5000td新型干法水泥厂石灰石圆形预均化堆场工艺设计_毕业设计(编辑修改稿)

5000td新型干法水泥厂石灰石圆形预均化堆场工艺设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

水泥 的 熟料提出 如下 规定 ―波特兰水泥熟料是一种水硬性材料， 其中含有至少 2/3 的 硅酸钙，其余 的是 Al2O Fe2O3及 其他氧化物。 CaO/SiO2的 重量比应该 不小于。 ENV197192 标准 十分 强调硅酸盐矿物 在四 大矿 物 中所占 百分 比 ，在 Al2O3和 Fe2O3的关系更看重 Al2O3的作用。 因此要 提高水泥 的 强度，适应新 的标准。 回转窑 企业 要修改 配料方案，向高硅、低铁型转 型并 采用与配料方案相适应的烧成技术。 表 21 国内外水泥熟料成分及矿物组成 类别 SiO2 AI2O3 Fe2O3 CaO fCaO KH SM IM C3S C2S C3A C4AF 国外水泥 （ 23 个） 1 57 20 8 10 国内新型干法 （ 20 个） 4 53 24 8 10 国内重点水泥 企业（ 56 个） 7 54 20 7 14 国内立窑 2～ 3 59 14 7 14 查《新型干法水泥生产工艺设计手册》新型干法水泥生产的熟料率值一般控制在：KH=177。 ， SM=177。 ， IM=177。 综上所述，最终率值的确定如下： KH=， SM=， IM= 唐山学院毕业设计 7 表 22 为各窑型律值范围及氧化物含量： 表 22 各窑型率值范围及氧化物含量 窑型 KH SM IM C3S% C2S% C3A% C4AF% 湿法窑 ～ ～ ～ 51～ 59 16～ 24 5～ 11 11～ 17 干法窑 ～ ～ ～ 46～ 67 19～ 28 6～ 11 11～ 18 预分解窑 ～ ～ ～ 14～ 28 14～ 28 7～ 10 10～ 12 预分解窑 推荐值 适宜范围 ～ ～ ～ 熟料热耗的确定 在水泥厂中影响熟料热耗的因素有很多，我国系统热耗比较高的最总要的原因是：结皮堵塞现象很严重，设备的故障十分频繁，因此导致窑的运转率偏低。 而国外水泥厂家则采用低阻高效的多级预热系统，应用新型篦式冷却机和多通道喷煤管等先进工艺，降低了水泥生产中熟料的热耗。 根据《新型干法水泥厂工艺设计手册》我国部分 预分解窑的规格和特性 见表 23： 表 23国内部分预分解窑的规格和特性 厂名 设计能力 （ t/d） 设计热耗 （ kJ/kg 熟料 ） 回转窑规格 （ m） 分解炉型式 分解炉规格 （ m） 冀东水泥厂 4000 3308  NSF  宁国水泥厂 4000 3349  MFC  故本设计熟料热耗为 3290 kJ/kg 熟料。 熟料标号的确定 熟料的强度是决定水泥质量的主要因素。 熟料标号以其 28 天抗压强度值来划分等级。 熟料标号与原料的品质、燃料的品质、燃料性能、熟料的率值、生料成分的均匀性、窑型的规格、生料的易烧性有关。 如果原料中石灰石质量低而且粘土氧化硅含量又偏低，则无法提高 KH 和 SM，熟料强度则难以提高，只有用高质量的石灰石和氧化硅含量较高的粘土才能提高 KH 和 SM，烧出高标号水泥。 燃料的品质影响煅烧过程熟料质量。 气体和液体燃料着火较快，燃烧时间短，在回转窑中热力较集中，容易造成短焰急烧，熟料反应时间不足 ，但基本上无灰分唐山学院毕业设计 8 掺入熟料。 煤作燃料时，煤灰大部分或全部掺入熟料中。 燃料质量较差，除了温度低还会因煤灰降落的不均匀，降低熟料的质量，影响熟料的标号。 生料的易烧性直接影响石灰饱系数，硅率，铝率的数值，从而影响熟料的标号。 物料在不同的窑内的受热情况和煅烧的过程不完全相同。 在回转窑内，因为物料不断翻滚，物料受热与煤灰的掺入都较均匀，因此烧成带物料反应过程比较 图 21熟料 28d抗压强度与 L值相关图 一致，所以可适当提高熟料的石灰饱和系数，回转窑的规格，对熟料标号也有一定的影响，如果窑的长径比小，易造成预 烧能力不足，这时，窑内往往形成短焰急烧，物料反应时间不足，这就不得不降低熟料的石灰饱和系数，以获得要求的熟料标号。 熟料的标号是以其 28 天抗压强度值来划分等级的。 生产 级的普通水泥要求熟料标号大于 425，但工厂不可能等到 28天强度结果出来之后再决定混合材掺量、粉磨细度等生产控制指标。 所以，迅速而准确地得到熟料强度情况，对生产厂具有很重要的实用价值。 水泥熟料是由 SiO Al20 Fe20 CaO 等主要氧化物，按一定的比例形成的多矿物集合体。 一般用 C3S、 C2S、 C3A、 C4AF、fCaO 等表示。 这些矿物作为熟料组成主体，它们和熟料率关系如下： KH=SCSC SCSC 23 23  ① SM=AFCAC SCSC 43 23  ② IM=+ ③ 唐山学院毕业设计 9 石膏加入量、混合材加入量的确定 石膏加入量的确定 适当的加入石膏，是生产水泥重要措施，因为这可保 证在水泥硬化之前形成足够的钙矾石，便于水泥强度的发展。 普通硅酸盐水泥中的三氧化硫含量一般波动在 %%之间。 原料石膏中 SO3 含量为 %设加入石膏为 X，应满足：%%X%。 得出 %X% 因此确定石膏的加入量为 4%。 根据石膏的化学成分，石膏中的三氧化硫含量为 %。 则加入石膏后水泥中的三氧化硫含量为 %，符合普通硅酸盐水泥的指标。 适当加入一些石膏，是生产水泥的重要措施，因为这可保证在水泥硬化之前形成足够的钙矾石，便于水 泥强度的发展。 矿渣硅酸盐水泥中的三氧化硫含量一般不超过 4%。 原料石膏中 SO3 含量为 %设加入石膏为 X，应满足： %X4% 得出 X% 因此确定石膏的加入量为 5%。 根据石膏的化学成分，石膏中的三氧化硫含量为 %。 则加入石膏后水泥中的三氧化硫含量为 %，符合矿渣硅酸盐水泥的指标。 混合材加入量的确定 国家标准（ GB175—2020）对普通硅酸盐水泥矿渣加入量有明确的规定：在普通硅酸盐水泥中，掺加活性混合材时不得超过 15%，其中允许 用不超过 5%的煤灰或不超过 10%的非活性混合材代替；考虑煤灰的加入及硫酸渣活性问题。 确定矿渣加入量为 10% 国家标准（ GB175—2020）对矿渣硅酸盐水泥矿渣加入量有明确的规定：在矿渣硅酸盐水泥中，掺加活性混合材时不少于 20%且不高于 70%。 综合考虑煤灰的加入和矿渣活性混合材等问题，确定矿渣的加入量为 35%. 唐山学院毕业设计 10 3 物料平衡计算 配料计算 原料及燃料化学成分 表 31 原料化学成分 (%) 原料 烧失量 结晶水 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 W 石灰石 粘土 铁粉 煤灰 矿渣 石膏 表 32 煤的工业分析 (%) 22717(kJ/kg) 表 33 各种用煤水分及热值 应用基水分 /% 应用基低位热值 /kJ/kg 烧成用煤 22717 烘干用煤 21568 矿渣烘干热耗 4567（ KJ/kgH2O） 粘土烘干热耗 5158（ KJ/kgH2O） 表 34 生产损失 名称 石膏 硫酸渣 生料 水泥 生产损失 3 8 5 3 干生料的烧失量： I=% 煤灰掺入量 选定熟料热耗 q=3290kJ/kg 熟料 熟料中煤灰掺入量： %10022 717 90100   yyAQ SqAG 唐山学院毕业设计 11 式中： GA—— 熟料中煤灰掺入量 (%)； q—— 单位熟料热耗 (kJ/kg 熟料 )； Ay—— 煤的应用基低热值 (kJ/kg 煤 )； S—— 煤灰掺入量 (%)； Qy—— 煤耗 (kJ/kg 熟料 )。 煤灰掺入量 %，则灼烧生料配合比为 100%%=%。 计算干燥原料的配合比 设定干燥物料的配合比为；石灰石 83%、粘土 14%、铁粉 3%以此计算生料的化学成分，如表 35 所示。 表 35 生料的化学成分 名称 配合比（ %） 烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO W 石灰石 83 粘土 14 铁粉 3 生料 燃烧生料 —— 熟料的化学成分 由上计算的熟料的化学成分，如表 36 所示。 表 36 熟料的化学成分 原料 配合比（ %） SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO 灼烧生料 煤灰 熟料 100 熟料率值的计算 熟料的率值计算如下：   Sc FcAcCcKH  FcAc ScSM  FcAcIM 计算的率值 KH=， SM=， IM=，由计算结果可知， KH 值偏低，调整原料配比为：石灰石 84%、粘土 13%、铁粉 3%，重新计 算结果如下： 唐山学院毕业设计 12 表 37物料化学成分表 名称 配合比（ %） 烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO W 石灰石 84 粘土 13 铁粉 3 生料 燃烧生料 灼烧生料 煤灰 熟料 100 率值计算如下：   Sc FcAcCcKH FcAc ScSM   FcAcIM 熟料矿物组成 C3S=•(3KH2)•SiO2=(3)%=% C2S=•(1－ KH)•SiO2=(1－ )%=% C3A=•(Al2O3－ )=(－ )=% C4AF=•Fe2O3==% 则  AFC 4 24 3 =  根据熟料 28d 抗压强度与 L 值相关图 21， L= 所对应的熟料 28d 抗压强度为 59MPa，所以确定熟料标号为 425。 计算湿物料的配合比 原料的水分为：石灰石为 2%，粘土为 10%，铁粉为 8%，则湿原料质量配合比为： 湿石灰石 %%100210084  湿粘土 %100%10100 13  湿铁粉 %100%8100 3  唐山学院毕业设计 13 将上述质量比换算成百分比： 湿石灰石 %100%  %100% 湿粘土 湿铁粉 %100%  物料平衡计算 窑产量的标定 设计日产 5000t/d 熟料的生产线，参考同类型厂家，选择 φ 179。 72m 的回转窑。 本设计选择德国洪堡公司制造的φ 179。 72m 的回转窑，窑产量为 4000t/d 回转窑的小时产量计算公式： 5i  式中： Di—— 回转窑的内径， m； L—— 回转窑的有效长度， m。    htLG i /  参考选择同类型窑的厂家，其产量为 4600t/d 熟料，有的甚至可达到 5000t/d(例如冀东水泥 )，因此本设计标定窑的产量 为 5300t/d，则窑的小时产量为。 需要的回转窑台数 n=5000/5300=，因此选择一台回转窑。 校对 %10%6%1005000 50005300  ：满足要求，说明窑选型标定合理。 生产能力的计算 熟料小时产量： Qh= n Qh， l=1179。 =（ t∕ h） 式中： n——窑的台数； Qh， l——所选窑的标定台时产量 [t/(台178。 h)]。 熟料日产量： Qd =24 Qh=24179。 =5300(t/d) 熟料周产量： Qw=168 Qh =168179。 =37100(t/周 ) 熟料年产量： Qy =8760ηQh =8760179。 179。 =(t/年 ) η——窑的年利用率，预分解窑 ～ 普通硅酸盐水泥小时产量： )/(% 3100%60100 100 htQed pG hh    式中： p——水泥的生产损失； 唐山学院毕业设计 14 d——水泥中石膏。