无机非金属工学--08.pptVIP

8.2 水泥熟料的煅烧 8.2.1 水泥熟料的形成 配制生料：石灰石:粘土:铁＝75:20:5 生料制备： 干法：含水1% 湿法：含水32~40% 半干法：12~14% 8.2.2 水泥熟料煅烧设备的分类 回转窑 湿法回转窑，干法回转窑，半干法回转窑 立窑 机械化立窑， 普通立窑 3. 回转窑转速： 单位容积产量高：增加窑内物料层厚度，其转速也相应提高。 窑转速：2～3 r/min，高于普通窑，物料在烧成带的停留时间减少，为10～15min。 物料预热情况好：窑的操作稳定。 单筒冷却机 多筒冷却机 水平推动篦式冷却机 2、流态床干燥器 物料：连续干燥粒状或小块物料，如砂子、矿渣、白云石、粘土 物料干燥后的水分：1~2% 干燥介质：热烟气 类型：单层式、双层式 双层流态化烘干机 3、喷雾干燥器: 采用雾化器将原料液分散为雾滴，利用热气流干燥雾滴而获得产品。 原料液：溶液、乳浊液、悬浮液，熔融液 或膏糊液 雾化器：①气流式雾化器：压缩空气或蒸 汽，通过喷嘴产生高速气流使料液成为雾滴 ②压力式雾化器：用高压泵使料液通过喷嘴 加速分裂为雾滴 ③旋转式雾化器：料液经高速转盘受离心力 被高速甩出而分裂成雾滴 4、气流干燥器: 物料加入干燥管内被高速热 气流蒸发水分，得到粉粒状干燥产品。 优点：结构简单，干燥速度快，广泛用于含非 结合水的粉粒状物料的干燥。 5、箱式干燥器 适用于：粒状物料、膏浆物料、陶瓷坯体， 爆炸性和易生碎末的物料 采用：盘架盛放物料，易装卸、料损小，对价 高或小量物料优点显著。 6、隧道式干燥器 用途：干燥陶瓷、耐火材料及砖瓦坯体 分类： 逆流：干燥过程缓和 顺流：适合快速干燥 错流：干燥介质流动方向与小车运动方向垂直，适合快速干燥大量制品。 组成：3~8条隧道，以轨道车运载 物料 7.3.4 干燥技术的新发展 去湿： 电渗析脱水和间断式电渗析脱水 真空过滤与电渗析脱水组合 干燥器： 流化床干燥器：多样性，如脉冲流化床 转筒干燥器：热气流穿过多个分支管喷射，传热效率大大提高 干燥新技术：等离子体喷雾，脉冲燃烧干燥 8 煅烧与烧成 8.1 概述 烧成 定义：将初步密集定形的粉块 (生坯) 经高温烧结成产品的过程。 实质：将粉料集合体变成致密的、具有足够强度的烧结体。 煅烧 定义：将尚未成形的物料经过高温合成某些矿物（水泥）或使矿物分解获得某些中间产物（如石灰和粘土熟料）的过程。 煅烧和烧成 复杂过程：包括燃料的燃烧、物料或坯体的加热、一系列的物理化学反应，直到制品冷却。 物质传递：是一个热量传递、质量传递和能量传递过程。 8.1.1 热量传递 燃料 热气 窑及其内制品 传热方式 传导传热：热从物体的高温部分沿着物体传给低温部分，本身温度降低，低温部分升温。 对流传热：通过液态或气体流动传热 辐射传热：高温物体放出辐射能，其他物体吸收能量升温 8.1.2 质量传递 固相反应：生成新相、液相、共熔体 8.1.3 动量传递 热气流：输入、导出 入窑煅烧：经烘干、预热、预煅烧（包括预分解）、烧制成熟料。 煅烧过程： (1) 150oC, 生料中物理水蒸发 (2) ~500oC, 粘土质原料释放出化合 水，分解为单独氧化物，如SiO2 ， Al2O3 (3) ~900 oC, 碳酸盐分解放出CO2和新生态CaO (4) 900~1200 oC, 粘土的无定形脱水产物结晶，各种氧化间进行固相反应 (5) 1200~1280 oC, 产生的矿物部分熔融出现液相 (6) 1280~1450 oC, 液相量增多，C2S通过液相吸收CaO形成 C3S,直至熟料矿物全部形成 (7) 1450~1300 oC, 熟料矿物冷却 窑外分解窑 8.2.3 悬浮预热器 传统的湿法、干法回转窑 : 生料预热(包括湿法窑料浆的烘干)、分解和烧成过程均在窑内完成。 悬浮预热技术：将窑内物料堆积态的预热过程，移到悬浮预热器内在悬浮状态下进行。 特点：传热、传质迅速，生产效率和热效率高 （一）悬浮预热器的构成及功能： 类型：旋风预热器 功能： 使热气流、固相物料充分分散均布 迅速换热 高效分离气、固相 旋风式悬浮预热器 物、气 热交换 物、气 分离 第二次 热交换 物、气 分离 （二）旋风筒的功能与机理： 组成：旋风筒、换热管道 旋风筒： 作用：气固分离 设计：高分离效率、低压力损失 影响分离