水泥熟料的形成.ppt

项目一 水泥熟料的形成 2、影响熟料热耗的因紊： (1)生产方法与窑型 (2)废气余热的利用 (3)生料组成及生料易烧性 (4)燃料不完全燃烧热损失 (5)窑体散热损失 稳定煅烧过程的热工制度 目前热利用率比较高的水泥厂，其熟料的单位热耗也在3000kJ／kg-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。 项目一 水泥熟料的形成 小 结： 水泥熟料的形成——内容要点 一、水泥熟料的形成过程 干燥 脱水 碳酸盐分解 固相反应 熟料烧结 熟料冷却 二、水泥熟料的形成热 水泥熟料形成热的概念 水泥熟料形成热的计算方法 项目一 水泥熟料的形成 项目一 水泥熟料的形成 水泥熟料的形成过程： 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，形成熟料，再进行冷却的过程。 项目一 水泥熟料的形成 物理化学反应：干燥 粘土矿物脱水 碳酸盐分解 固相反应 熟料烧结 熟料冷却结晶 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的粒径、均化程度、气固相接触程度等的影响 项目一 水泥熟料的形成 干燥 排除生料中自由水分的工艺过程称为干燥。 生料都含有一定量的自由水分，随着温度的升高，物料中的水分被蒸发，当温度升高到100～150℃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%，在预热器内瞬间完成。 项目一 水泥熟料的形成 脱水 指粘土矿物分解放出化合水的过程。 粘土矿物的化合水有两种：一种是以OH一离子状态存在于晶体结构中，称为晶体配位水(也称结构水)；另一种是以水分子状态吸附于晶层结构间，称为晶层间水或层间吸附水。 所有的粘土都含有配位水，多水高岭土、蒙脱石还含有层间水，伊利石的层间水因风化程度而异。 层间水在100℃左右即可排除 配位水则必须高达400～600℃以上才能脱去。 项目一 水泥熟料的形成 碳酸盐分解 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CO2的过程称碳酸盐分解。 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。 MgCO3在590℃、CaCO3在890℃时的分解反应式如下： 项目一 水泥熟料的形成 碳酸钙分解反应的特点 1．可逆反应 2．强吸热反应 分解所需总热量约占预分解窑的二分之一。 3．烧失量大 烧失量占44%。 4．分解温度与CO2分压和矿物结晶程度有关 平衡分压增大，分解温度增高，环境C02的浓度和压力对碳酸钙分解温度的影响见图1-1所示。 项目一 水泥熟料的形成 碳酸钙的分解过程 一颗正在分解的CaCO3颗粒内部的分解反应可分为下列5个过程： ①热气流向颗粒表面传进分解所需要的热量Qi； ②热量以传导方式由表面向分解面传递的过程； ③在一定温度下碳酸钙吸收热量，进行分解并放出CO2的化学过程； ④分解放出的CO2，穿过CaO层，向表面扩散传质； ⑤表面的CO2向周围气流介质扩散。 在这5个过程中，有4个是物理传热传递过程， 唯独碳酸钙吸收热量分解放出CO2的过程是一个化学反应过程。 项目一 水泥熟料的形成 颗粒开始分解与分解面向颗粒内部深入时，各过程对分解的影响程度不相同，哪个过程最慢，哪个便是主控过程。 碳酸钙的分解速度受控于其中最慢的一个过程。 分解速度或者分解所需的时间将决定于化学反应所需时间，即反应生成的CO2通过表面CaO层的扩散是整个碳酸钙分解过程中的速度控制过程。 在悬浮预热器和分解炉内，由于生料悬浮于气流中，基本上可以看作是单颗粒，其传热系数较大，特别是传热面积非常大，分解过程的速率受化学反应过程所控制。 在分解炉(物料温度850℃左右)，只需几秒钟即可使碳酸钙分解率达到85%～95%。 影响碳酸钙分解速度的因素： 1．石灰质原料的特性 2．生料细度和颗粒级配 3．生料悬浮分散程度 4．温度 5．系统中CO2分压 6．生料中粘土质组分的性质 项目一 水泥熟料的形成 固相反应 指有固态物质直接参加的反应，发生化学变化，同时至少在固体内部或外部的一个过程，起控制作用的化学反应。