【正文】 日產(chǎn)10000t粉煤灰水泥水泥燒成車間工藝的初步設計日產(chǎn)10000t粉煤灰水泥水泥燒成車間工藝初步設計目 錄摘 要 IAbstract II第一章 緒 論 1 引言 1 設計簡介 1第二章 原料與燃料 3 3 3 4 4 4第三章 配料計算 5 5 5 5 6 7 7 8 8 8 9 9第四章 工藝平衡計算 11 11 11 12 14 15 15 16 18第五章 儲庫計算 19 19 儲庫匯總表 24第六章 物料平衡和熱量平衡計算 25 25 26 36第七章 窯外分解系統(tǒng)的設計計算 38 38 38 40 40 44 分解爐結構尺寸的計算 45 47 4旋風筒各結構尺寸匯總表 54第八章 窯尾設備的計算及選型 57 57 57 58 煙囪的計算選型 58第九章 全廠工藝平面布置 60總結 62參考文獻 63致謝 64日產(chǎn)10000t粉煤灰水泥水泥燒成車間工藝的初步設計第一章 緒 論 引言粉煤灰是指由火力發(fā)電廠燃燒粉煤以后從煙氣中收集到的微細煙灰，它是一種密實的玻璃質球狀粉體活性礦物微粒，結構致密而且性質穩(wěn)定，屬于火山灰質材料。由于它的比表面積相較其他火山灰質混合材更大，加之用其配制出的水泥比其他的火山灰水泥的干縮性小、抗裂性好、和易性好、水化熱低、抗腐蝕能力強，抗凍性也好于其它火山灰水泥，節(jié)約成本等特點。長期以來，粉煤灰水泥被廣泛用于工業(yè)與民用建筑，尤其適用于大體積混凝土、水工建筑、海港工程等項目。正是因此，粉煤灰混合材水泥的開發(fā)及利用，越來越受到眾多水泥生產(chǎn)廠家的青睞。 水泥生產(chǎn)的新型干法技術自問世以來就倍受國內外的關注，特別是在80年代以來得到了突飛猛進的發(fā)展，目前在國際水泥工業(yè)中以預分解技術為核心，將現(xiàn)代的科學技術和工業(yè)化生產(chǎn)的成果廣泛結合應用于水泥生產(chǎn)的全過程，形成了一套以現(xiàn)代高科技為特征，符合優(yōu)質，高效，節(jié)能，環(huán)保以及大型，自動化的現(xiàn)代生產(chǎn)方法。新型干法水泥技術代表了現(xiàn)階段最先進的水泥燒成技術，可以提高窯單位容積的產(chǎn)量、提高窯磚襯的壽命和運轉率，且自動化水平很高、生產(chǎn)規(guī)模更大，可以使用低品質燃料或廉價廢物燃料，從而達到節(jié)約燃料，降低熱損和電耗，減小設備、基建的投資費用，進而減少CO和NOx的生成量和降低事故發(fā)生率，且操作穩(wěn)定。發(fā)展應用新型干法水泥技術是環(huán)境友好保護和資源綜合利用的必然結果。同時，新型干法水泥技術涵蓋了許多豐富的理論及科研成果，指導著水泥的工業(yè)設計、研發(fā)、生產(chǎn)等工作的不斷完善、優(yōu)化和進步。新型干法水泥生產(chǎn)技術已成為當今水泥制造工業(yè)發(fā)展的主導技術和最先進的生產(chǎn)工藝。目前，美國、日本、德國等發(fā)達國家新型干法技術產(chǎn)量比已占95%以上，其他的發(fā)達國家也達到了80%以上，我國自2007年國家推行環(huán)保改革以來，新型干法技術產(chǎn)業(yè)比已由15%提升至65%，目前發(fā)展勢頭正十分良好。 設計簡介本設計是10000t/d粉煤灰水泥廠水泥新型干法生產(chǎn)線水泥燒成車間的工藝初步設計，采用目前國內外水泥行業(yè)相對較為先進的技術和設備，以盡可能的降低能耗、降低基建投入，又最大限度的提高產(chǎn)量和質量，做到環(huán)保，技術經(jīng)濟指標先進、合理。根據(jù)中華人民共和國國家標準GBT1596—2006規(guī)定：凡是由硅酸鹽水泥熟料混合粉煤灰、適量石膏磨細而制成的水硬性膠凝材料，稱為粉煤灰硅酸鹽水泥，簡稱粉煤灰水泥。水泥中粉煤灰的摻加量按其質量百分比計范圍為20~40%。這主要是由于粉煤灰所固有的特性所決定的。當前, 妨礙其摻量的主要原因是: 在粉煤灰的摻量增大時, 特別是當摻量超過50%后,水泥試塊的早期會強度非常低。要解決這一問題就必須要最大限度地激發(fā)粉煤灰的火山灰活性, 尤其是在凝結早期。采取在常溫下使用化學激發(fā)劑來進行預處理與摻加助磨劑粉磨工藝相結合的方法, 改善粉煤灰的礦物性能, 可以使粉煤灰在硅酸鹽類水泥中的摻量提高到50 % — 70 %, 且能達到42 .5 水泥的強度要求[1]。粉煤灰水泥的標號劃分與火山灰水泥標號劃分相同。、、（R代表早強水泥）。原始條件一、題目：日產(chǎn)10000t粉煤灰水泥廠水泥燒成車間工藝初步設計二、廠址：自選三、窯型：新型干法預分解窯四、規(guī)模：年產(chǎn)水泥300—350萬噸五、品種：,粉煤灰摻量：50%六、基本條件：中國的預分解窯熟料的燒成熱耗一般為3100—3300kJ/kg熟料[2]，本設計取q=3100kJ/kg；各種消耗材料的化學成分。2日產(chǎn)10000t粉煤灰水泥水泥燒成車間工藝的初步設計第二章 原料與燃料原料的結構成分和性能品質直接影響粉磨、配料、煅燒熟料的質量，最終也直接影響水泥的質量。故水泥的原料應滿足以下工藝要求：1)各化學成分必須滿足配料的要求，以制得成分合適的熟料，否則會使配料困難，甚至無法配料；2)有害雜質的含量應盡量可能少，以利于生產(chǎn)工藝操作和提高水泥的質量；3)原料應有良好的工藝性能（如易磨性、易燒性、熱穩(wěn)定性、易混合性等）。 凡是以碳酸鈣為主要成分的原料就叫做石灰質原料，這是水泥生產(chǎn)過程中用量最大的原料（~）。在此次設計中所使用的石灰石化學成分分析結果見表21：表 21 石灰石化學成分(%)石灰石（塊樣）lossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO∑傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)的輔助原料主要是粘土質原料，校正原料是鐵粉和砂巖。粘土質原料是含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要化學成分是SiO2，其次Al2O3，還有Fe2O3，~。但是如今粘土資源越來越緊缺，如果用來生產(chǎn)水泥則會增大水泥成本投入同時還造成較大的浪費，所以決定不使用粘土，而改選頁巖和砂巖來代替。鐵粉則使用硫酸渣。其化學成分全分析如下 ：表 22 硫酸渣化學成分(%)硫酸渣lossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑表 23 砂巖化學成分(%)砂巖lossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑表 24 頁巖化學成分(%)頁巖lossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑0本設計的混合材是粉煤灰和?；郀t礦渣，同時搭配少量的石灰石（通過對本設計使用的石灰石原料的化學成分分析后評定，此石灰石同時也是優(yōu)質的混合材原料，所以加入少量的石灰石作為混合材，不僅可以提高水泥強度從而提高了水泥質量，而且還可以減少?；郀t礦渣的消耗量，減小成本的投入）。 本此設計所使用的石膏化學成分分析見表25：表 25 石膏化學成分(%)lossSiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOK2ONa2OSO3IR（不溶物）∑石膏%我國水泥燒成一般都使用煤做燃料，燃料品質既影響煅燒過程又影響燒成熟料的質量，發(fā)熱量高的優(yōu)質燃料，其火焰溫度高，熟料KH值可高些；若燃料質量差，除了火焰溫度較低外，還會因煤灰的沉落不均勻，降低熟料的質量。本次設計用煤其元素分析和工業(yè)分析結果見表26,27：表 26 燃煤的元素分析（%）C arH arO arN arS arA arM ar表27 燃煤的工業(yè)分析及熱值　MarVarAarFCadQnet,ad原煤（無煙煤）2436863日產(chǎn)10000t粉煤灰水泥水泥燒成車間工藝的初步設計第三章 配料計算（累加試湊法[21]）配料計算的依據(jù)是物料的平衡。任何的化學反應物料平衡定理是：反應物的總量等于生成物的總量。隨著溫度升高，生料煅燒成熟料會經(jīng)歷：原料干燥蒸發(fā)物理水分；礦物分解釋放出結晶水；有機物質的分解和揮發(fā)；碳酸鹽分解釋放二氧化碳；液相出現(xiàn)；熟料燒成冷卻。由于有水分、二氧化碳和某些物質逸出，所以，計算時必須采用統(tǒng)一的標準。 表 31 原料與煤灰的化學成分（%）成分名稱LossSiO2Al2O3Fe2O3CaO其他石灰石頁巖砂巖硫酸渣煤灰國家標準要求預分解窯熟料率值[10]：KH=~ SM=~ IM=~計算時可假設 KH= SM= IM= ∑＝%計算熟料化學成分如下： Fe2O3 = = = % Al2O3 = IM FeO3 = = % SiO2 = SM (FeO3 + Al2O3) = ( ＋ ) = % CaO = ∑ － (SiO2 + Al2O3 ＋ FeO3) = － ( ＋ ＋ ) = % 計算以100Kg的熟料為基準： 式中：GA 熟料中煤灰摻入量，%； q 單位熟料熱耗，KJ/㎏熟料； 煤的應用基低位熱值，KJ/㎏煤； 煤的應用基灰分含量，%；S 煤灰沉落率，%,取煤灰的沉落率S=100?；鶞蕮Q算：查表[6] 《硅酸巖工業(yè)熱工基礎》P228 代入數(shù)據(jù)得： 過程表格如下：表32 累加試湊配料表 SiO2Al2O3Fe2O3CaO其它備注要求熟料組成煤灰()石灰石()（)/=頁巖()()/=砂巖()()/=硫酸渣()()/=石灰石()頁巖（）砂巖（）誤差不大，符合規(guī)定以上表配合比計算生料和熟料的組分,誤差較小，滿足生產(chǎn)要求，故干原料質量配合比為： 大理巖 ㎏， 頁巖 ㎏， ㎏， 硫酸渣 ㎏，合計㎏，則 石灰石 = （) 100% = %；同理可得其他組分的百分含量，如下：表33 干基原料配比石灰石頁巖砂巖硫酸渣%%%%計算如下:表34 配料誤差檢驗表 名稱配合比燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaO其它石灰石頁巖砂巖硫酸渣生料100灼燒生料 — —注：灼燒基中的生料=白生料中各氧化物的含量 =白生料中各氧化物的含量煤灰摻入量Ga = %，則灼燒生料配合比為（）% = %按此計算熟料的化學成分 表35熟料化學成分表名稱配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaO其它灼燒生料煤灰熟料100熟料率值計算如下：計算結果與前面假設非常接近,并且在所給率值范圍內，故配料計算成功。同時計算熟料的礦物組成，結果如下： C3S==（3）% =% C2S==（）% =% C3A==（）%=% C4AF==% =%重新調整配比后，熟料率值和礦物組成均符合設計要求，而且MgO和SO3也在控制范圍內[11]。如下表：表36 熟料MgO和SO3含量MgOSO3　 將干燥基原料配比換算為濕原料配比，計算生料系統(tǒng)控制指標：表37 設定原料操作水分（%）名稱石灰石砂巖頁巖硫酸渣水分（M） 濕原料=干原料。表38計算結果濕原料石灰石砂巖頁巖硫酸渣∑份數(shù)—換算白生料百分比%%%%100%白生料的理論消耗量：白生料理論消耗量===（kg白生料/100kg熟料）熟料煤耗：（熟料的空氣干燥基煤耗）P1==== （kg煤/100kg熟料）