通常含水12-15%，半濕法立波爾窯過濾水分后的料塊通常為，半濕法立波爾窯過濾水分后的料塊通常為18-22%；濕法為保證料漿的可泵性則通常為；濕法為保證料漿的可泵性則通常為30-40%。 自由水蒸發熱耗：自由水蒸發熱耗： 100時，時，2257kJ/kgH2O（539kCal/kg）粘土礦物的化合水存在形式：粘土礦物的化合水存在形式： 層間水層間水：以水分子形式吸附于晶層結構中。：以水分子形式吸附于晶層結構中。 配位

4、水配位水：以：以OH狀態存在于晶體結構中。狀態存在于晶體結構中。232223222222Al OSiOH OAl OSiOH O脫水脫水指黏土礦物分解釋放化學結合水。指黏土礦物分解釋放化學結合水。層間水在層間水在100左右即可排除，左右即可排除，而配位水則必須高達而配位水則必須高達400600以上以上才能脫去。才能脫去。（2）蒙脫石脫水）蒙脫石脫水 Al2O3.4SiO2.m H2OAl2O3.4SiO2+m H2O (晶體結構晶體結構活性低活性低)（3）伊利石脫水）伊利石脫水 產物也是晶體結構產物也是晶體結構,伴隨體積膨脹伴隨體積膨脹 （1）高嶺石脫水）高嶺石脫水5.1.2碳酸鹽分解碳酸鹽分

5、解 碳酸鹽的分解主要為碳酸鈣和碳酸鎂的分解，其碳酸鹽的分解主要為碳酸鈣和碳酸鎂的分解，其化學反應式為：化學反應式為：分解過程分五步進行：分解過程分五步進行： （1）氣流向顆粒表面的傳熱過程；）氣流向顆粒表面的傳熱過程； （2）熱量由表面以熱傳導方式向分解面傳遞過程；）熱量由表面以熱傳導方式向分解面傳遞過程； （3）碳酸鹽在一定溫度下吸收熱量，進行分解并放出）碳酸鹽在一定溫度下吸收熱量，進行分解并放出CO2的化學過程；的化學過程； （4）分解出的）分解出的CO2，穿過，穿過CaO層面向表面擴散的傳質過層面向表面擴散的傳質過程；程； （5）表面的）表面的CO2向周圍介質氣流擴散過程向周圍介質氣流擴

6、散過程1321321645(890)1214(590)CaCOCaOCOJ gCMgCOMgOCOJ gCCaOCaCO3 影響碳酸鹽分解速率的因素影響碳酸鹽分解速率的因素30(11)11()dtKpP溫度溫度 隨溫度升高，分解速率常數和壓力倒數差相隨溫度升高，分解速率常數和壓力倒數差相應增大，分解速率和時間縮短；應增大，分解速率和時間縮短； (單個顆粒碳酸鹽分解動力學方程單個顆粒碳酸鹽分解動力學方程) 式中：式中： t分解時間；分解時間；K分解常數；分解常數； PCO2的分壓；的分壓；分解率分解率 d生料等效粒徑；生料等效粒徑；窯系統的窯系統的CO2分壓分壓 通風良好通風良好, CO2分壓較

7、低分壓較低,有利有利于碳酸鹽分解于碳酸鹽分解; 生料細度和顆粒級配生料細度和顆粒級配 生料細度細生料細度細,顆粒均勻顆粒均勻,粗粒粗粒少少,分解速率快分解速率快; 生料懸浮程度生料懸浮程度 生料懸浮分散良好生料懸浮分散良好,相對減小顆粒相對減小顆粒尺寸尺寸,增大了傳熱面積增大了傳熱面積,提高了碳酸鹽分解速率提高了碳酸鹽分解速率; 石灰石的種類和物理性質石灰石的種類和物理性質 結構致密結構致密,結晶粗大的結晶粗大的石灰石石灰石,分解速率慢分解速率慢; 生料中粘土質組分和性質生料中粘土質組分和性質 粘土質中的礦物組分粘土質中的礦物組分的活性依次按高嶺土、蒙脫石、伊利石、石英降低的活性依次按高嶺土、

8、蒙脫石、伊利石、石英降低.粘粘土質原料活性越大，可加速碳酸鹽的分解過程土質原料活性越大，可加速碳酸鹽的分解過程.在碳酸鹽分解的同時，石灰質與粘土質組分間進行固在碳酸鹽分解的同時，石灰質與粘土質組分間進行固相反應，其過程如下：相反應，其過程如下： 800：CaO Al2O3，CaOFe2O3與與2CaOSiO2開始開始形成；形成； 800 900 ：開始形成：開始形成12CaO7Al2O3(C12A7); 900 1000 : 2CaO Al2O3SiO2(C2AS)形成后又分解。形成后又分解。開始形成開始形成3CaOAl2O3(C3A)和和4CaO Al2O3Fe2O3(C4AF)。所有。所有

9、碳酸鹽均分解碳酸鹽均分解,游離氧化鈣達到最高值。游離氧化鈣達到最高值。 1100 1200:大量形成大量形成C3A和和C4AF，C2S含量達最大含量達最大值。值。5.1.3固相反應固相反應影響固相反應的因素影響固相反應的因素生料的細度生料的細度 生料愈細，比表面積越大，組分接觸面越生料愈細，比表面積越大，組分接觸面越大，同時表面質點的自由能越大，使擴散和反應大，同時表面質點的自由能越大，使擴散和反應能力增強，因而反應速率加快；能力增強，因而反應速率加快； 生料的均化程度生料的均化程度 生料的均勻混合，可增加各組分間接生料的均勻混合，可增加各組分間接觸，也有利于加速反應；觸，也有利于加速反應；

10、壓力壓力 在固相反應中，增大壓力可加速物質的傳遞過在固相反應中，增大壓力可加速物質的傳遞過程程.但熟料燒結過程是多相共存、多反應同時進但熟料燒結過程是多相共存、多反應同時進行的過程行的過程.因此，提高壓力有時并不表現出積極因此，提高壓力有時并不表現出積極作用；作用； 礦化劑礦化劑 礦化劑可通過與反應物形成固溶體使晶格活礦化劑可通過與反應物形成固溶體使晶格活化，反應能力加強；也可以形成低共熔物，使物化，反應能力加強；也可以形成低共熔物，使物料在較低溫度下形成液相，從而加速擴散和和固料在較低溫度下形成液相，從而加速擴散和和固相的溶解作用相的溶解作用p 液相的形成液相的形成 5.1.4 液相的形成與

11、熟料的燒結液相的形成與熟料的燒結液相的組成液相的組成：由氧化鐵、氧化鋁、：由氧化鐵、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂和堿氧化鈣、氧化鎂和堿及其他組分。及其他組分。最低共熔溫度：最低共熔溫度：物料在加熱過程中，兩種或兩種以上組物料在加熱過程中，兩種或兩種以上組分開始出現液相的溫度稱為最低共熔溫度。分開始出現液相的溫度稱為最低共熔溫度。其大小與組分的性質與數目有關。（見表其大小與組分的性質與數目有關。（見表141）液相量：液相量：液相量與組分的性質、含量、溫度等因素有關液相量與組分的性質、含量、溫度等因素有關(一般為一般為2030%) 。對。對CSAF四元系統，四元系統，在不同溫度下的液相量（在不同溫度下的

12、液相量（P）可按下式計算：）可按下式計算：液相的粘度液相的粘度：它直接影響硅酸三鈣的形成速率及晶體發：它直接影響硅酸三鈣的形成速率及晶體發育。其大小與液相的組分性質與溫度有關。育。其大小與液相的組分性質與溫度有關。溫度越高，粘度越低；鋁率越高，粘度越溫度越高，粘度越低；鋁率越高，粘度越大；多數微量元素可降低液相粘度。大；多數微量元素可降低液相粘度。液相的表面張力液相的表面張力：其大小與組分性質、溫度有關。它：其大小與組分性質、溫度有關。它影響著液相能潤濕固相的程度，表影響著液相能潤濕固相的程度，表面張力越小，潤濕性越好，有利于面張力越小，潤濕性越好，有利于C3S的形成。的形成。1400P2.9

13、5A2.20F 1450P3.00A2.25F 1500 P3.30A2.60F可以認為水泥熟料可以認為水泥熟料中的其它組分全部中的其它組分全部進入液相。進入液相。不同溫度下，液相的計算公式：不同溫度下，液相的計算公式：物理化學變化過程物理化學變化過程：隨著時間延長和溫度升高，液：隨著時間延長和溫度升高，液相量逐漸增加，氧化鈣、硅酸二相量逐漸增加，氧化鈣、硅酸二鈣不斷溶解、擴散，硅酸三鈣晶鈣不斷溶解、擴散，硅酸三鈣晶核不斷形成，小晶體逐漸發育長核不斷形成，小晶體逐漸發育長大，最終形成幾十微米大小、結大，最終形成幾十微米大小、結晶良好的阿利特晶體。晶良好的阿利特晶體。 硅酸三鈣的形成硅酸三鈣的形

14、成：影響因素影響因素：物料的化學組成、煅燒方法、升溫速率、物料的化學組成、煅燒方法、升溫速率、礦化劑與其他微量元素等。礦化劑與其他微量元素等。23C SC SCaO 液液相相p 熟料的燒結熟料的燒結目的目的：回收熟料帶走的熱量，預熱二次空氣，提高窯：回收熟料帶走的熱量，預熱二次空氣，提高窯的熱效率；改善熟料質量與易磨性；便于熟料的熱效率；改善熟料質量與易磨性；便于熟料運輸、貯存與粉磨。運輸、貯存與粉磨。過程過程：液相的凝固和相變兩個過程：液相的凝固和相變兩個過程.熟料為何要急冷？熟料為何要急冷？減少減少C3S分解；防止分解；防止-C-C2 2S S向向-C-C2 2S S轉化，提高熟料質量；轉

15、化，提高熟料質量；防止方鎂石晶體長大，防止方鎂石晶體長大，有利于有利于水泥安定性；急冷熟料晶粒小，水泥安定性；急冷熟料晶粒小，活性高；活性高；C3A主要呈玻璃體，抗硫酸鹽性能提高；易磨性好主要呈玻璃體，抗硫酸鹽性能提高；易磨性好等。等。生料在加熱過程中所發生的物理化學變化有吸熱和放生料在加熱過程中所發生的物理化學變化有吸熱和放熱反應熱反應水泥熟料形成各反應的熱效應經計算，熟料的理論形成熱：經計算，熟料的理論形成熱：1630-1800kJ/kg-熟料熟料1421kJ/kg-MC吸熱吸熱MgCOMgCO3 3分解分解600130-14501250-1280900-12009009004501001

16、50溫度（溫度（）微吸熱微吸熱吸熱吸熱放熱放熱吸熱吸熱放熱放熱吸熱吸熱吸熱吸熱熱效應熱效應2249kJ/kg水水游離水蒸發游離水蒸發8.6kJ/kg-cl硅酸三鈣形成硅酸三鈣形成105kJ/kg-cl形成液相形成液相418-502kJ/kg-cl固相反應固相反應1655kJ/kg-CC碳酸鈣分解碳酸鈣分解259-284kJ/kg-meta-kao粘土無定形脫水產物結晶粘土無定形脫水產物結晶932kJ/kg-kao粘土結合水逸出粘土結合水逸出數值數值 反應反應5.2 熟料形成的熱化學熟料形成的熱化學生料在加熱過程中所發生的物理化學變化有吸熱和放生料在加熱過程中所發生的物理化學變化有吸熱和放熱反應

17、熱反應水泥熟料形成各反應的熱效應5.3 礦化劑及微量元素的作用礦化劑及微量元素的作用5.3.1 礦化劑礦化劑p 礦化劑的宏觀作用礦化劑的宏觀作用改善生料易燒性，加速熟料改善生料易燒性，加速熟料礦物的形成，提高熟料質量，降低能耗等。礦物的形成，提高熟料質量，降低能耗等。p 礦化劑的種類礦化劑的種類 含氟化合物：含氟化合物：螢石、螢石、NaF、Na2SiF6、CaSiF6、MgSiF6 硫酸鹽：硫酸鹽：石膏、工業付產品石膏、重晶石等石膏、工業付產品石膏、重晶石等 其它工業廢渣：其它工業廢渣：各種冶金工業廢渣各種冶金工業廢渣不提倡，對環境有污染不提倡，對環境有污染p螢石的礦化作用螢石的礦化作用氟離子

18、破壞原料的晶格，提高生料的反應活性，氟離子破壞原料的晶格，提高生料的反應活性，促進碳酸鹽分解，加速固相反應；降低液相生成溫度促進碳酸鹽分解，加速固相反應；降低液相生成溫度（摻（摻13%螢石，液相形成溫度可降低螢石，液相形成溫度可降低50100）；）；通過形成中間產物，可使通過形成中間產物，可使C3S能在低于能在低于1200 形成。形成。p硫酸鹽硫酸鹽硫對熟料形成有強化作用：硫對熟料形成有強化作用：SO3降低液相粘度，降低液相粘度，增加液相量，有利于增加液相量，有利于C3S的形成；能形成的形成；能形成2C2SCaSO4及及C4A3。 2C2SCaSO4為中間產物，為中間產物，1300左右時分左右

19、時分解。解。 C4A3在在1400 以上大量分解。以上大量分解。p氟硫復合礦化劑氟硫復合礦化劑該復合礦化劑的摻入，與熟料組成、該復合礦化劑的摻入，與熟料組成、F/比、燒比、燒成溫度等有關。在成溫度等有關。在900950 形成形成3C2S3CaSO4CaF2生成，該四元過渡相消失時，出現液相。降低了液相生成，該四元過渡相消失時，出現液相。降低了液相出現溫度和粘度，使出現溫度和粘度，使A礦形成溫度降低礦形成溫度降低150200 ，促進其形成。氟硫比在促進其形成。氟硫比在0.40.6。5.3.2 微量元素的影響微量元素的影響p 堿堿堿的來源堿的來源 堿對操作的影響堿對操作的影響 堿對熟料燒成的作用堿

20、對熟料燒成的作用可降低最低共熔溫度，增加可降低最低共熔溫度，增加液相量，降低粘度，降低燒成溫度。但堿太高，能液相量，降低粘度，降低燒成溫度。但堿太高，能形成含堿礦物和固溶體形成含堿礦物和固溶體KC23S12和和NC8A3，使，使C3S難難以形成，增加以形成，增加f-CaO。當有硫存在時，能緩和堿的。當有硫存在時，能緩和堿的不利影響，因其能生成鉀石膏，導致水泥快凝或結不利影響，因其能生成鉀石膏，導致水泥快凝或結塊。制成混凝土時，能引起塊。制成混凝土時，能引起“堿集料反應堿集料反應”。p MgO少量的少量的MgO有利于熟料的形成，且改善水泥色澤。有利于熟料的形成，且改善水泥色澤。pP2O5 少量少

21、量P2O5存在，能提高熟料強度，這與能和存在，能提高熟料強度，這與能和C2S形成形成固溶體，阻止其晶型轉變有關。但其含量較高時，會導致固溶體，阻止其晶型轉變有關。但其含量較高時，會導致C3S的分解。的分解。 據研究：每增加據研究：每增加1% P2O5，將減少，將減少9.9%C3S，增加，增加10.9%的的C2S，當，當P2O5達達7%時，時，C3S將減為將減為0。氟可以抵消部。氟可以抵消部分分P2O5的不良影響。的不良影響。pTiO2 少量少量TiO2可作為可作為C2S的穩定劑，對熟料質量有利，但的穩定劑，對熟料質量有利，但過多會形成鈣鈦礦，減少過多會形成鈣鈦礦，減少C3S含量。應含量。應1%

22、。 p其他微量元素其他微量元素預分解窯生產流程圖預分解窯生產流程圖預分解窯工藝流程預分解窯工藝流程水泥的產量、質量、燃水泥的產量、質量、燃料與襯料的消耗以及窯料與襯料的消耗以及窯的安全運轉。的安全運轉。5.45.4回轉窯內熟料的煅燒回轉窯內熟料的煅燒熟料的煅燒過程熟料的煅燒過程以懸浮預熱和窯外分解技術為核心，把現代科以懸浮預熱和窯外分解技術為核心，把現代科學技術和工業生產成果，廣泛用于水泥生產全過程，學技術和工業生產成果，廣泛用于水泥生產全過程，使水泥生產具有高效、優質、低耗、符合環保要求使水泥生產具有高效、優質、低耗、符合環保要求和大型化、自動化為特征的現代水泥生產方法，并和大型化、自動化為

23、特征的現代水泥生產方法，并具有現代化的水泥生產新技術和與之相適應的現代具有現代化的水泥生產新技術和與之相適應的現代管理方法。管理方法。新型干法水泥生產新型干法水泥生產：關鍵技術裝備關鍵技術裝備旋風旋風筒筒連接連接管管道道分解分解爐爐回轉回轉窯窯冷卻冷卻機機預預 熱熱分解分解燒成燒成冷卻冷卻生料在煅燒過程中的物理化學變化生料在煅燒過程中的物理化學變化干燥（自由水蒸發）干燥（自由水蒸發）吸熱 100150粘土質原料脫水粘土質原料脫水 吸熱吸熱 450碳酸鹽分解碳酸鹽分解 強吸熱強吸熱 900固相反應固相反應 放熱放熱 8001200熟料燒結熟料燒結 微吸熱 130014501300熟料冷卻熟料冷卻

24、 放熱 1300反應式：反應式：MgCO3MgO+CO2-Q CaCO3CaO +CO2-Q 反應溫度：反應溫度： MgCO3 始于402408最高700 CaCO3 600 開始，812928 快速分解反應特點：反應特點： 可逆反應 強吸熱反應 燒失量大 分解溫度與 CO2分壓 和礦物結晶程度有關 影響反應速度的因素影響反應速度的因素 石灰質原料的特性 生料細度和顆粒級配 生料懸浮分散程度 溫度 窯系統的CO2分壓 生料中粘土質組分的性質固相反應固相反應反應特點：反應特點： 多級反應 放熱反應影響因素：影響因素： 生料細度及均勻程度 原料性質 溫度 礦化劑反應產物：反應產物： C2S、C3A

25、、C4AF 熟料燒結過程：熟料燒結過程： 當物料溫度升高到最低共熔溫度后，C3A、C4AF、MgO、R2O等熔融成液相。C2S、CaO逐步溶解于液相中， C2S吸收CaO形成C3S。 反應式： C2S+ CaO C3S 隨著溫度的升高和時間延長，液相量增加，液相粘度降低， C2S、CaO不斷溶解、擴散， C3S晶核不斷形成，并逐漸發育、長大，形成幾十微米大小、發育良好的阿利特晶體。晶體不斷重排、收縮、密實化，物料逐漸由疏松狀態轉變為色澤灰黑、結構致密的熟料。C3S的形成熟料燒結熟料燒結熟料燒結 C3S形成條件：條件： 溫度：溫度：130014501300 液相量：液相量： 20%30% 時間：

26、時間： 1020min 影響熟料燒結影響熟料燒結 過程的因素過程的因素最低共熔溫度液相量液相粘度液相的表面張力C2S、CaO溶于液相的速率熟料燒結熟料燒結冷卻目的：冷卻目的：改善熟料質量與易磨性；降低熟料的溫度，便于運輸、儲存、 和粉磨回收熱量，預熱二次空氣，降低熱耗、提高熱利用率。 冷卻方式：冷卻方式： 急冷熟料冷卻熟料冷卻快冷對改善熟料質量的作用：快冷對改善熟料質量的作用： 防止或減少C3S的分解； 避免-C2S轉變成 -C2S ； 改善了水泥安定性； 使熟料晶體減少，提高水泥抗硫酸鹽性能； 改善熟料易磨性； 可克服水泥瞬凝或快凝。熱耗：燒成1熟料所消耗的熱量。Kj/kg熱效率：理論熱耗：

27、理論熱耗：1630-1800 Kj/kg 1630-1800 Kj/kg ；實際熱耗：實際熱耗：3400-7500Kj/kg3400-7500Kj/kg實際熱耗理論熱耗：因為有各種熱損失。%100實際熱耗理論熱耗熟料形成熱熟料形成熱6.3.1懸浮預熱技術及其優越性6.3.2懸浮預熱器的構成及功能 6.3.3旋風預熱器是主要的預熱設備 懸浮預熱技術懸浮預熱技術 是指低溫粉狀物料均勻分散在高溫氣流之中，在懸浮狀態下進行熱交換，使物料得到迅速加熱升溫的技術。 6.3.1懸浮預熱技術懸浮預熱技術定義定義優越性優越性 物料懸浮在熱氣流中，與氣流的接觸面積大幅度增加，傳熱、傳質迅速可大幅度提高了生產效率和

28、熱效率。 旋風筒連接管道(換熱管道)構成及功能構成及功能構成：構成：功能：功能：使氣、固兩相能充分分散均布迅速換熱高效分離三個功能旋風預熱器是由旋風筒和連接管道組成的熱交換器。 換熱管道除管道本身外還裝設有下料管、撒料器、鎖風閥等裝備，它們同旋風筒一起組合成一個換熱單元。6.3.3 旋風預熱器旋風預熱器對管道的設計十分重要管道風速太低，熱交換時間延長，但影響傳熱效率，甚至會使生料難以懸浮而沉降積聚，并且使管道面積過大風速過高，則增大系統阻力，增加電耗，并影響旋風筒的分離效率正確確定換熱管道尺寸，必須首先確定合適的管道風速：一般1218m/s1218m/s連接管道連接管道作作 用：用：熱交換方式

29、：熱交換方式：對流傳熱旋風筒旋風筒作 用性能評價原 理物料懸浮于氣流中從切線進入旋風筒，產生離心力，物料懸浮于氣流中從切線進入旋風筒，產生離心力，料氣特性不同，料離心碰壁下行，氣不受影響向上。料氣特性不同，料離心碰壁下行，氣不受影響向上。分離效率阻力損失分離效率愈高，生料在系統內、外循環量就愈少，收塵負荷減小，熱效率提高阻力損失越小，電耗越低？一級旋風筒一般為并聯的雙旋風筒。鎖風閥鎖風閥作用：作用：下料、鎖風類型：類型： 單、雙翻板閥選擇生料進入管道的合適方位，使生料逆氣流方向進入管道，以提高氣固相的相對速度和生料在管道內停留時間。兩級旋風筒之間的管道必須有足夠的長度，以保證生料懸浮起來，并在

30、管道內有足夠的停留運行距離，充分發揮管道傳熱的優勢。 其他措施其他措施撒料器撒料器板式撒料器箱式撒料器作用：作用：防止下料管下行物料進入換熱管道時的向下沖料，并促使下沖物料沖至下料板后飛濺、分散。定義：定義：將已經過懸浮預熱后的水泥生料，在達到分解溫度前，進入到分解爐內與進入爐內的燃料混合，在懸浮狀態下迅速吸收燃料燃燒熱，使生料中的碳酸鈣迅速分解成氧化鈣的技術。5.5預分解技術預分解技術.在懸浮預熱器與回轉窯之間增設一個分解爐或利用窯尾上升煙道，.裝設燃料噴入裝置，噴入煅燒所需的60%左右的燃料.使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐中以懸浮態或流化態下極其迅速地進行，.使

31、入窯生料的分解率達到85%95%。.減輕窯內煅燒帶的熱負荷，有利于縮小窯的規格及生產大型化，并且可以節約單位建設投資，延長襯料壽命，大幅度提高了窯系統的生產效率，有利于減少大氣污染。預分解窯特點預分解窯特點分解爐內的氣流運動基本型式：即渦旋式、噴騰式、懸浮式及流化床式。功能：在這四種型式的分解爐內，生料及燃料分別依靠“渦旋效應”、“噴騰效應”、“懸浮效應”和“流態化效應”分散于氣流之中。由于物料之間在爐內流場中產生相對運動，從而達到高度分散、均勻混合和分布、迅速換熱、延長物料在爐內的滯留時間，達到提高燃燒效率、換熱效率和入窯物料碳酸鹽分解率的目的。 分解爐分解爐以SF型為代表： SF型 NSF

32、型旋流-噴騰式分解爐旋流式分解爐旋流式分解爐NSF型以以FLS (FFLS (FL LSmidthSmidth) )型為例，如圖所示型為例，如圖所示 噴騰式分解爐噴騰式分解爐以MFC(Mitsubish Fluidized Calciner)型為代表，沸騰式分解爐沸騰式分解爐MFCMFC型型分解爐分解爐適當擴大爐容，延長氣流在爐內的滯留時間；適當擴大爐容，延長氣流在爐內的滯留時間；改進爐的結構，延長物料在爐內滯留時間；改進爐的結構，延長物料在爐內滯留時間；保證向爐內均勻喂料，且料入爐后，盡快地分散、均保證向爐內均勻喂料，且料入爐后，盡快地分散、均布；布；改進燃燒器形式與結構，合理布置，使燃料盡

33、快點燃；改進燃燒器形式與結構，合理布置，使燃料盡快點燃；下料、下煤點及三次風之間布局的合理匹配，以有利下料、下煤點及三次風之間布局的合理匹配，以有利于燃料起火、燃燒和碳酸鹽分解；于燃料起火、燃燒和碳酸鹽分解；選擇分解爐在預分解窯系統的最優部位、布置和流程，選擇分解爐在預分解窯系統的最優部位、布置和流程，有利于分解爐功能的充分發揮，提高全系統功效，降有利于分解爐功能的充分發揮，提高全系統功效，降低低NOxNOx，SOSO3 3等有害成分排放量，確保環保達標。等有害成分排放量，確保環保達標。分解爐的發展方分解爐的發展方向向1 1、“噴噴- -旋旋”型分解爐型分解爐 如如RSPRSP型型新型分解爐型

34、新型分解爐型“噴騰噴騰”型及型及“噴騰噴騰 迭加迭加”型分解爐型分解爐“噴騰迭加噴騰迭加”型分解爐型分解爐“流化懸浮流化懸浮”型分解爐型分解爐ATAS-MSCAS“懸浮懸浮”型分解爐型分解爐中低質及低揮發分燃料在爐內的迅速點火起燃的中低質及低揮發分燃料在爐內的迅速點火起燃的環境改善；環境改善；使用中低質及低揮發分燃料時，要使用中低質及低揮發分燃料時，要“以空間換時以空間換時間間”，即擴大爐容，改進結構，提高燃料燃盡率；，即擴大爐容，改進結構，提高燃料燃盡率；降低窯爐內降低窯爐內NOxNOx生成量，并在出窯入爐前制造還生成量，并在出窯入爐前制造還原氣氛，促使原氣氛，促使NOxNOx還原，滿足環保

35、要求；還原，滿足環保要求；采取措施，促進替代燃料和可燃廢棄物的利用。采取措施，促進替代燃料和可燃廢棄物的利用。趨勢和目標趨勢和目標在線式（同線式）在線式（同線式）分解爐與窯連接方式分解爐與窯連接方式特點：1、分解爐直接坐落在窯尾煙室之上。2、窯氣進爐分解爐與窯連接方式分解爐與窯連接方式分解爐自成體系，窯尾設有兩列預熱器，一列通過窯氣，一列通過爐氣，窯氣不進爐一般設有兩臺主排風機，一臺專門抽吸窯氣，一臺抽吸爐氣。分解爐與窯連接方式分解爐與窯連接方式分解爐設于窯的一側窯氣不入爐爐氣出爐后可以在窯尾上升煙道下部與窯氣會合(如RSP、MFC等)，亦可在上升煙道上部與窯氣會合(如N-MFC、SLCS等)

36、，預分解窯系統中回轉窯功能預分解窯系統中回轉窯功能: : 1、燃料燃燒功能 2、熱交換功能 3、化學反應功能 4、物料輸送功能 5、降解利用廢棄物功能6.5 6.5 回轉窯回轉窯作為熱交換裝置，窯內熾熱氣流與物料之間主作為熱交換裝置，窯內熾熱氣流與物料之間主要是要是“堆積態堆積態”換熱，換熱效率低，從而影響其換熱，換熱效率低，從而影響其應有的生產效率的充分發揮和能源消耗的降低；應有的生產效率的充分發揮和能源消耗的降低；熟料煅燒過程所需要的燃料全部從窯熱端供給，熟料煅燒過程所需要的燃料全部從窯熱端供給，燃料在窯內煅燒帶的高溫、富氧條件下燃燒，燃料在窯內煅燒帶的高溫、富氧條件下燃燒，NOxNOx等

37、有害成分大量形成，造成大氣污染等有害成分大量形成，造成大氣污染。 回轉窯缺點和不回轉窯缺點和不足足過渡帶：過渡帶：從窯尾起至物料溫度從窯尾起至物料溫度12801280止止( (或或1300) 1300) 主要任務：物料升溫、部分碳主要任務：物料升溫、部分碳酸鹽分解、固相反應。酸鹽分解、固相反應。 燒成帶：燒成帶：物料溫度物料溫度128012801450145013001300 主要任務：熟料燒成主要任務：熟料燒成冷卻帶：冷卻帶：窯頭端部，窯頭端部，13001300 之后之后預分解窯工藝帶的劃分預分解窯工藝帶的劃分回轉窯內物料溫度和氣體溫度以及各帶劃分的大致情況回轉窯內物料溫度和氣體溫度以及各帶

38、劃分的大致情況回轉窯內回轉窯內“帶帶”劃分劃分分解反應分解反應 ：反應量少，但需反應溫度高。 入窯料先升溫，后分解固相反應固相反應 ： 燒結反應燒結反應 ：物料在窯內的工藝反應物料在窯內的工藝反應因產量大幅提高，反應量成倍增因產量大幅提高，反應量成倍增加，需加快反應速度。加，需加快反應速度。熟料冷卻技術熟料冷卻技術目前新干法生目前新干法生產中，采用第產中，采用第三代推動篦式三代推動篦式冷卻機及從窯冷卻機及從窯罩抽取三次風，罩抽取三次風，可認為最佳方可認為最佳方案案(1)作為工藝裝備，對高溫熟料的驟冷。 (2)作為熱工裝備，對二次風、三次風的加熱升溫(3)作為熱回收裝備，對出窯熟料攜出熱量回收。

39、 (4)作為熟料輸送裝備，輸送高溫熟料。 熟料冷卻機的功熟料冷卻機的功能能熟料冷卻機作業原理在于高效、快速地實現熟料冷卻機作業原理在于高效、快速地實現熟料與冷卻空氣之間的氣固換熱。熟料與冷卻空氣之間的氣固換熱。冷卻機作業原理冷卻機作業原理(1) 熱效率(c)高，各種冷卻機熱效率一般在40%80%之間。(2) 冷卻效率(L)高，各種冷卻機冷卻效率一般在8095%。(3) 空氣升溫效率(i)高。，本指標為篦冷機評價指標之一，一般i 0.9。(4) 進入冷卻機的熟料溫度與離開冷卻機的入窯二次風及去分解爐的三次風溫度之間的差值小。(5)離開冷卻機的熟料溫度低。 (6)冷卻機及其附屬設備電耗低。(7)投

40、資少，電耗低，磨耗小，運轉率高等。冷卻機性能指標冷卻機性能指標類型單位篦床面積產量t/ (m2d)單位冷卻風量(Nm3/kgc1)熱效率(%)第一代福勒型篦冷機25273.44.0 50第二代厚料層篦冷機32342.73.26570第三代控制流篦冷機40551.72.27075第四代推動棒式篦冷機45551.52.07276篦冷機性能指標篦冷機性能指標(1)篦冷機入口端采用阻力篦板及充氣梁結構篦床和窄寬度布置方式，增加篦板阻力在篦板加料層總阻力中的比例，力求消除預分解窯熟料顆粒變細及分布不均等因素對氣流均勻分布的影響。(2)發揮脈沖高速氣流對熟料料層的驟冷作用，以少量冷卻風量回收熾熱熟料的熱量

41、，提高二、三次風溫 (3)由于脈沖供風，使細粒熟料不被高速氣流攜帶，同時由于細粒熟料擾動，增加氣料之間換熱速度。 第三代第三代篦冷機特點篦冷機特點階梯篦板階梯篦板(4)高壓空氣通過空氣梁特別是篦冷機熱端前數排空氣梁向篦板下部供風，增強對熟料均布、冷卻和對篦板的冷卻作用，消滅“紅河”，保護篦板。(5)設有對一段篦床一、二室各行篦板風量、風壓及脈沖供氣的自控調節系統，或各塊篦板的人工調節閥門，以便根據需要進行調節。同時，一段篦速與篦下壓力自動調節，保持料層設定厚度，其他段篦床與一段篦床同步調節。第三代第三代篦冷機特點篦冷機特點充氣梁充氣梁可控氣流通風篦板(1)采用TC型“充氣梁”技術，研發了TC型

42、充氣篦板及TC型阻力篦板。(2)采用厚料層冷卻技術，中小型篦冷機設計最大料層厚600650mm，大型篦冷機700800mm(3)合理配風 關鍵在于淬冷區和熱回收區“充氣篦床”配風適當。 (4)全機篦床配置適當 淬冷高溫區設置固定充氣篦床，高溫區設置活動充氣篦床，中溫區設置固定篦床，低溫區設置普通篦床，整機效率高，結構簡化，維修方便。(5)鎖風良好 設置了全機自動控制和安全監測系統，保證了系統穩定安全運行。TCTC型第三代篦冷機型第三代篦冷機充氣篦板充氣篦板低低漏漏料料篦篦板板4.4.預分解窯技術的生產控制預分解窯技術的生產控制(1)燒成帶物料溫度 (2)氧化氮(N0 x)濃度(3)窯轉動力矩

43、(4)窯尾氣體溫度(5)分解爐或最低一級旋風筒出口氣體溫度(6)最上一級旋風筒出口氣體溫度(7)窯尾、分解爐出口或預熱器出口氣體成分(8)最上一級及最低一級旋風筒出口負壓(9)最下一、二級旋風筒錐體下部負壓(10)預熱器主排風機出口管道負壓(11)電收塵器入口氣體溫度(12)窯速及生料喂料量 (13)窯頭負壓(14)篦冷機一室下壓力。 (15)窯筒體溫度 重重點點監監控控參參數數(1)窯頭負壓篦冷機余風 排風機閥門開度。(2)篦冷機一室下壓力 篦床速度。(3)分解窯加煤 量最下級旋風筒(或分解爐)出口氣體溫度。(4)增濕塔入口壓力 增濕塔出口閥板開度。(5)增濕塔出口氣溫 增濕水泵回水閥門開度

44、。(6)窯尾主排風機風門開度 最上級旋風筒出口氣體O2含量及壓力。(7)電收塵器進口風壓 電收塵出口風機風門開度。(8)喂料秤測重負荷傳感器 喂料倉自動調節計量閥門開度。(9)氣力提升泵下松動壓力 計量滑動閥門開度。(10)生料計量標準倉重量 均化庫出口閥板開度。(11)其他可根據需要設置自動調節回路自動調節回路中央控制室簡介中央控制室簡介中央控制室中央控制室 中央控制室是指能夠把全廠所有操作功能集中起來，并把生產過程集中進行監視和控制的一個中心場所。在中控室里，通過計算機等技術能將整個生產過程參數、設備運行情況等全面迅速反映出來，并能對過程參數實現及時、準確的控制。因此，中央控制室是全廠的控制樞紐和指揮中心控制樞紐和指揮中心。把生產過程集