第五讲 硅酸盐水泥熟料的煅烧.ppt

第五章　硅酸盐水泥熟料的煅烧 一、概述 二、生料在煅烧过程中的物理与化学变化 三、悬浮预热技术 四、预分解技术 五、回转窑技术 六、微量元素和矿化剂对熟料煅烧和质量的影响 七、熟料冷却机 八、预分解窑技术的生产控制 九、新型干法水泥技术的发展 十、窑用耐火材料 6.1 概述 6.1 概述 适当成分的生料进入预热器预热. 预热好的生料进入分解炉,碳酸盐分解 分解后的生料进入窑内煅烧成为熟料. 熟料进入冷却机进行冷却. 6.2 生料在煅烧过程中的物理化学变化 干燥（自由水蒸发） 吸热 粘土质原料脱水 吸热 碳酸盐分解 强吸热 固相反应 放热 熟料烧结 微吸热 熟料冷却 放热 6.2.1 干燥 排除生料中自由水分的工艺过程称为干燥。 生料中还有不超过1.O％的水。 自由水分的蒸发温度一般为27～150℃左右。 当温度升高到100～150℃时，生料自由水分全部被排除。 自由水分蒸发热耗大。每千克水蒸发潜热高达2257 kJ(在100℃下)。 6.2.2 脱水 粘土中的主要矿物高岭土发生脱水分解反应如下式所示： Al2O3·2SiO2·2H20 500~600 Al203 ＋ 2SiO2 　＋ 2H2O↑ 高岭土 　　 无定形 无定形 水蒸气 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，为下一步与氧化钙反应创造了有利条件。在 900～950℃，由无定形物质转变为晶体，同时放出热量。 6.2.3 碳酸盐分解 　　 　　 　　1、分解反应特点 　　①．可逆反应：受T、PCO2影响。 　　T↑，有利反应向正方向进行，且分解速率加快 　　600℃开始分解，890℃时PCO2=1个大气压，1100℃-1200℃反应迅速。 慢 加快 迅速 　　　　 　　　　　　------------→每T↑50℃，分解速度约增1倍 6.2.3 碳酸盐分解 　　 　　 　　1、分解反应特点 　　①．可逆反应：受T、PCO2影响。 　　T↑，有利反应向正方向进行，且分解速率加快 　　T↑↑ → 废气T↑、热耗↑、预热器、分解炉易堵、结皮； 　　加强通风　→ PCO2↓ → 有利反应向正方向进行。 6.2.3 碳酸盐分解 　　 　　 　　1、分解反应特点 　　①．可逆反应：受T、PCO2影响。 　　②．强吸热反应：是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程。约占预分解窑的1/2，湿法1/3 　　③．烧失量大：纯CaCO3为44%，一般在40%左右，与石灰质原料的品质有关。 6.2.3 碳酸盐分解 　　 　　 　　1、分解反应特点 　　①．可逆反应：受T、PCO2影响。 　　②．强吸热反应 　　③．烧失量大 　　④．分解温度与PCO2和矿物结晶程度有关： PCO2↑，则分解温度增高。方解石的结晶程度高，晶粒粗大，则分解温度高；相反，微晶或隐晶质矿物的分解温度低。 6.2.3 碳酸盐分解 　　 　　 　　2、碳酸钙的分解过程 　　五个过程： 　　两个传热过程：热气流向颗粒表面传热、热量以传导方式向分解面传热； 　　一个化学反应过程：分解面上的CaCO3分解并放出CO2； 　　两个传质过程：分解放出的CO2穿过分解层(CaO层)向表面扩散、表面CO2向周围介质气流扩散。 6.2.3 碳酸盐分解 　　 　　 　　2、碳酸钙的分解过程 　　五个过程中，传热和传质皆为物理传递过程，仅有一个化学反应过程。各过程的阻力不同，所以CaCO3的分解速率受控于其中最慢的一个过程。 　　①．回转窑：生料粉粒径小，传质过程快；但物料呈堆积状态，传热面积小，传热系数不高，故传热速率慢。所以CaCO3分解速率取决于传热过程。 6.2.3 碳酸盐分解 　　 　　 　　2、碳酸钙的分解过程 　　五个过程中，传热和传质皆为物理传递过程，仅有一个化学反应过程。各过程的阻力不同，所以CaCO3的分解速率受控于其中最慢的一个过程。 　　②．立窑和立波尔窑：生料需成球，由于球径较大，故传热速率慢，传质阻力很大，所以CaCO3分解速率取决于传热和传质过程。 6.2.3 碳酸盐分解 　　 　　 　　2、碳酸钙的分解过程 　　五个过程中，