水泥生产及余热发电工艺流程.ppt

1.水泥生产和余热发电技术基础知识，编写：冯浩波，目录，1。水泥相关术语解释2。水泥生产的原材料。新型干法水泥生产工艺3.1。3.2原材料准备。3.3原材料准备。煤粉制备3.4。熟料煅烧3.5。水泥磨成4。余热发电过程。1.水泥被磨细成粉末，并加入适量的水形成塑性泥浆。它可以在空气中硬化，也可以在水中硬化。它还能牢固地粘合沙子、石头和其他松散的颗粒或纤维材料。1.2。任何以硅酸钙为主要成分的矿物质，都是通过将含有适当成分的生料燃烧成部分熔融的熟料而获得的，称为硅酸盐水泥熟料。其主要成分的矿物是指C2S、C3S、C3A、C4AF、1。水泥相关术语的解释，1.3。混合材料是指在研磨水泥时，与熟料和石膏一起加入磨机中以改善水泥性能和调整水泥强度等级的矿物材料。根据它们的活性，它们可以分为两类：活性混合材料和非活性混合材料。活性混合材料是指具有火山灰或潜在水硬性以及火山灰和水硬性的矿物材料。主要包括粒化高炉矿渣、火山灰混合料和粉煤灰。非活性混合材料是一种矿物材料，主要在水泥中起填充作用，但不损害水泥的性能。主要包括潜在的不符合标准要求的水硬性或火山灰水泥混合材料、砂岩和石灰岩等。燃料指的是一大类物质，在达到一定温度后，会被氧气强烈氧化并放出大量热量。1.5。强度是硬化水泥石抵抗外力的能力。根据应力的不同形式，水泥强度通常用三种方式表示：抗压强度、抗拉强度和抗折强度。1.6。当细度、终凝时间、不溶物、烧失量中的任何一项不符合标准或混合料含量超过最大限度或强度低于商品强度等级指标时，称为不合格产品。水泥包装标识中水泥品种、强度等级、生产商名称和出厂编号不全的也是不合格产品。1.7。如果氧化镁、三氧化硫、初凝时间和稳定性不符合标准，则废品为废品。1.8。石灰石饱和系数KH石灰饱和系数是指从熟料中的所有二氧化硅生成硅酸钙所需的氧化钙含量与从所有二氧化硅生成硅酸三钙所需的氧化钙最大含量之比。它还表明熟料中的二氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度。2、水泥生产中所用的原料，生产硅酸盐水泥的主要原料是钙质原料和粘土原料，有时根据原燃料和水泥品种的质量，添加校正材料来补充某些成分的不足，也可利用工业废渣作为水泥原料或混合材料进行生产。2.1。钙质原料钙质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石，是水泥生产的主要原料。每生产一吨熟料，需要大约1.3吨石灰石，80%以上的原材料是石灰石。密度在2.6 2.8g/cm3之间，生料中氧化钙含量一般为40 44%。为满足上述要求，一般要求石灰石中氧化钙含量不低于46%，以避免配料困难。2.2、粘土原料粘土原料主要提供水泥熟料中的二氧化硅、三氧化二铝和少量Fe2O3。主要化学成分是二氧化硅，其次是氧化铝和少量的氧化铁。一般情况下，生产1吨熟料需要0.3 0.4吨粘土原料。2.3、校正原料当石灰原料和粘土原料的配合原料不能满足配料方案的要求时(有的二氧化硅含量不足，有的三氧化二铝和三氧化二铁含量不足)，必须根据缺少的成分，添加相应的校正原料。新型干法水泥厂的生产工艺是利用悬浮预热和窑外分解技术的内核，应用现代科学技术和工业生产的最新成果，利用新型干磨技术和生料均化技术及设备，采用以计算机控制为代表的自动化过程控制手段，实现高效、优质、低耗的现代水泥生产方法。 优质低耗的水泥生产工艺，使水泥生产具有高效、优质、节约资源、清洁生产的特点，满足环保和规模化、自动化、科学化管理的要求。 与传统的湿法、干法和半干法水泥生产相比，其工艺流程更加复杂，系统环节多，连续性强。许多过程共同运作，相互影响，相互制约。生产过程本身要求设备运行的高稳定性、可靠性和参数调节控制的及时性。这就要求中控室操作人员和现场人员掌握新干法工艺的特点，了解其工作原理和各种工艺热工过程的特点，更好地为生产服务。3.新型干法水泥生产工艺，3.1。原材料的准备，3.2。在水泥生产过程中的原料准备和窑尾气处理，至少3t的材料(包括各种原料，燃料，熟料，混合材料和石膏)应研磨每1t波特兰水泥。据统计，干法水泥生产线的粉磨作业需要消耗全厂60%以上的功率，包括30%以上的原料粉磨、3%左右的煤粉粉磨和40%左右的水泥粉磨。因此，合理选择研磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作和控制操作系统，对保证产品质量和降低能耗具有重要意义。立磨又称辊磨，是一种广泛应用于水泥化工、煤炭、电力等部门的研磨机。它具有占地面积小、能耗低、噪音低、工艺简单、产量高、布置紧凑、集粉碎、干燥、研磨和选粉于一体等优点。它已成为现代水泥厂生料粉磨的首选方案。我公司使用的立磨是FLS生产的阿托克斯磨。ATOX-50立磨的工作原理是传动装置带动机壳内的磨盘转动，磨辊在磨盘的摩擦下绕磨辊轴转动，物料通过气锁送料装置和送料口落入磨盘中心，在离心力的作用下向磨盘边缘移动。当通过研磨轨道时，它在研磨辊和研磨盘之间被研磨。磨辊相对于物料和磨盘的磨削压力由液压拉伸装置提供(合适的磨削压力可根据不同物料的硬度进行调节)。在破碎过程中，物料同时受到磨辊的压力和磨辊与磨辊之间相对运动产生的剪切力。物料被挤压后，在磨盘轨道上形成一个料床(料床的厚度由磨盘挡圈的高度决定)，料床的物料颗粒之间的相互挤压和摩擦导致棱角剥落，起到进一步破碎的作用。研磨材料继续向板的边缘移动，直到溢出板。磨盘外围设有喷嘴环，热风从喷嘴环自下而上流动，对溢出的物料进行高速提升，其中大颗粒先落在磨盘上，小颗粒在上升气流的作用下被送入送粉装置进行粗、细分级，粗粉返回磨盘进一步研磨， 符合细度要求的细粉作为成品，随气流带进入除尘器，到达外壳上部出口收集。 喷嘴环处上升的气流还允许材料中比重较大的物质煤质主要由以下指标反映：挥发分(V)、固定碳(C)、灰分(A)和水分(M)、热值(Q)。热值燃料热值高，可提高热容量和煅烧温度；低热值增加了煅烧熟料的单耗，降低了窑的单位产量。通常，要求燃料的低热值大于21000千焦/千克。挥发性和固定碳是可燃成分；低挥发性物质，高点火温度，长黑色燃烧器，缺乏热量集中。一般来说，煤的挥发分含量要求在18%以上。然而，随着能源的短缺和燃烧器的改进，低挥发分煤在回转窑中的应用越来越普遍。例如，挥发分含量为3% 5%的无烟煤在福建广泛使用，可以正常生产。煤粉的细度主要取决于煤的类型和质量。不同种类的煤，不同质量的煤粉，煤粉燃烧温度不同，燃烧产生的废气量也不同。对于正常运行的回转窑，在燃烧温度和系统通风基本稳定的情况下，煤粉的燃烧速度与煤粉的细度、灰分、挥发份和水分含量有关。随着材料温度的逐渐升高，材料中的水分蒸发掉了。当温度升高到100 150时，生料中的游离水分被完全除去。这个过程被称为干燥过程。新型干法水泥生料的含水率小于1%，该过程可在预热器中立即完成。2.粘土原料的脱水当温度继续升高到450时，粘土的主要成分高岭土(Al2O32SiO22H2O)进行脱水反应以除去化学结合水。化学反应式为al2o 3SiO 2H2Oal2o 3SiO 22H2O。当碳酸盐的分解温度继续上升到600以上时，原料中的碳酸盐开始分解。化学反应式为碳酸镁碳酸镁碳酸氢钙。分解率随着温度的升高而增加。碳酸镁在600开始分解，在750剧烈分解。碳酸钙的分解温度较高，在900时分解迅速。碳酸盐分解时，需要吸收大量热量，这是熟料形成过程中消耗最多热量的过程。水泥熟料形成中的固相反应，从碳酸盐分解开始，材料中就出现具有活性的游离氧化钙，它与生料中的二氧化硅、三氧化二铁和三氧化二铝等氧化物发生固相反应，反应速度随温度的升高而加快。水泥熟料中的各种矿物是通过多次固相反应形成的，固相反应释放的热量约为480-500 kJ/kg，足以将物料温度提高300以上，达到烧结温度，并对进入烧结区的物料进行充分预烧。5.熟料烧结固相反应在水泥熟料中产生C4AF、C3A、C2S等矿物。然而，水泥熟料中的主要矿物C3S只能在液相中大量形成。当物料温度升至近1300时，C3A、C4AF、R2O等助熔剂矿物将变成液相，大部分C2S和氧化钙将被高温熔融液相溶解。溶解在液相中的C2S和CaO将反应生成硅酸三钙。2cao SiO 2 CaO3ao SiO(C3S)，6。在熟料冷却过程中，一些助熔剂矿物(C3A和C4AF)会形成晶体并沉淀出来，而另一部分由于冷却速度快且没有时间结晶而以玻璃态存在。C3S在高温下是一种不稳定的化合物。在1250很容易分解。因此，要求熟料从1300以下迅速冷却，以使C3S不会分解。穿越1250后，C3S相对稳定。对于低于1000的熟料，也优选快速冷却以提高熟料的可磨性。技术应用纯低温水泥窑余热发电技术是一种绿色发电技术，直接利用窑头和窑尾排放的中低温废气进行余热回收和发电，发电过程不消耗燃料，无污染。它是一项具有可观经济效益的绿色发电技术，清洁环保4.2。经济效益可利用余热每天发电42-48万度，每吨熟料发电量可达40度以上，可解决60%的熟料生产自用。产品综合能耗可降低18%，每年节约标准煤5万吨，减少二氧化碳排放12万吨。根据每年发电量1.5亿千瓦时的计算，每千瓦时发电0.5元的利润可以达到7000万元。4、余热发电系统工艺流程，4.3、余热发电工艺，酸碱度锅炉锅炉类型为卧式，锅炉由四组蒸发器、一组过热器、汽包和热管组成，废气流向为卧式流动，换热管采用蛇形光滑管，以防止积灰。由于生料具有粘性，锅炉装有振打装置除灰，工作介质由循环泵强制循环。主要工艺参数为：额定蒸汽压力0.789兆帕，额定蒸汽温度：330，额定蒸发量：31.86吨/小时，设计入口废气温度：350，出口废气温度：200，AQC锅炉类型为立式，锅炉由两套省煤器、六套蒸发器、一套过热器、汽包和热力管道组成。预过滤器(沉淀室)安装在锅炉前面，以减少进入炉膛的灰尘。废气流向自上而下，换热管采用螺旋翅片管增加换热面积，减少粉尘磨损。灰不容易在锅炉中积聚，并被烟气带走。因此，不设置除灰装置，工质循环方式为自然循环方式。主要工艺参数为：额定蒸汽压力0.789兆帕，额定蒸汽温度：350，额定蒸发量3336108.18 t/h，设计入口废气温度360，设计出口废气温度：91。工艺流程：冷凝器热水井中的冷凝水由冷凝水泵泵入低压闪蒸器出口集管，然后与出口水汇合。凝结水经锅炉给水泵升压后，泵入AQC锅炉省煤器加热。省煤器加热的三路水分别送至AQC锅筒、酸碱度锅筒和闪蒸器。进入两台锅炉汽包的水在锅炉中循环加热，最终产生一定压力的过热蒸汽，作为主蒸汽送至汽轮机做功。进入闪蒸器的高温水通过闪蒸技术在一定压力下产生饱和蒸汽，送至汽轮机第八级做功。工作后排出的蒸汽被冷凝器冷凝，形成冷凝水，再次参与热力循环。生产过程中消耗的水是纯水装置生产的纯净水，通过补给水泵泵入冷凝器热水井。汽轮机的工作原理是：一定压力和温度的蒸汽被引入喷嘴膨胀和加速。这时，蒸汽压力和温