文档介绍：第六章熟料煅烧技术
本章学习要点: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。
概述
硅酸盐水泥主要由熟料所组成。熟料的煅烧过程直接决定水泥的产量、质量、燃料与衬料的消耗以及窑的安全运转。
新型干法水泥生产,是以悬浮预热和窑外分解技术为核心,把现代科学技术和工业生产成果,广泛用于水泥生产全过程,使水泥生产具有高效、优质、低耗、符合环保要求和大型化、自动化为特征的现代水泥生产方法,并具有现代化的水泥生产新技术和与之相适应的现代管理方法。
生料
Ⅰ
Ⅱ
Ⅳ
Ⅲ
回转窑
预热器
窑气
悬浮预热、窑外分解技术,从根本上改变了物料的预热、分解过程的传热状态,将窑内物料堆积状态的预热和分解过程,分别移到悬浮预热器和分解炉内进行。
预分解窑的关键技术装备有旋风筒、换热管道、分解炉、回转窑、冷却机(简称筒-管-炉-窑-机)等。这五组关键技术装备五位一体,彼此关联,互相制约,形成了一个完整的熟料煅烧的热工体系,分别承担着水泥熟料煅烧过程的预热、分解、烧成、冷却任务。
生料在煅烧过程中的物理化学变化
生料在加热过程中,依次发生干燥、粘土矿物脱水、碳酸盐分解、固相反应、熟料烧结及熟料冷却结晶等重要的物理化学反应。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粒径、均化程度、气固相接触程度等的影响。
干燥
排除生料中自由水分的工艺过程称为干燥
脱水
脱水是指粘土矿物分解放出化合水。
层间水在100℃左右即可排除,而配位水则必须高达400~600℃以上才能脱去。
粘土中的主要矿物高岭土发生脱水分解反应如下式所示:
Al2O32SiO22H20 + Al2032SiO2 + 2H2O↑
高岭土无水铝硅酸盐(偏高岭土) 水蒸气
Al2032SiO2 +Al203 + 2SiO2
高岭土进行脱水分解反应属吸热过程。
生成了非晶质的无定形偏高岭土,具有较高活性。
碳酸盐分解 MgC03 MgO + CO2↑-(1047~1214)J/g CaC03 CaO + CO2↑-1645 J/g
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