水泥工艺学--原料及预均化技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三章 原料及预均化技术,3.1 水泥生产用主要原料,3.2 水泥生产用辅助原料,3.3 矿山开采,3.4 原料破碎与烘干、输送与储存,3.5 原料的预均化,3.6 提高原料预均化效果的主要措施,硅酸盐水泥原材料种类,水泥熟料的质量主要取决于生料率值的控制和成分的均齐。制备合适的生料，并适应煅烧设备的性能，对原料就有一定的要求。需正确合理地选择和控制原料质量 。,原料必须满足一定的要求：,1,化学成分满足要求。,否则配料困难，甚至无法配料,2,含杂质少。,以免影响煅烧、水泥质量,3,应具有良好的工艺性能。,如易磨性、易烧性、易混合性等,类 别,名 称,备 注,主要原料,石灰质原料,石灰石、白垩、贝壳等,1t熟料,-1.6t干原料,黏土质原料,黏土、黄土、页岩、粉煤灰等,校正原料,铁质校正原料,硫铁矿渣、铁矿石、铜矿渣等,生产熟料,硅质校正原料,河砂、砂岩、粉砂岩等,铝质校正原料,炉渣、煤矸石、铝矾土等,外,加,剂,矿化剂,萤石、萤石-石膏、金属尾矿等,生产熟料,晶种,熟料,生产熟料,助磨剂,亚硫酸盐纸浆废液、醋酸钠等,粉磨用,燃料,固体燃料,烟煤、无烟煤,我国常用煤,液体燃料,重油,缓凝材料,石膏等,水泥组分,混合材料,粒化高炉矿渣、石灰石等,水泥组分,3.1.1石灰质原料,凡是以碳酸钙、,氧化钙、氢氧化钙,为主要成分的原料都叫,石灰质原料,。如石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等。,一般生产,1t,熟料约用,1.3-1.5t,石灰质干原料，在生料中约占原料总量的,80%,以上。,1,种类,天然的：石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等。,我国水泥工业生产中应用最普遍的是石灰岩（俗称石灰石），泥灰岩次之，个别小厂采用白垩和贝壳。,3.1.1石灰质原料,石灰岩：是由碳酸钙所组成的化学与生物化学沉积岩，主要矿物：,方解石（,CaCO,3,）微粒,常含有白云石（,CaCO,3,MgCO,3,）、石英（结晶,SiO,2,）、燧石（又称玻璃质石英、火石，主要成分为,SiO,2,，属结晶,SiO,2,）、粘土质及铁质等杂质。,结构致密，呈块状，性脆，莫氏硬度 3 4 。,莫氏硬度：见书,P,34,3.1.1石灰质原料,方解石晶体的大小对生料易烧性的影响：,CaC0,3,晶体愈小，分解出的,Ca0,颗粒也愈小，分散度愈大，在相等量熔体条件下，,Ca0,颗粒与熔体的接触面愈大，故,Ca0,溶解及参与烧成反应的数量愈多，因此其易烧性越好。,CaC0,3,晶体愈大，分解温度愈高。,3.1.1石灰质原料,石英、燧石（以石英为主要矿物）对生料易磨性、易烧性的影响：,化学成分均为,SiO,2,，呈稳定的结晶状态。,石英、燧石莫氏硬度7，质地坚硬，难磨。,难烧：,煅烧时,SiO,2,要与原料中的,CaO,等起反应，生成矿物，首先必须破坏它原来的结构（使它活化）。破坏结晶,SiO,2,的结构，需要的能量大。,3.1.1石灰质原料,泥灰岩是由碳酸钙和粘土物质同时沉积所形成的均匀混合的沉积岩，易采掘。它是一种由石灰石向粘土过渡的岩石。,泥灰岩是一种极好的水泥原料，其中石灰岩和粘土混合均匀，易烧性好，有利于提高窑的产量，降低燃料消耗。,白垩是由海生生物外壳与贝壳堆积而成，主要由隐晶或无定形细粒疏松的碳酸钙所组成的石灰岩。其中常夹有粘土，碳酸钙含量在,90%,以上。白垩结构疏松，易于粉磨和煅烧，是水泥生产的优质原料。,3.1.1石灰质原料,人工的(工业废渣)：电石渣、糖滤泥、碱渣、白泥等。,3.1.1石灰质原料,2,生产质量要求,用作生产硅酸盐水泥原料的石灰岩和泥灰岩，其质量要求如下表,GB 50295,2008,水泥工厂设计规范,成分,CaO,MgO,f-SiO,2,（燧石或石英）,SO,3,碱,氯离子,含量,(),48,3,8(石英质)或,4(燧石质),0.5,0.6,0.03,3.1.1石灰质原料,新型干法水泥生产过程中，采用了石灰石预均化、生料均化等措施，为低品位石灰石的利用提供了保证，使,C,含量在,42%,左右、,M,含量在,3-5%,之间的低品位石灰石，也能达到生产要求，处长了矿山服务年限，有效利用了资源。,低品位石灰石具有易烧、易磨、共熔温度低、晶格有缺陷和碳酸钙分解温度低等优点，但低品位石灰石成分波动大、,R,2,O,等有害成分含量高，对配料煅烧有一定影响。,3.1.1石灰质原料,3,石灰质原料的选择,根据配料要求，石灰石中的CaO不能低于48。但是，为了矿山的开发，原料的综合利用，低品位的石灰石也应利用起来，这样，就需要和一级品搭配使用，但搭配以后的石灰石CaO仍需大于48。,氧化镁如果含量太高，会影响到水泥的安定性，而石灰石中的白云石（,CaCO,3,MgCO,3,）是氧化镁的主要来源。为使熟料中MgO小于5.0，则石灰石中的MgO小于3.0。,碱含量过高，会影响到熟料的煅烧和熟料的质量,。,3.1.1石灰质原料,3,石灰质原料的选择,石灰石中夹杂呈结核状或透镜状的燧石（结晶,SiO,2,）称为燧石结核，它以石英为主要矿物，这种物质难磨、难烧，从而影响到窑、磨的产量及熟料的质量。,重结晶的大理石与方解石结构致密，结晶粗大，完整，虽化学成分较纯，,CaCO,3,含量较高；但不易磨细与燃烧。,3.1.2粘土质原料,粘土质原料指提供水泥熟料中的,SiO,2,、,Al,2,O,3,、,Fe,2,O,3,等成分的原料的总称。一般生产,1t,熟料约用,0.3t-0.4t,粘土质原料。在熟料中约占,11%-17%,。（,硅铝质原料,）,1,种类,天然的：黄土、粘土、页岩、粉砂岩、河泥等。,人工的,(,工业废渣,),：煤矸石、粉煤灰、煤渣、磷渣等。一般均只代替部分粘土。,我国水泥工业中使用较多的是粘土和黄土。,随着国民经济的发展以及水泥广大型化的趋势，为保护耕地，不占农田，近年来多采用页岩、粉砂岩等为粘土质原料。,3.1.2粘土质原料,砂岩,页岩,3.1.2粘土质原料,2,硅铝质原料主要质量指标,产品方案中对氧化镁或碱含量有限量要求时，应相应变更。,在资源条件允许时，应首选岩石状硅铝质原料(如页岩类、粉砂岩类、砂矿类等) 。,硅酸率,铝氧率,氧化镁,SO,3,碱,氯离子,指标,3.00,4.00,1.50,3.00,3,1,4,0.03,3.1.2粘土质原料,3衡量粘土质原料质量的因素：,粘土的化学成分(硅率、铝率)、含砂量、含碱量以及粘土的可塑性、热稳定性、正常流动度的需水量等工艺性能。这些性能随粘土中所含的主导矿物、黏粒多寡及其杂质等不同而异。,所谓主导矿物是指粘土同时含有几种粘土矿物时，其中含量最多的矿物。根据主导矿物不同，可将粘土分成高岭石类、蒙脱石类及水云母类等。,一般水泥生产中粘土质原料以高岭土居多，为层状结构的二氧化硅。,3.1.2粘土质原料,4,粘土矿物,粘土矿物与粘土工艺性能的关系见书,P,37,表,3.4,。,3.2,水泥生产用辅助原料,校正原料、外加剂、燃料、缓凝剂和混合材料等,本章仅介绍校正原料、燃料。,3.2.1,校正原料,在生产中只用石灰质和粘土质两种原料，往往不能满足生产优质熟料、尤其是特种水泥熟料的要求，有的是,Fe,2,O,3,含量不足，有的则是,SiO,2,、,Al,2,O,3,的含量不足。为了弥补这些成分的不足，一般选用铁质、硅质和铝质三种校正原料。,3.2.1,校正原料,(,一,),、铁质校正原料,1,种类：,天然的：低品位铁矿石,工业废渣：硫铁矿渣,(,硫铁矿煅烧脱硫后排出的一种粉状残渣，,Fe,2,O,3,50%,，在我国用得较多，俗称铁粉。,),、炼铁厂尾矿、铜矿渣、铅矿渣等。,2,质量要求,Fe,2,O,3, 40%,；,MgO 3%,；,R,2,O 4.0,SiO,2, (70%-90%),R,2,O 30%,MgO 3%,R,2,O 2%,。,书,P,40,表,3.9,几种铝质校正原料的化学成分。,3.2.2,燃料,水泥工业是消耗大量燃料的工业，燃料按其物理状态不同可分为固体、液体和气体三种。,3.2.2,燃料,（一）、固体燃料煤的种类,固体燃料煤，可用无烟煤、烟煤和褐煤。回转窑一般用烟煤，立窑采用无烟煤或焦煤末。,1、无烟煤：无烟煤是一种碳化程度最高，干燥无灰基挥发分含量小于10%的煤。其收到基低热值一般为2090029700kJ/kg（50007000kcal/kg）。,无烟煤结构致密坚硬，含碳量高，着火温度为600700，燃烧火焰短，是立窑煅烧熟料的主要燃料。,3.2.2,燃料,（一）、固体燃料煤的种类,固体燃料煤，可用无烟煤、烟煤和褐煤。回转窑一般用烟煤，立窑采用无烟煤或焦煤末。,2、烟煤：烟煤是一种碳化程度较高，干燥灰分基挥发分含量为15-40%的煤。其收到基低热值一般为2090031400kJ/kg（50007500kcal/kg）。,烟煤结构致密，着火温度为400500，是回转窑煅烧熟料的主要燃料。,3.2.2,燃料,（一）、固体燃料煤的种类,固体燃料煤，可用无烟煤、烟煤和褐煤。回转窑一般用烟煤，立窑采用无烟煤或焦煤末。,3、褐煤：褐煤是一种碳化程度较浅的煤，有时可清楚地看出原来的木质痕迹。其挥发分较高，可煤基挥发分可达4060%，灰分2040%，热值为83741884kJ/kg。褐煤中自然水分含量较大，性质不稳定，易风化或粉碎。,3.2.2,燃料,(,二,),、煤的组成及分析,煤的分析方法通常有二种：元素分析和工业分析。,1,、元素分析法,用化学分析方法，分析燃料的主要元素百分数，即碳（,C,）、氢（,H,）、氧（,O,）、氮（,N,）、硫（,S,）及灰分（,A,）和水分（,M,）等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。,碳（,C,）：是燃料中最主要组分，在煤中的含量为,55,99%,，,是固体燃料的主要热能来源,。,3.2.2,燃料,(,二,),、煤的组成及分析,煤的分析方法通常有二种：元素分析和工业分析。,1,、元素分析法,用化学分析方法，分析燃料的主要元素百分数，即碳（,C,）、氢（,H,）、氧（,O,）、氮（,N,）、硫（,S,）及灰分（,A,）和水分（,M,）等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。,氢（,H,）：是燃料中的一种可燃成分，对燃料的性质的影响较大。在煤中有两种存在形式：一种与碳、硫化合，称可燃氢；另一种与氧化合，不能参加燃烧。,氢含量越多，燃料的挥发分越高，越容易着火燃烧，燃烧的火焰也越长。,在固体煤料中一般不超过,4,5%,。,3.2.2,燃料,(二)、煤的组成及分析,煤的分析方法通常有二种：元素分析和工业分析。,1、元素分析法,用化学分析方法，分析燃料的主要元素百分数，即碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）及灰分（A）和水分（M）等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。,氧（O）、氮（N）：不参与燃烧，不能放出热量。固体燃料中含量约为13%。,3.2.2,燃料,(,二,),、煤的组成及分析,煤的分析方法通常有二种：元素分析和工业分析。,1,、元素分析法,用化学分析方法，分析燃料的主要元素百分数，即碳（,C,）、氢（,H,）、氧（,O,）、氮（,N,）、硫（,S,）及灰分（,A,）和水分（,M,）等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。,硫（,S,）：有三种形态，有机硫化物、金属硫化物、无机硫化物，前两种可挥发并参与燃烧，放出热量，称为可燃硫或挥发硫。硫燃烧后放出热量，且会形成,SO,2,气体，对人体有害。污染环境，腐蚀设备，影响产品质量，是燃料中的有害成分。一般含量在,2%,以下。,3.2.2,燃料,灰分：燃料燃烧后剩下的不可燃烧的杂质称为灰分。成分多为硅酸盐等无机化合物，如,S,、,F,、,A,、,C,、,M,等。,其中,S,及,A,占大多数,。,灰分是燃料中的有害成分，灰分越多，燃料品质越低。其影响如下：,灰分的存在，降低了燃料中可燃成分含量，同时燃烧过程中灰分升温吸热，消耗热量，降低燃料的发热量。,灰分过高时，热值低，影响燃料的燃烧速度和燃烧温度，使燃烧达不到工艺要求，影响熟料的产、质量。,由于煤灰增加，在烧成温度下物料液相量增多，粘性增大易结圈，影响窑系统的通风，增加排风机电耗。,3.2.2,燃料,灰分：燃料燃烧后剩下的不可燃烧的杂质称为灰分。成分多为硅酸盐等无机化合物，如,S,、,F,、,A,、,C,、,M,等。其中,S,及,A,占大多数。,灰分是燃料中的有害成分，灰分越多，燃料品质越低。其影响如下：,煤灰增加，相应地增加煤粉用量，改变工厂的物料平衡，同时会影响煤磨产量，有时需要放宽煤粉细度，这样容易产生不完全燃烧，出现恶性循环。,煤的灰分还影响熟料的化学成分，若煤的来源多，又未能均化，其灰分的波动必然导致熟料化学成分及质量的波动。,一般对窑外分解窑，要求煤粉的灰分,27%,。,3.2.2,燃料,水分（M）：燃料中的水分是指自然水分（不包括化合结晶水）。一般是机械地混入燃料的非结合水和吸附在毛细孔中的吸附水。,煤粉水分高，使燃烧速度减慢，且汽化时要吸收大量汽化热，降低火焰温度。但少量水分的存在能促进碳和氧的化合，并且在发火后能提高火焰的辐射能力，因此水分一般控制在2.0%，最好控制在0.5%1.0%。,3.2.2,燃料,2,、工业分析法,煤的工业分析能够较好地反映煤在窑炉中的燃烧状态，而且分析手续简单，因而一般只做工业分析。,工业分析包括对水分（,M,）、挥发分（,V,）、固定炭（,C,）、灰分（,A,）的测定，四项总量为,100%,。在四项量以外还需测定硫分，作为单独的百分数提出。对煤的灰分应该作全分析，包括,SiO,2,、,Al,2,O,3,、,Fe,2,O,3,、,CaO,、,MgO,等化学成分以及煤的热值,(,发热量以每公斤煤能发出多少千焦的热量表示，单位为,kJ/kg),。,分析基准有：,3.2.2,燃料,2、工业分析法,收到基-指工厂实际使用的煤的组成。原称“应用基”，在各组成的右下角以“ar”表示（原“y”）。,3.2.2,燃料,2,、工业分析法,空气干燥基,-,指实验室所用的空气干燥煤样的组成（将煤样在,20,和相对温度,70%,的空气下连续干燥,1h,后质量变化不超过,0.1%,，即可认为达到空气干燥状态，此时煤中的水分与大气达到平衡），在各组成的右下角以“,ad”,表示（原,f,）。,空气干燥状态下留存在煤中的水分称为空气干燥基水分或内在水分,M,ad,，在空气干燥过程中逸出的水分称为外在水分,M,ar,f,。收到基水分为总水分，即内在水分与外在水分之和：,3.2.2,燃料,2、工业分析法,干燥基-指绝对干燥的煤的组成。不受煤在开采、运输和贮存过程中水分变动的影响，能比较稳定地反映成批贮存煤的真实组成，在各组成的右下角以“d”表示（原g）。,干燥无灰基-指假想的无灰无水的煤组成。由于煤的灰分在开采、运输或洗煤过程中会发生变化，所以，除去灰分和水分的煤组成，或排除外界条件的影响。在各组成的右下角以“daf”表示（原r） 。,煤的各种成分的换算关系如下表。,3.2.2,燃料,1,收到基,-,指工厂实际使用的煤的组成。,ar,2,空气干燥基,-,指实验室所用的空气干燥煤样的组成。,ad,3,干燥基,-,指绝对干燥的煤的组成。,d,4,干燥无灰基,-,指假想的无灰无水的煤组成。,adf,煤的各种成分的换算关系如下表。,3.2.2,燃料,(,三,),、回转窑对燃煤的质量要求,新型干法水泥生产采用了多风道燃烧器、篦式冷却机等，提高了二次风温度，对燃料要求相对较低，用低质煤煅烧水泥熟料技术已成熟。,低质煤就是指挥发分,V,ad,20%,，灰分,A,ad,30%,，热值,Q,net,ad,20935kJ/kg,的煤，显然低挥发分煤、贫煤（半无烟煤）、无烟煤均属此列。,1,热值：对燃煤的热值希望愈高愈好，这可以提高发热能力的煅烧温度。热值较低的煤使煅烧熟料的单位热耗增加，同时使窑的单位产量降低。一般要求煤的,低位发热量,Q,net,ad,23000kJ/kg,煤。,3.2.2,燃料,(,三,),、回转窑对燃煤的质量要求,1,热值,2,、挥发分：煤在隔绝空气的条件下加热时，有机质分解释放出气态和蒸气状物质所占质量百分率减去水分就是挥发分。它是碳元素同氢、氧元素组成的有机化合物。,煤粉在燃烧过程中，首先是挥发分从煤粒中析出并在一定的温度下着火燃烧，随着挥发分析出燃烧，在煤粒中形成许多孔隙，煤粒表面的空气向内扩散与煤粒中部的固定碳被点燃，反过来又进一步加快了挥发分的析出和燃烧,。,3.2.2,燃料,(三)、回转窑对燃煤的质量要求,1热值,2、挥发分,煤的挥发分和固定炭是可燃成分。挥发分低的煤，着火温度高，窑内会出现较长的黑火头，高温带比较集中。一般要求煤的挥发分35%。当煤的挥发分不恰当时，应该采用配煤的方法，用高挥发分和低挥发分的煤搭配使用。,3.2.2,燃料,(三)、回转窑对燃煤的质量要求,1热值,2、挥发分,煤的着火温度随挥发分增加而降低，挥发份含量高的煤着火早，而且使煤的发热过程持续较长的距离，因此火焰长。挥发分低的煤，绝大部分的热能在很短的距离内部能被释放出来，这样使火焰集中火焰短，有时会出现局部高温现象。,挥发分对煤粉的燃尽也有直接影响，一般挥发分较高的煤形成的焦炭疏松多孔，它的化学反应也较强。,3.2.2,燃料,(三)、回转窑对燃煤的质量要求,1热值2、挥发分,3灰分：见前介绍,4水分：见前介绍,3.2.2,燃料,(,三,),、回转窑对燃煤的质量要求,1,热值,2,、挥发分,3,灰分,4,水分,5,细度：回转窑用烟煤作燃料时，须将块煤磨成煤粉再行入窑。,煤粉细度太粗，则燃烧不完全，增加燃料消耗；,同时，煤粉太粗，则煤灰落在熟料表面，使熟料成分不均匀，因此会降低熟料的质量；,而且燃烧不完全的煤粉落入熟料时由于氧气不足，不能继续燃烧，形成还原焰，使熟料中,Fe,2,O,3,还原成,FeO,，造成黄心料，黄皮料。,因此，煤粉细度最好控制在,88um,，筛余小于,15%,。若烟煤挥发分,15%,，则煤粉细度应控制在,6.0%,以下。,3.2.2,燃料,(三)、回转窑对燃煤的质量要求,1热值2、挥发分3灰分4水分,5细度,但煤粉磨得过细，既增加能耗，又容易引起煤粉自燃和爆炸。,对正常运转的回转窑，在燃烧温度和系统通风量基本稳定的情况下，煤粉的燃烧速度与煤粉的细度、灰分、挥发分和水分含量有关。一般水泥厂水分控制在1.0%以下，这时挥发分含量越高，细度越细，煤粉就越容易燃烧。,当水泥厂选定某矿点的原煤作烧成用煤时，挥发分、灰分基本固定，只有改变煤粉细度才能满足煅烧工艺要求。,3.2.2,燃料,为何要用无烟煤？,我国幅员辽阔，煤炭储量及品种分布极不平衡。烟煤主要分布在我国北方地区，广大南方地区埋藏着以低挥发分为主的无烟煤。,在传统的水泥生产工艺中，回转窑生产线必须使用烟煤，这些烟煤主要来自北方的一些大煤矿，影响：,一是增加北方烟煤的消耗量；,二是增加了铁路运力；,三是对煤炭未能做到物尽其用，使煤炭的利用率大大降低；,四是南方水泥厂大量使用北方产烟煤，由于运费消耗，煤价上扬，水泥生产成本大大提高，且由于交通运输紧张，为保证水泥连续生产，水泥工厂必须建大的贮煤场来贮煤，既增加了水泥厂基建投资和占地面积，也使生产成本提高，影响工厂经济效益。若能就地取材，用当地低挥发份的无烟煤作燃料，既可减少基建投资降低生产成本，又可减轻运输压力，合理利用煤炭资源。,3.2.2,燃料,为何要用无烟煤？,经测算，在福建地区，根据煤的来源不同，用无烟煤比外购煤每吨熟料可降低成本,25,40,元，如果按日产,2000,吨熟料计算，仅燃料一项每年就可增加净利润,1500,万,2400,多万元。,现福建地区普遍采用挥发分在,3-5%,的无烟煤，也能正常生产。,立窑一般使用无烟煤，因立窑煅烧时，煤中的挥发分在预热带会逸出，并被废气带走，故一般使用无烟煤更为有利。,3.2.2,低品位原料和工业废渣的利用,低品位原料的应用,低品位原料：指那些化学成分、杂质含量与物理性能不符合一般水泥生产要求的原料。,3.3 矿山开采,主要原料（石灰石和粘土）资源 ，靠近工厂，自行开采。,开采前对矿山资源进行详细的勘探；作必要的原料工业性试验。,3.3 矿山开采,水泥厂的原料一般是用露天开采。,开采过程：,剥离：覆盖层的剥离 开采：有用矿的开采,石灰石矿山,3.3 矿山开采,水泥厂的原料一般是用露天开采。,开采过程：,剥离：覆盖层的剥离 开采：有用矿的开采,钻孔,爆破,采运,3.3 矿山开采,矿石的运输，根据采石场距工厂的距离及采石场与工厂间的地形可以利用不同的运输工具。,皮带输送机,钢索绞车,自动卸料汽车,小型内燃机车,火车装运,架空索道,3.4,原料的破碎与烘干、输送与储存,3.4.1 破碎,（一）、物料破碎的目的：,便于运输、储存、烘干、计量配料、喂料、粉磨,（二）、常需破碎的物料：,石灰石、块状粘土质原料、矿化剂、石膏、熟料等。,3.4,原料的破碎与烘干、输送与储存,3.4.1 破碎,（三）、破碎工艺：,破碎：利用机械方法将大块物料变成小块物料的过程。（大于25mm ）,破碎段：物料每经过一次破碎，称为一个破碎段。,石灰石破碎常一段或二段破碎。,破碎比：物料破碎前后的粒度之比。,几种破碎比,3.4,原料的破碎与烘干、输送与储存,3.4.1 破碎,（四）、破碎设备及选用,破碎方法：,压碎击碎磨碎折碎劈碎等,常用破碎设备：颚式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机、圆锥式破碎机、辊式破碎机、反击-锤式破碎机、立轴锤式破碎机等。,3.4,原料的破碎与烘干、输送与储存,3.4,原料的破碎与烘干、输送与储存,3.4.2 烘干,烘干：利用热能将物料中的水分汽化并排除的过程。,烘干的目的：提高磨机粉磨效率；利于粉状物料的输送、储存和均化。,常需要烘干的物料：粘土、煤、矿渣等。,3.4,原料的破碎与烘干、输送与储存,3.4.2 烘干,被烘干物料的水分要求：,采用普通干法粉磨工艺时，要求入磨物料的平均水分应小于1.5%。一般设烘干设备，对含水多的物料进行烘干,采用烘干磨时，要求入磨物料的平均水分小于6%（也有的更高）。一般不设烘干设备，但当平均水分超过允许入磨水分时，也需对含水多的物料烘干。,3.4,原料的破碎与烘干、输送与储存,3.4.2 烘干,烘干方法及设备：,单独烘干,烘干兼粉磨,回转烘干机最成熟，常用,悬浮烘干机,流态化烘干机,立式烘干塔,烘干方法,烘干设备,可简化流程，节省设备和投资，减少人员，减少扬尘点，还可以利用窑尾和冷却机的废气余热。,3.4,原料的破碎与烘干、输送与储存,逆,流,式,回,转,烘,干,机,3.4,原料的破碎与烘干、输送与储存,3.4.3 输送与储存,（一）物料的输送,常用的,输送设备,皮（胶）带输送机,斗式提升机,振动输送机,刮板输送机,溜管 等,机械输送,气力输送,气力提升泵,空气输送斜槽,3.4,原料的破碎与烘干、输送与储存,物料种类,输送方式,常用设备,备注,块状或小粒状物料,机械输送,皮（胶）带输送机,水平、倾斜输送,振动输送机,埋刮板输送机,斗式提升机,垂直输送,溜管（溜子）,倾斜输送,粉状物料,机械输送,螺旋输送机（常称铰刀）,倾斜输送,提升机,垂直输送,气力输送,空气输送斜槽,水平输送,气力提升泵,垂直输送,3.4,原料的破碎与烘干、输送与储存,3.4.3 输送与储存,储存的目的：平衡生产,储存期：物料的储存量能满足工厂生产需要的天数。,储存期过长，增加经营费用，过短则难以保证工厂生产连续均衡（原料生料熟料）。,表3.17常用物料的最低可用储存量及一般储存期,3.4,原料的破碎与烘干、输送与储存,3.4.3 输送与储存,储存设施：,露天堆场,堆棚,预均化堆场、均化库,圆库,联合储库,储料仓 （料仓、料斗）,3.5,原燃料的预均化,3.5.1 均化与预均化的基本概念,（一）、物料的均化,1、均化：通过采用一定的工艺,措施,，达到,降低,物料的化学成分,波动,振幅，使物料的,化学成分均匀,一致的过程。,2、均化的意义：均化是保证熟料,质量,、,产量,及,降低消耗,的基本措施和前提条件，也是稳定出厂,水泥质量,的重要途径。,3.预均化：原料破碎后，入磨前进行的均化。,3.5,原燃料的预均化,3.5.1 均化与预均化的基本概念,（一）、物料的均化,环 节 名 称,完成均化,工作量的任务（%）,原料矿山的搭配开采与搭配使用,1020,原料的预均化,3040,配料控制及生料粉磨,010,生料均化,40,生料均化链：,3.5,原燃料的预均化,3.5.1 均化与预均化的基本概念,（二）、评价物料均匀性的指标,1、标准偏差,S=,S标准偏差（%）,n 试样总数或测量次数，一般不应少于2030个,x,i,物料中某成分的各次测量值，x,i,x,n,各次测量值的平均值，即,=,标准偏差是一项表示物料成分均匀性的指标，其,值越小，成分越均匀。,3.5,原燃料的预均化,3.5.1 均化与预均化的基本概念,（二）、评价物料均匀性的指标,2、变异系数：,3、均化效果：,变异系数：表示物料成分的相对波动情况，变异系数越小成分的均匀性越好。,均化前物料的标准偏差与均化后物料的标准偏差之比,H越大，表示均化效果越好,3.5,原燃料的预均化,3.5.1 均化与预均化的基本概念,（二）、评价物料均匀性的指标,4、合格率：指若干个样品在规定质量标准上下限之内的百分率。,可以反映物料成分的均匀性，但不能反映全部样品的波动幅度及其成分分布特性。,3.5,原燃料的预均化,3.5.2 原燃料的预均化,（一）、定义：,原燃料在储存、取用过程中，通过采用特殊的,堆取料方式及设施,，使原料或燃料化学成分波动范围减小，为入窑前生料或燃料成分趋于,均匀一致,而作的必要准备过程。,简言之，所谓原燃料的预均化就是原料或燃料在粉磨之前所进行的均化。,3.5,原燃料的预均化,3.5.2 原燃料的预均化,（二）、原理：,“平铺直取”,堆放时，尽可能地以最,多,的,相互平行,、,上下重叠,的,同厚度,的料层构成料堆；,取料时，按,垂直于料层方向,的截面对所有料层切取一定厚度的物料。,3.5,原燃料的预均化,3.5.2 原燃料的预均化,（三）、作用,降低原燃料成分波动,，,为准确配料、提高生料均匀性，稳定熟料煅烧提供良好的条件。,3.6,提高原燃料预均化效果的主要措施,矩型预均化堆场,圆型预均化堆场,1、类型,（一）预均化堆场,3.6,提高原燃料预均化效果的主要措施,矩形预均化堆场,一般设两个料堆，一个在堆料，另一个在取料，相互交替,。,3.6,提高原燃料预均化效果的主要措施,矩形预均化堆场,一般设两个料堆，一个在堆料，另一个在取料，相互交替,。,3.6,提高原燃料预均化效果的主要措施,矩形预均化堆场,一般设两个料堆，一个在堆料，另一个在取料，相互交替,。,3.6,提高原燃料预均化效果的主要措施,圆形预均化堆场,料堆为圆环状，在料堆的开口处，一端在连续堆料；另一端连续取料。,3.6,提高原燃料预均化效果的主要措施,圆形预均化堆场,料堆为圆环状，在料堆的开口处，一端在连续堆料；另一端连续取料。,3.6,提高原燃料预均化效果的主要措施,圆形预均化堆场,料堆为圆环状，在料堆的开口处，一端在连续堆料；另一端连续取料。,3.6,提高原燃料预均化效果的主要措施,圆形预均化堆场,料堆为圆环状，在料堆的开口处，一端在连续堆料；另一端连续取料。,破碎比的几种计算方法,1) 极限破碎比：用破碎前物料的最大粒度与破碎后产品最大粒度之比计算。,i = D,max,/d,max,式中D,max,破碎前物料的最大粒度;,d,max,破碎后物料的最大粒度。,由于各国的习惯不同，最大粒度取值方法不同。英美以物料80%能通过筛孔的筛孔宽度为最大粒度直径，我国和原苏联以物料的95%能通过筛孔的筛孔宽度为最大粒度的直径。,破碎比的几种计算方法,2) 公称破碎比：用破碎机给料口有效宽度和排料口宽度之比,i = 0.85B/b,式中 B-破碎机给料口宽度;,b-破碎机排料口宽度;,0.85-保证破碎机咬住物料的有效宽度系料。排料口宽度的取值，粗破碎机取最大排料口宽度;中破碎机取最小排料口宽度。 用该式计算破碎比很方便，因在生产中不可能经常对大批物料作筛分分析，但采用该式，只要知道破碎机给料口和排料口宽度，就可计算出破碎比。值得指出，某些破碎机，其排料粒度不是由排料口大小来决定的。,破碎比的几种计算方法,3) 真实破碎比(平均破碎比)：用平均粒度计算,i = D,cp,/d,cp,式中 D,cp,破碎前物料的平均直径;,d,cp,破碎后物料的平均直径。,这种方法求得的破碎比，能较能真实地反映破碎程度，因而理论研究常采用它。,煤的高位发热量和低位发热量,煤的高位发热量Q,gr,（ Q,GW,）是指煤在空气中燃烧后生成的热量。煤在空气中燃烧时，煤中可燃硫生成SO2，氮则生成游离状态氮而逸出，蒸气成液体状态而冷却生成水(25)。,煤的低位发热量Q,net,（ Q,DW,）是指煤在实际工业燃烧时，它原有的水分和在燃烧过程中，由氢燃烧后所生成的水，都以水蒸汽的状态从烟道中排出，水由液体变成蒸汽时需要一部分热量，这部分热量称为汽化热，因此从高位发热量中减去汽化热，才是煤的有效热值，称为煤的低位发热量。,