第三章 水泥厂工艺设计(续二).ppt

1、3.6 熟料烧成,一、熟料烧成系统发展概况,立窑（干法），回转窑 中空干法长窑 产量低，热耗高 立波尔窑 结构复杂，操作维修困难，扬尘大 干法 带余热锅炉发电窑 系统协调性差 旋风预热器窑 立筒预热器窑 预分解窑 湿法,长窑 带料浆蒸发机窑 结构复杂，操作维修困难，扬尘大,二、熟料烧成系统的选择原则,优先考虑预分解窑（大中型厂），中小型厂可选立筒预热器、旋风预热器窑或机械化立窑 煤作为燃料 高效率熟料冷却机 + 余热利用（烘干） 煤磨 = 烘干 + 粉磨，余热利用 充分利用窑尾废气 密封装置状况，减少系统漏风和压力损失，风机适当,适当的窑衬，良好的窑体隔热措施 高效率电收尘器（窑灰回收利用）

2、配置易烧性好的生料，选择适宜的工艺热工参数 湿法窑应充分考虑降低料浆水分，加强窑内传热措施,三、熟料烧成系统及主机设备选型,（一）湿法回转窑 长径比：30 40 悬挂链条：低温带 料浆水分：入窑 35% 窑尾废气温度： 5440 kJ/kg,（二）悬浮预热器窑 1. 立筒预热器窑 优点：结构简单、通风阻力小、电耗低、适应性强 产量：日产600t/d以下 生料入窑温度：750 表观分解率： 30% 热耗：3260 3596 kJ/kg（国外） 3638 5018 kJ/kg（国内）,改进措施：切线方向进气；立筒底部喷煤 技术指标： 烟气温度9501050 （入口） 360 （出口） 生料入窑温度

3、780820 系统压力降 3.5 kPa 废气含尘浓度3050 g/Nm3,2. 旋风预热器 热效率高，生料入窑温度可达800 ；碳酸钙表观分解率30%；热耗低。缺点是设备复杂，维修管理工作量大，对原料成分要求严格，下料处容易堵塞 物料温度（ ）70 315 495 670 800 废气温度 350 系统压力阻力 4 kPa,旋风预热器窑的设计计算 确定窑的规格 生产能力G 单位容积产量gv Vi窑的总容积 长径比 窑的直径D、长度L L/D 15 20；gv（kg熟料/m3h） 悬浮预热器63.4, 生产实践数据统计分析(南京化工学院) 适用范围：平均内径Di=2.07 5.8；窑长L=34

4、 125m; 产量7.38 212 t/h, 确定立筒预热器的规格 出口废气量Q 出口气体流速VA 立筒内径D 立筒高径比H/D 立筒高度H VA = 1.8 2.5 m/s；H/D = 4.5 5.5； 缩口直径D0 缩口断面为立筒断面的1/3 1/4, 旋风预热器规格的确定 旋风筒直径D 出口废气量Q 出口气体流速VA 立筒内径D VA = 3 4.5 m/s, 进风口尺寸、型式 矩形，长宽比a/b = 2；ab/D2 = 0.2，上大下小 气流进口方式：直入式、蜗壳式（分离效率高，处理风量大，压损小） 排风管 圆形，直径D出 = 0.5 D 圆柱体（圆锥体）高度H1(H2)， H = H

5、1 + H2 高型，H/D 2；过渡型，H/D = 2；低型， H/D 1；圆锥型H1/ H2 1；,（三）预分解窑 分解窑，预热器与水泥窑之间 生料分解率90%，悬浮或沸腾状态 燃料 = 总用量*50%60% 优点：单位容积产量高，窑衬寿命长 体积小，占地面积少 基建投资低，制造、运输、安装容易 单机产量可达8000 1000 t/d 燃料燃烧温度低，污染小（NOx）,预分解窑分类 I. SF, NSF, CSF,CO-SF：窑气从炉底部喷腾上升，三次风螺旋形进炉； II. RSP,GGEVS-PC：燃料在预燃室预先点燃，冷却机热风及生料在分解室预先混合、燃烧，再与窑气混合，在混合室或上升管

6、道内继续分解，再进入第四级旋风筒 III. MFC,N-MFC,CFB：炉底部带流态化床 IV. FLS, (窑气)N-KSV, DD, PA, ILC；(冷却机热风)SCS, PASEC, SLC, SLC-C：喷腾式原理 V. P-AT, PS, P-AS, PAS-LC, PR-SFM: 管道分解 在窑气上升管道内加燃料喷嘴及喂入生料，燃料燃烧+生料分解在上升管道内,预分解窑主要设备设计计算 1. 回转窑规格 G=1.5564Di3.0782 Di = 0.096 mF/mv L = 24 mA/mv L/Di = 250 mA/mF mv 单位容积产量；mF 单位表面积产量；mA 单位

7、截面积产量 L/Di一般为1417。短窑1012（容积相近）,2. 分解窑的规格 I. 容积热负荷或单位容积生产能力计算 复核（断面风速） II. 断面风速计算 复核（容积热负荷） 工况风量Vg=燃料生成气体(窑气？)+生料CO2+过剩空气+漏风 断面风速Wg(m/s)，SF4.56，KSV58，RSP35.5，混合室713 有效截面S炉=Vg/wg/3600 有效内径D炉=(4 S炉/)0.5=0.0188(Vg/wg)0.5,分解炉高度H H=w w 气流平均流速 - 气流在分解炉内的停留时间(s) SF 1.5, NSF/CO-SF 34, RSP/GG/EVS-PC 34 N-MFC

8、36, N-KSVDD et al 25, P-AT/PS/P-AS et al 24,3. 附属设备设计计算 1）专用风管（三次风）直径 风速20m/s，一般为窑直径的0.6倍左右 2）分解炉一次风管 燃料燃烧总风量的10%左右。RSP，风速810m/s 3）旋风预热器 四级旋风筒，废气370度 五级，废气温度降低40度，热耗减少125kJ/kg 技术关键：降低阻力，减小高度 截面风速(m/s)：普通3.54；五级风筒，I 3.5, II L/D = 4.55.5；数目615个/组 耐火砖衬里+特殊扬料板 单位容积0.34m3/t熟料d 熟料停留时间45min，出料温度120200 二次空气

9、温度：湿法窑-600650 ；干法窑-800850 热效率6570%，能耗为7.2MJ/t熟料（2kWh/t）,3. 篦式冷却机 冲程100mm，冲程数721次/min 出料温度70100 热效率6570% 冷却动力消耗21.6.2MJ/t熟料（67kWh/t） 选型：热效率高，冷却性能好；耐久性好；除尘与噪音；适应性好，出口熟料温度稳定,（三）卸料密封装置 传统 - 闸门密封，缺点：体积大，结构复杂，投资高，漏风严重 新型 - 料风卸料，自密锁风。 结构简单，制作方便，效果好 直径300400mm，长度33.5m， 倾角7080度,（四）破碎与输送设备 篦式冷却+锤式破碎； 单筒、多筒+分离

10、隔栅+锤式或颚式破碎； 熟料温度、输送距离及其储存方式决定输送设备类型 （五）喂煤系统 质量计量式喂煤机；双管螺旋喂料机,（六）生料入窑设备 1. 预热器窑、预分解窑：机械输送（提升机或螺旋输送机） 气力输送（气力提升泵） 2. 立窑 容量法：缩颈螺旋（带缓冲仓）；单管可调速螺旋输送机 质量法：斗式质量计量秤；冲量式流量计；磅螺旋机；生料、煤自动跟踪控制系统,3.生料成球系统 成球盘内加水成球水分分布不均匀，分层 预加水成球 预搅拌，雾化加水 成球盘，带清底刮刀（固定式或活动式）,（七）余热利用与除尘 增湿塔：普通型、套筒型（热气循环） 旁路放风：有害成分循环富集，结皮堵塞，质量下降 立窑废气

11、收尘：I级重力沉降室,六、烧成车间工艺布置,（一）回转窑系统（干法悬浮预热器窑和预分解窑） 1. 窑尾 生料供应；预热器或分解炉；排风增湿；收尘（烟囱+回灰） 1）预热器出口斜坡溜道60 目的：分散入料，靠近管道中心,2）高压空气清扫喷嘴或空气喷枪清除结皮 管壁切线方向布置，空气压力0.61MPa，间隔515min 有效作用范围26m2 3）窑尾烟室 下料斜坡簸箕型防止堆料 4）旁路放风 含尘量小且含碱浓度高的部位窑尾烟室上部,5）气力提升泵，不宜水平输送，置于窑尾框架下 2. 窑中 1）窑距与窑斜度 中心距=4倍窑径 2）挤出面斜度=窑体斜度，基础高于2m应设置走台0.91m 3）直通走道（窑头窑中窑尾）0.91m,3. 窑头 1）窑头平台 沿窑轴线方向的长度 考虑大块熟料拉出 2）喷煤管 净空高度2m（至窑头平台），可伸缩且能上下左右调节11.5 3）煤粉下料管 倾向窑（55），但不应垂直 4）窑头厂房 净空高度（窑筒体上缘至屋顶）4m，顶部开天窗；多筒冷却机 3m 5）篦式冷却机 偏心向物料升起方向，一般为窑内径1018% 下有漏斗+拉链输送机,（二）立窑系统 生料配煤+成球+立窑+鼓风+收尘+熟料破碎与输送 分散布置或集中布置 集中布置的优点： 工艺流程顺畅紧凑；操作管理维修方便；充分利用空间，减