无机材料产品烧成设备.pptVIP

近年来，人们对合理利用窑炉的废气余热进行了大量的研究工作，提出了许多切实可行的方案并付诸实践，因而各种窑炉根据废气余热利用方案的不同，又可进一步细分为不同的类型。如回转窑又可细分为带余热锅炉的；带料浆蒸发器的；带立波尔加热机的；带悬浮预热器的回转窑等。(二)、工业窑炉要素的分析比较由于硅酸盐工业窑炉是集发热、传热，反应的功能于一身，有的还兼有输送物料的功能。因此，从满足煅烧制品要求考虑选择窑炉类型时，需要分析的因素有：热能来源、供热方法、传热方式，余热利用，炉内气氛性质及运料方法等。现将这些要素的组合情况列于表6-1。硅酸盐工业中，燃料费用在生产总成本中所占比例较大，例如生产普通硅酸盐水泥时，以煤粉作为燃料，其燃料费用约占成本的13~14%。如果以油作燃料，则燃料费用在成本中的比例还要高。01使用何种燃料需要进行比较，选用燃料首先要根据国家的燃料政策，其次所选用的燃料不仅要能满足生产制品的工艺要求，而且要求在总成本中所占比例尽可能低。021．热能来源第六章无机材料产品烧成设备01原料的配合，成型加工过程，燃料的选用等也至关重要。02如原料在烧成过程中的物理化学变化、窑炉结构及操作原理、燃料燃烧与炉内传热等，以期达到优质、高产、低消耗和改善操作条件的目的。烧成反应的分类分解反应(热分解)晶型转换固相反应烧结熔融窑炉的分类窑炉参数控制第一节烧成反应与煅烧的热工设备热分解是由氢氧化物、碳酸盐等所组成的原料，在加热到一定的温度时，逸出其中的水分或CO2的过程。分解后所得为无水物或氧化物。分解反应为吸热反应。见图6-1：高岭石(Al203·2SiO2·2H2O)、水铝石(Al203·H2O)、叶蜡石(A12O3·4SiO2·H2O)、(一)分解反应(热分解)水滑石(Mg(OH)2)、蛇纹石(3MgO2SiO2·2H2O)、菱苦土(MgCO3)，白云石(CaCO3·MgCO3)及方解石(CaCO3)加热时因脱水或分解出CO2而呈现的吸热峰。高岭石在500—650℃左右开始脱水，放出约14％的水分，生成偏高岭石：A12O3·2SiO2·2H2O→A12O3·2SiO2+2H20该分解属一级化学反应，温度每升高100℃，其分解速度就加快一倍。在烧制陶瓷制品时，当温度为200～500℃这一阶段，排除的即为此类结构水(粘土矿物中的结晶水和层间水)，此时分解速度快，制品也不致开裂。01在快速烧成窑中，若坯体干燥(入窑水分0.5%)，脱水温度提高到700℃，只需几分钟就可以达到完全脱水的程度。02将高岭石的温度再升高，至980℃左右，遂发生放热反应而开始生成莫来石(3A1203·2SiO2)并发生明显体积收缩。所以应将70%左右的粘土先行煅烧成熟料，促使其体积安定后再加工制砖。碳酸盐、硫酸盐类矿物在500~1000℃进行分解反应，成为多孔质的氧化物：在以石灰石为主要原料的水泥熟料烧成过程中，由于碳酸盐分解吸热量很大(一般为1800~2060kJ／kg料)，分解反应对烧成的速度与热耗影响都很大。这时，碳酸盐的分解不仅取决于化学反应过程，还受到热量传递和质量传递(CO2的扩散)的影响；在只考虑化学动力学过程时，碳酸钙分解速度可用下式表示：分解反应的表面即两相界面，在分解过程中不断缩小，且正比于未分解碳酸钙量的2／3次方，即01考虑到分解过程中ΔPCO2的变化很小,把它归纳到系数c’项中去，则可得：反应速度常数k’是物料温度、周围环境CO2分压和颗粒大小等因素的函数。缪勒(Muller)根据试验，将温度、原料因素并入比速率常数k”中，得到：020301式中k”---比速率常数，02k=A×exp(-E/RT);03dk---颗粒平均直径；04Pco2---在试验条件下环境中CO2的分压(在工业性分解炉内为CaCO3分解出的CO2的分压与燃料燃烧生成CO2分压之和)；05Peq---CO2的平衡分压力。分解反应所生成的氧化物富于反应活性。01如果这种氧化物立即进一步反应生成所需化合物，则这种反应活性是有利的，如在水泥熟料烧成中那样。01如果这种氧化物不需要进一步反应，则这种反应活性是不利的，因为它们易于水化、碳化，这就需要在更高的温度下烧成更稳定的形态，如用做耐火材料原料时的情况。01对于陶瓷制品，碳酸盐、硫酸盐的分解应在釉面玻化以前完成，以便生成的CO2SO3体排除干净，否则在釉面玻化时反应还在进行，气体排不出，就会使制品起泡，影响制品质量。天然矿物一般均呈低温晶型，烧成时就会转变成高温晶型。01在转换温度下，有的产生可逆的急剧变化，如β