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烧成工艺 简介 工艺简介： 各种窑型说明 窑内各工艺带 目的—增进理解： 各种窑型的益处与局限 窑型选择、熟料化学和工艺控制之间的交互作用 你能够成为水泥回转窑的烧成工艺专家。 窑型 湿法窑 WSK, PLD, SEA, (RMD K1, K2) 半干法窑 法国 Lafarge 干法窑 STC, BFD, KAM, ALP, SCK, EXS K4, JPA K1, BTH 预热器窑 WHL, (Demopolis), BTH, JPA K2 分解窑 EXS K5, RMD, SCK II, (Balcones) 窑热耗 回转窑长度 窑型评估 降低每吨熟料的投资费用 主要的考虑因素 降低热耗 次要的考虑因素 最大的利益是从湿法到干法 环境问题 新窑设计中的考虑因素 操作：在理解工艺制约的同时，充分利用其优势 湿法工艺 进料以泥浆状进入窑 湿度含量达到40% 增加的脱水带要求湿法窑比干法窑长 需要更多的燃料 湿法工艺 产量小 无规模经济节约 产量 (除数)小- - - 固定成本 热耗高 浪费燃料 工艺强项 代用垃圾燃料 代用生料选择性高 砖使用寿命低 烧成带中热负荷高 半干法工艺 回转炉篦子加热机工艺或立波尔窑 窑出口气体通过粒状料层 部分分解的生料进入窑 调节窑非常困难。 干法工艺 窑尾高温运行 典型的，在进料端有链条带 适合联合余热发电 问题 燃烧排放 受操作者控制习惯影响 链条 链条带在窑内较短的长度中提供大的表面面积   如果没有链条带，热耗就会很高，但是可以回收利用(Alpena) 链条设计 优化设计：降低热耗及粉尘量 增加链条，热耗得到改善 粉尘是重要的热交换机理 粉尘量 S.A. ? 2x 链条S.A. 粉尘产生总是一种限制因素 链带加快气体速度 粉尘量= kV 2 湿法窑 – 有捕获粉尘的可能性 塑性带中的泥浆流动问题 干法窑 – 限制粉尘产生 捕获能力差 ? 一致的链条密度 干法长窑 竞争性强 如果 整个工艺（设备）得到优化 投资成本特别低 合理的热耗 不是预分解炉也非湿工艺 不便使用废燃料 挥发周期必须得到核查与控制 BTH, JPA 有过烧的趋势 烧成带长， 质量低 预热器窑 进料被预热并部分分解 在旋风筒中由窑气进行 热交换机理 在旋风器中，悬浮的冷的材料与高温气体换热 旋风筒阻塞 窑气中的碱、硫、氯的浓度高 常常需要旁路 逆流及同流换热 低温流体出口温度能超过高温流体的出口温度 理想的是，要求长热交换器 低温与高温气流体在出口温度接近 常常快一些 在入口温差 大 旋风筒 预分解窑 带分解炉的4级预热器 预分解窑的优点 回转窑尺寸更小 窑热负荷低 耐火材料使用寿命延长 生产能力高（10000吨/天） 窑运行更稳定 独立的分解燃料控制 分解采用低级燃料 停机次数少（稳定, 耐火材料使用寿命） 增加现有预热器窑的生产能力 挥发问题 更容易控制 分解炉的性能 热分布 热分布 窑内带的划分 1) 游离水蒸发 2) 黏土化合水的脱水 3) 分解 4) 烧成 5) 冷却 蒸发 (100 - 400 °C) 100-400 °C: H2O (l) + 热量 ? H2O (g) ?H = + 44.2 kJ/mol 脱水 (350 - 650 °C) 350-650 °C: 黏土脱结晶水 2SiO2?Al2O3?2H2O + 加热 ? 2SiO2?Al2O3 + 2H2O ?H = +274 kJ/mol 400 °C: 碳酸镁分解 MgCO3 + 加热 ? MgO + CO2 ?H = +120 kJ/mol 有机物与硫化物的蒸发、氧化 FeS2 + O2 ? Fe2O3 + SO3 550 °C: 碳酸钙分解 900 °C 纯状态 由于不纯和酸性环境，出现较早 分解带 (600 - 1200 °C) 600-900C 黏土矿物分解为氧化物 Al2O3?SiO2 ? Al2O3 + SiO2 黏土氧化物固相反应 CaO, SiO2, Al2O3 ? CA, C12A7, CS, C2S.CC, C2S 850-900°C 碳酸钙快速分解 CaCO3 ? CaO + CO2 ?H = +474 kJ/mol 游离石灰与SiO2反应 2CaO + SiO2 ? 2CaO.SiO2 ?H = -143 kJ/mol 游离石灰然后与氧化铝和铁反应 2CaO + Al2O3, Fe2O3 ? 2CaO.Al2O3, 2CaO.Fe2O3 分解速度 材料温度 决定CaCO3 至 CO2分解的分压 气体温度 控制热交换:物料向SiO2、Fe2O3、 Al2O3的分解 CO2分压 CaCO3的分解压力和燃烧气体压力的总量 分解带(600 - 1200 °C