熟料水泥廠的畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、熟料水泥廠的畢業(yè)設(shè)計(jì)熟料水泥廠的畢業(yè)設(shè)計(jì)此文檔word版本下載后可任意編輯修改第一章文獻(xiàn)綜述1.1水泥概述1824年英國工程師阿斯普丁（ AsPdih）獲得第一份水泥專利標(biāo)志著水泥的 發(fā)明。水泥的發(fā)明為建筑工程的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，使其由陸地工程發(fā)展到水中、地下工程一。水泥發(fā)明至今已有一百多年的歷史，它始終是用途最廣、用量最多的一種膠凝材料。水泥呈粉末狀，與水混合后，經(jīng)過物理化學(xué)過程能由可塑性漿體變成堅(jiān)硬的石狀體，并能將散粒材料膠結(jié)成為整體，是一種良好o的礦物膠凝材料。水泥不僅能在空氣中硬化，還能更好地在水中硬化，保持并發(fā)展強(qiáng)度，所以水泥屬于水硬性膠凝材料，它可以用于 地上、地下、水中的工程。

2、為了適應(yīng)不同建筑工程的需要，水泥品種不斷增加，已達(dá)200多種。因此水 泥常按以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)分類。（1 ）按照水泥的主要水硬性物質(zhì)分：硅酸鹽類水泥（主要水硬性物質(zhì)是硅酸鈣）、鋁酸鹽類水泥（主要水硬性物質(zhì)是鋁酸鈣）、硫鋁酸鹽水泥（主要水硬 性物質(zhì)是硫鋁酸鈣）等。因?yàn)樗鼈兊乃残晕镔|(zhì)不同，它們的性質(zhì)也各異，如鋁酸鹽類水泥凝結(jié)速度快。早期 強(qiáng)度高，耐熱性能好而且耐硫酸鹽腐蝕；硫鋁 酸鹽水泥硬化后體積會(huì)膨脹等。（2）按照水泥的用途分為：通用水泥（用于一般的建筑工程，主要是硅酸鹽類的五種水泥）、專用水泥（是指適應(yīng)于專門用途的水 泥，有大壩水泥、油井 水泥、砌筑水泥等特種水泥（具有比較突出的某種性能的水

3、泥，如膨脹水泥、 低熱水泥、彩色水泥、白水泥等）。在諸多的水泥品種中，硅酸鹽類水泥是最基本且用量最多的 一類水泥，在 進(jìn)行室內(nèi)裝飾裝修中也常用到這類水泥。此外，裝修 中還用到的是白水泥和彩 色水泥陳全德（2004年）在新型干法水泥技術(shù)原理及應(yīng)用中講解了有關(guān)新型 干法是水泥生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，并敘述其原理解答了有關(guān)生產(chǎn)技術(shù)，如：生料均 化技術(shù)、生料粉磨技術(shù)、懸浮預(yù)熱技術(shù)、預(yù)分解技術(shù)、回轉(zhuǎn)窯等。郝令旗、張浩云、齊國彤（2004年）在新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā) 展中指出雖然我國的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)已達(dá)到國際較先進(jìn)水平，但要想 取得更大的進(jìn)步就必須做到在努力提高新型干法生產(chǎn)的水泥所占比例的同時(shí)， 繼

4、續(xù)將強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)。嚴(yán)生、常捷、程麟（2007年）在新型干法水泥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)中介紹 了新型干法水泥生產(chǎn)的新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備，并對(duì)工藝設(shè)計(jì)計(jì)算作了詳盡 敘述，附有計(jì)算實(shí)例，對(duì)工藝設(shè)計(jì)所需的專業(yè)知識(shí)和附屬設(shè)備選型也作了詳細(xì) 介紹，有助于后期設(shè)計(jì)。張慶今（2003年）在硅酸鹽工業(yè)機(jī)械及設(shè)備中介紹了硅酸鹽工業(yè)生產(chǎn) 過程中常用的機(jī)械設(shè)備，其中包括粉碎理論及粉碎機(jī)械，篩分過程及篩分機(jī)械、 兩相流體力學(xué)及其設(shè)備、混合過程及混合機(jī)械設(shè)備等。金容容（1993年）在水泥廠工藝設(shè)計(jì)概論中提到燒成車間的工藝流程和 設(shè)備的選擇是根據(jù)工藝設(shè)計(jì)的原則進(jìn)行的，并在設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮各種因素。本 設(shè)計(jì)中窯尾廢氣被充

5、分利用來烘干生料，窯尾廢氣一部分入生料磨對(duì)生料進(jìn)行 烘干，另一部分則與生料磨的旋風(fēng)分離器的廢氣在收塵器進(jìn)口處匯合，從而減 少基建投資，降低能耗，獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。胡道和（1992年）在水泥工業(yè)熱工設(shè)備中闡述了新型干法窯系統(tǒng)中預(yù)煅 燒過程、回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)計(jì)算、以及煅燒過程及特點(diǎn)。劉志江（2005年）在新型干法水泥技術(shù)中介紹了國內(nèi)外水泥發(fā)展情況， 水泥的分類及水泥標(biāo)準(zhǔn)的要求，新型干法水泥生產(chǎn)中的原料、燃材料及配料， 新型干法水泥生產(chǎn)工藝及其主要設(shè)備等和設(shè)計(jì)相關(guān)的內(nèi)容。王君偉、李祖尚（2001年）在水泥生產(chǎn)工藝計(jì)算手冊(cè)中介紹了有關(guān)工 藝平衡的計(jì)算和熱平衡計(jì)算，回轉(zhuǎn)窯的煅燒及冷卻，還有其相關(guān)數(shù)據(jù)

6、的記載， 對(duì)熟料計(jì)算很有幫助。李海濤（2006年）在新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備中詳細(xì)介紹了水泥 生產(chǎn)過程所用設(shè)備、性能與操作參數(shù)，還介紹了水泥熟料形成過程、回轉(zhuǎn)窯結(jié) 構(gòu)及耐火襯料的選用和注意事項(xiàng)。孫晉濤（2005年）在硅酸鹽工業(yè)熱工基礎(chǔ)中闡明了窯爐內(nèi)有關(guān)燃料燃 燒、氣體流動(dòng)和傳熱等基本規(guī)律，對(duì)設(shè)計(jì)中的有關(guān)熱平衡計(jì)算有很大幫助。艾晗松（2001年）在CDC預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)設(shè)備的開發(fā)運(yùn)用中介紹了 CDC預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)的設(shè)備原理、結(jié)構(gòu)情況，也精述了CDC系統(tǒng)在干法生產(chǎn)線中的 應(yīng)用情況。高長明（2006年）在預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)技術(shù)及進(jìn)展中涵蓋了預(yù)分解窯 水泥技術(shù)的五個(gè)部分的內(nèi)容：水泥生料均化鏈及其設(shè)備；先

7、進(jìn)的粉磨技術(shù)與裝 備；熟料煅燒的預(yù)分解窯系統(tǒng)；國際國內(nèi)水泥生產(chǎn)技術(shù)述評(píng)與展望；水泥工業(yè) 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略級(jí)實(shí)踐。編寫組（1976年）在水泥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)中概要的總述了水泥廠工藝 設(shè)計(jì)中有關(guān)系統(tǒng)的選擇、設(shè)備的選型等方面的經(jīng)驗(yàn)，并收集了有關(guān)計(jì)算公式和 設(shè)備的規(guī)格、性能等資料。郭俊才（2000年）在水泥工廠實(shí)用技改新技術(shù)中薈萃了 90年代尤其是 中后期以來眾多的新型技術(shù)技改，具有極強(qiáng)的廣泛性、實(shí)用性和操作性。為設(shè) 計(jì)中技術(shù)提供了參考價(jià)值。陳濤（2003年）在5000t/dCDC預(yù)分解系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)中改善了爐內(nèi) 濃度和溫度分布的均勻性，提高了爐容利用率，料氣停留時(shí)間比在優(yōu)化設(shè)計(jì)中 得以提高，有利劣質(zhì)煤

8、的利用。證實(shí)了該系統(tǒng)的先進(jìn)性和可靠性。馬保國（2007年）在新型干法水泥生產(chǎn)工藝中詳細(xì)闡述了懸浮預(yù)熱系 統(tǒng)的發(fā)展與工藝原理、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、冷卻機(jī)、燃料燃燒器、低環(huán)境負(fù)荷型 水泥熟料的制備技術(shù)、新型干法水泥系統(tǒng)結(jié)皮堵塞及水泥工業(yè)處理危險(xiǎn)廢棄物 可行性研究。1.2水泥生產(chǎn)方法水泥的生產(chǎn)方法按照生料制備方法的不同， 有干法和濕法兩種。將原料同時(shí) 烘干與粉磨或先烘干后粉磨成生料粉， 而后喂入干法窯內(nèi)煅燒成熟料，稱為干法 生產(chǎn)。將生料粉加入適量水分制成生料球， 而后喂入立窯或立波爾窯內(nèi)煅燒成熟 料的生產(chǎn)方法，亦可歸入干法，但也可將立波爾窯的生產(chǎn)方法稱之為半干法。將 原料加水粉磨成生料漿后喂入濕法回轉(zhuǎn)窯

9、煅燒成熟料，則稱為濕法生產(chǎn)。將濕法 制備的生料漿脫水后，制成生料塊入窯煅燒，稱為半濕法生產(chǎn)，亦可歸入濕法， 但一般均稱為濕磨干燒。將脫水生料塊經(jīng)烘干粉碎后，入預(yù)熱器窯、窯外分解窯 等干法窯中煅燒者，一般亦稱為濕磨干燒。濕法生產(chǎn)熱耗較高，但電耗較低，生料易于均化，成分均勻，熟料質(zhì)量較高,且輸送方便，粉塵少，所以在20世紀(jì)30年代得以迅速發(fā)展。隨著技術(shù)發(fā)展，如 烘干兼粉磨機(jī)的出現(xiàn)均化技術(shù)的發(fā)展、 收塵設(shè)備的改進(jìn)等，在20世紀(jì)30年代到 40年代，在一些煤價(jià)高、電價(jià)低的國家，立波爾窯得到進(jìn)一步發(fā)展。20世紀(jì)50年代末60年代初期，我國對(duì)濕法長窯和立波爾窯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了比較。 當(dāng)時(shí)曾確定南方以濕

10、法生產(chǎn)為主，北方以干法生產(chǎn)為主。20世紀(jì)50年代出現(xiàn)的懸浮預(yù)熱器窯，在60年代得到了大量發(fā)展，大大降低了熟料熱耗。 70年代出現(xiàn) 了窯外分解技術(shù)，水泥的生產(chǎn)方法出現(xiàn)了向干法發(fā)展的趨勢(shì)。 從世界各國的情況 統(tǒng)計(jì)，干法生產(chǎn)比濕法長窯仍可以節(jié)省能耗， 而且經(jīng)濟(jì)上也是合理的。 沈威水 泥工藝學(xué)新型干法水泥生產(chǎn)自問世以來倍受世界各國的關(guān)注，特別是80年代以來得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，國際水泥工業(yè)以預(yù)分解技術(shù)為核心， 將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工 業(yè)化生產(chǎn)的最新成果廣泛應(yīng)用于水泥生產(chǎn)的全過程，形成了一套具有現(xiàn)代高科技 為特征和符合優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、環(huán)保以及大型化、自動(dòng)化的現(xiàn)代生產(chǎn)方法。新 型干法水泥技術(shù)代表了現(xiàn)階段最高

11、的水泥燒成技術(shù)，可以提高窯單位容積產(chǎn)量， 提高窯磚襯壽命和運(yùn)轉(zhuǎn)率，且自動(dòng)化水平高、生產(chǎn)規(guī)模大，可以選用低質(zhì)燃料或 低價(jià)廢物燃料，節(jié)省燃料，降低熱耗和電耗，減小設(shè)備和基建設(shè)資費(fèi)用、廢氣生 成量少、事故率低和操作穩(wěn)定。發(fā)展新型干法水泥技術(shù)是環(huán)境保護(hù)和資源綜合利 用的必然結(jié)果。同時(shí)，新型干法水泥技術(shù)涵蓋了許多豐富的理論好科研成果，指導(dǎo)著水泥工業(yè)設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)等工作的不斷完善、優(yōu)化和提升。新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)越性贏得了國際的認(rèn)可， 是最能代表當(dāng)今科技發(fā)展水平 的水泥生產(chǎn)方法。新型干法水泥生產(chǎn)將是實(shí)現(xiàn)我國水泥工業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。新型干法水泥生產(chǎn)，就是以懸浮預(yù)熱和窯外分解技術(shù)為核心，把現(xiàn)代

12、科學(xué) 技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)成就，如原料預(yù)均化、生料氣力均化、烘干粉磨、各種新型耐 熱耐磨耐火材料以及電子計(jì)算機(jī)、自控技術(shù)等等，廣泛的應(yīng)用于水泥干法生產(chǎn) 的全過程，使水泥生產(chǎn)具有高效、優(yōu)質(zhì)、最大限度的降低能耗、降低基建投資， 又最大限度的提高產(chǎn)品質(zhì)量符合環(huán)保要求和大型化，自動(dòng)化的特征的現(xiàn)代水泥 生產(chǎn)方法。新型干法生產(chǎn)包含了一整套現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)新技術(shù)和與之相適應(yīng)的現(xiàn)代化 科學(xué)管理方法。具有均化、節(jié)能、環(huán)保、自動(dòng)控制、長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)和科學(xué)管理六大保證體系，是當(dāng)代高新技術(shù)在水泥工業(yè)的集成，與傳統(tǒng)的濕法、干法、半 水法水泥生產(chǎn)相比，新型干法水泥生產(chǎn)特點(diǎn)如下：1. 生料制備全過程廣泛采用現(xiàn)代化均化技術(shù)。使礦山采運(yùn)

13、一原料預(yù)均 化一生料粉磨一生料均化過程，成為生料制備過程完整的均化鏈。2. 采用高效多功能擠壓粉磨技術(shù)和新型機(jī)械粉體輸送裝置。3. 工藝裝備大型化，使水泥工業(yè)向集約化方向發(fā)展。4. 用懸浮預(yù)熱及預(yù)分解技術(shù)改變傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料堆積態(tài)的預(yù)熱和分 解方法；5. 重視消音除塵，滿足環(huán)境保護(hù)要求。6. 生產(chǎn)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。7. 采用新型耐熱、耐磨、耐火材料。8. 實(shí)行現(xiàn)代化科學(xué)管理等。陳全德.新型干法水泥技術(shù)原理與應(yīng)用懸浮預(yù)熱技術(shù)：指低溫粉體物料均勻分散在高溫氣流之中，在懸浮狀態(tài)進(jìn)行交換，使物料得到迅速加熱升溫的技術(shù)。懸浮預(yù)熱窯的特點(diǎn)：在長度較短的 回轉(zhuǎn)窯后裝設(shè)了懸浮預(yù)熱器，使原來在窯內(nèi)以堆積態(tài)進(jìn)行的物

14、料預(yù)熱及部分碳 酸鹽分解過程，移到懸浮預(yù)熱器內(nèi)以懸浮態(tài)進(jìn)行，因此呈懸浮狀態(tài)的生料粉能 與熱氣流充分接觸，氣、固接觸面大，傳熱速度快，維修比較簡單，占地面積 較小，投資費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)。 陳全德.新型干法水泥技術(shù)原理與應(yīng)用懸浮預(yù)熱器（SP）的主要功能在于充分利用回轉(zhuǎn)窯及分解爐內(nèi)排出的炙熱 氣流中所具有的熱焓加熱生料，使之進(jìn)行預(yù)熱及部分碳酸鹽分解，然后進(jìn)入分 解爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)繼續(xù)加熱分解，完成熟料燒成任務(wù)。因此它必須具備使氣固兩 相能充分分散均布、迅速換熱、高效率分離等三個(gè)功能。只有具備著三個(gè)功能， 并且盡力使之高效化，方可最大限度地提高換熱效率，為全窯系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)、高效、 低耗、和穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造條件。各種

15、懸浮預(yù)熱器的不同特性，主要取決于它的結(jié) 構(gòu)及換熱方式。構(gòu)成各種懸浮預(yù)熱器的熱交換單元設(shè)備有旋風(fēng)筒（包括連接管 道）及立筒（蝸室）兩種，所有懸浮預(yù)熱器窯都是由這兩種熱交換單元設(shè)備中 的一種單獨(dú)或混合組成。懸浮預(yù)熱器主要由旋風(fēng)預(yù)熱器及立筒預(yù)熱器兩種?，F(xiàn) 在立筒預(yù)熱器已趨于淘汰。預(yù)分解窯采用旋風(fēng)預(yù)熱器作為預(yù)熱單元裝備。窯外分解技術(shù)：該技術(shù)又稱預(yù)分解技術(shù)，是新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)，用預(yù)分解技術(shù)建造的預(yù)分解窯日產(chǎn)量高、熱耗低、工藝先進(jìn)，一般用于大型預(yù)分解 窯。其含義是指將已經(jīng)經(jīng)過懸浮預(yù)熱后的生料，在到達(dá)分解溫度前，進(jìn)入到分 解爐內(nèi)與進(jìn)入到爐內(nèi)的燃料進(jìn)行混合，在懸浮狀態(tài)下迅速吸收燃料燃燒，使生 料中的碳酸鈣

16、迅速分解成氧化鈣的技術(shù)。預(yù)分解窯的特點(diǎn)：是在懸浮預(yù)熱器與 回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)一個(gè)分解爐或利用窯尾上升煙道，原有預(yù)熱器裝設(shè)燃料噴入裝 置，使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在其中以懸浮態(tài) 或流化態(tài)下及其迅速的進(jìn)行，從而使入窯生料的分解率從懸浮預(yù)熱窯的 30%左右 提高到85泊90%馬保國.新型干法水泥生產(chǎn)工藝預(yù)分解窯的的關(guān)鍵技術(shù)裝備有旋風(fēng)筒、換熱管道、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、冷卻機(jī)（簡稱筒一管一爐一窯一機(jī)）等。這五組關(guān)鍵技術(shù)裝備五位一體，彼此關(guān)聯(lián)，互相制約，形成一個(gè)完整的熱工體系，承擔(dān)著水泥熟料預(yù)熱、分解、煅燒、冷 卻任務(wù)。1.3新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程簡述1.3.1、水泥生產(chǎn)原料及配料生產(chǎn)

17、硅酸鹽水泥的主要原料為石灰質(zhì)原料（主要提供氧化鈣）和粘土質(zhì)原料 主要提供氧化硅和氧化鋁，也提供部分氧化鐵），有時(shí)還要根據(jù)燃料品質(zhì)和水泥 品種，摻加校正原料以補(bǔ)充某些成分的不足，還可以利用工業(yè)廢渣作為水泥的原料或混合材料進(jìn)行生產(chǎn)。（1）石灰質(zhì)原料石灰質(zhì)原料是指以碳酸鈣為主要成分的石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白堊和貝殼等。石灰石是水泥生產(chǎn)的主要原料，每生產(chǎn)一噸熟料大約需要1.3噸石灰石，生料中80%上是石灰石。（2）黏土質(zhì)原料含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要成分為 SiO2，其次為AI2Q，少量FqO。一噸 熟料約需0.30.4噸粘土質(zhì)原料，在生料中約占1117%天然黏土質(zhì)原料有黃土、黏土、頁巖、粉砂巖及河泥等。其

18、中黃土和黏土用 得最多。此外，還有粉煤灰、煤矸石等工業(yè)廢渣。黏土質(zhì)為細(xì)分散的沉積巖，由 不同礦物組成，如高嶺土、蒙脫石、水云母及其它水化鋁硅酸鹽。（3）校正原料當(dāng)石灰質(zhì)原料和黏土質(zhì)原料配合所得生料成分不能滿足配料方案要求時(shí)(有的Si含量不足，有的Al和Fe含量不足)必須根據(jù)所缺少的組分，摻加相應(yīng)的校正原料:鐵質(zhì)校正原料:補(bǔ)充生料中Fe2O3的不足，主要為硫鐵礦渣和鉛礦渣等。硅質(zhì)校正原料:補(bǔ)充生料中SiO2的不足，主要有硅藻土等。鋁質(zhì)校正原料:補(bǔ)充生料中Al 2O3的不足，主要有鋁釩土、煤矸石、鐵釩土等。(4) 主要原料中的有害成分 MgQ影響水泥的安定性。水泥熟料中要求 MgOc5%原料中要求

19、MgOc 3% 堿含量(£Q Na?。)：對(duì)正常生產(chǎn)和熟料質(zhì)量有不利影響。水泥熟料中要求R?O< 1.3%,原料中要求 R?O< 4% P2O5:水泥熟料中含少量的P2O5對(duì)水泥的水化和硬化有益。當(dāng)水泥熟料中P2O5含量在0.3%時(shí)，效果最好，但超過1%寸，熟料強(qiáng)度便顯著下降。P2O5 含量應(yīng)限制。 TiO2 :水泥熟料中含有適量的TiO2，對(duì)水泥的硬化過程有強(qiáng)化作用。當(dāng)TiO2含量達(dá)0.51.0%，強(qiáng)化作用最顯著，超過3%寸，水泥強(qiáng)度就要降低。如果含量 繼續(xù)增加，水泥就會(huì)潰裂。因此在石灰石原料中應(yīng)控制TiO2 <2.0%。(5) 工業(yè)廢渣的利用 赤泥：燒結(jié)法生產(chǎn)氧

20、化鋁排出的赤色廢渣，以CaO SiO2為主。摻加石灰質(zhì)原料可配制成生料。 電石渣：以CaO為主。可替代部分石灰石生產(chǎn)水泥。 煤矸石：以SiO2、Al 2O3為主。可替代粘土生產(chǎn)水泥。 粉煤灰：以SiO2、Al 2O3為主。可替代粘土配制生料，也可作混合材料。 石煤：以SiO2、Al 2O3為主?？勺鞑徽惩临|(zhì)原料，也可作燃料。1.3.2、硅酸鹽水泥熟料的礦物組成硅酸鹽水泥熟料的礦物主要由硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣 組成。133、工藝流程（1）破碎及預(yù)均化 破碎 水泥生產(chǎn)過程中，大部分原料要進(jìn)行破碎，如石灰石、砂巖、煤、 熟料、混合材和石膏等。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開采后的粒度較大， 硬度較高，因此石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料， 開采后的粒度較大，硬度較 高，因此石灰石的破碎在