硅酸盐水泥熟料的煅烧本章主要内容本章主要介绍新型干法.PDF

第五章 硅酸盐水泥熟料的煅烧 本章主要内容： 本章主要介绍新型干法水泥生产过程中的熟料煅烧技术以及煅烧 过程中的物理化学变化，以旋风筒—换热管道—分解炉— 回转窑—冷却 机为主线，着重介绍当代水泥工业发展的主流和最先进的煅烧工艺及设 备、生产过程的控制调节等。 研究方法： 1.在实验室内进行 2.在试验窑与生产窑上进行 回转窑内”带”的划分及其作用 1.干燥带 物料温度20—150℃ 气体温度200—400℃ 2.预热带 物料温度150—750℃ 气体温度400—1000 ℃ 3.碳酸盐分解带 物料温度750—1000℃ 气体温度1000—1400℃ 4.放热反应带 物料温度1000—1300℃ 气体温度1400—1600℃ 5.烧成带 物料温度1300—1450--1300℃ 气体温度1650—1700℃ 6.冷却带 一、干燥与脱水 1.干燥：生物料中自由水分的蒸发 蒸发温度：100℃ 生料中自由水量因生产方法与窑型不同而异： 干法窑﹤1％ 立窑、半干法立波尔窑：12 ～15％ 湿法窑：30～40 ％ 半湿法立波尔窑：18 ～22 ％ 2.脱水：脱水是指粘土矿物分解放出化合水 。 层间吸附水：以水分子状态存在 ⑴水存在形式： 脱水温度：100℃左右 晶体配位水：以OH-形式存在 脱水温度：400～600℃以上 ⑵脱水反应（两种观点）： ①产生无水铝硅酸盐（偏高岭土）： Al O 2SiO 2H 0→ Al 0 2SiO + 2H O 2 3 2 2 2 3 2 2 高岭土 偏高岭土 ②分解为无定形氧化硅与氧化铝 Al O 2SiO 2H 0 → Al 0 + 2SiO + 2H O 2 3 2 2 2 3 2 2 二.碳酸盐分解 1.分解反应 MgC0 MgO + CO ↑－(1047～1214)J/g 3 2 CaC0 CaO + CO ↑－1645 J/g 3 2 •生料中的碳酸钙和夹杂的少量碳酸镁在煅烧过程中分解并放出CO 的过 2 程称碳酸盐分解。 •碳酸镁的分解温度始于402～480℃左右，最高分解温度700℃左右； •碳酸钙在600℃时就有微弱分解发生，但快速分解温度在812～928℃之 间变化 2.分解特点 ⑴可逆反应； ⑵强吸热反应； 每1 kg纯碳酸钙在890℃时分解吸收热量为1645J/g，是熟料形成过 程中消耗热量最多的一个工艺过程。分解所需总热量约占预分解窑的二 分之一； ⑶反应起始温度较低； ⑷分解温度与CO2分压和矿物结晶程度有关 。 3. 碳酸钙的分解过程 ⑴热气流向颗粒表面的传热过程； ⑵热量由表面以传导方式向分解面传递的过程； ⑶碳酸钙在一定温度下吸收热量，进行分解并放出CO2 的化学过程； ⑷分解放出的CO2 ，穿过CaO层向表面扩散的传质过程； ⑸表面的CO2 向周围介质气流扩散的过程。 即:两个传热过程、一个传质过程和两个化学反应过程。 4.影响碳酸钙分解速度的因素 ⑴温度 ⑵系统中CO2分压 ⑶生料细度和颗粒级配 ⑷生料悬浮分散程度 ⑸石灰质原料的特性 ⑹生料中粘土质组分的性质 三.固相反应 通常在碳酸钙分解的同时，分解产物Ca