日产5000吨新型干法水泥厂生料粉磨车间_毕业设计(编辑修改稿)

日产5000吨新型干法水泥厂生料粉磨车间_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

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） 辽宁 富山 5000 3120 72 TSD 辽宁 昌庆 5000 3160 74 TDF 表 22 窑型与熟料烧成热耗 窑型 熟料烧成热耗 窑型 熟料烧成热耗 kJ/kg 熟料 Kg 熟料 kJ/kg 熟料 Kg 熟料 湿法长窑 干法长窑 5000～ 5900 4600～ 5000 1200～ 1400 1100～ 1200 旋风预热器窑 预分解窑 3300～ 3600 3100～ 3300 180～ 850 740～ 780 以上两个表可以看出，熟料烧成过程所消耗的实际热量与煅烧全过程有关，除涉 及到原料、燃料性质和回转窑（包括分解窑）外、还与废气回收装置有关（各类预热器和余热锅炉、余热烘干等）和熟料余热回收装置（各类冷却机）等有关。 结合《水泥厂设计规范》 [2]的相关要求后，综合考虑确定热耗为 3140kJ/kg。 熟料率值的确定 表 23 国内外预分解窑熟料率值、矿物组成范围 生产统计 率值范围 矿物组成 国内 国外 率值 国内 设计规范 新型干法水 泥技术 C3S% 54～ 61 65 KH ～ ～ ～ C2S% 17～ 23 13 SM ～ ～ ～ C3A% 7～ 9 8 IM ～ ～ ～ C4AF% 9～ 11 10 我国硅酸盐一般采用 “两高一中 ”的配料方案 注：习惯提法，高饱和比（ KH=177。 ）、中饱和比（ KH=177。 ），高硅酸率（ SM=～ ）、中硅酸率值（ SM=～ ）、低硅酸率值（ SM=～ ），高铝氧率（ IM=～ ）、低铝氧率（ IM=～ ） 唐 山 学 院 毕 业 设 计 5 表 24 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 ～ ～ ～ 查《新型干法水泥生产工艺设计手册》 [1] 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= 熟料标号的确定 熟料标号是以其 28 天抗压强度值来划分等级的。 生产 级普通水泥要求熟料标号大于 425，但工厂不能等到 28 天强度结果出来后再决定混合材掺量、粉磨细度等生产控制指标。 因此，迅速而准确地查知熟料强度情况，对生产厂无疑具有重 要的实用价值。 众所周知，水泥熟料是由 SiO2 、 Al20 Fe20 CaO 等主要氧化物， 按一定比例化合而成的多矿物集合体。 一般用 C3S、 C2S、 C3A、 C4AF、fCaO 等来表示。 作为熟料组成主体的这些矿物，它们与熟料率有如下关系： 23 23  ① AF2 .0 4 6 4CA1 .4 3 4 1C S1 .3 2 5 4CSCSM 43 23  ② 0. 638 3AFC1. 150 1IM 4  ③ 将式 ① ② ( ③ +1)整理，得：   AFC SC0 . 8 8 3 8AFC SC1pn1 . 2 5 K HL 4 24 3  唐 山 学 院 毕 业 设 计 6 图 21 熟料 28d抗压强度与 L值相关图 石膏加入量、混合材加入量的确定 石膏加入量的确定 适当加入石膏，是生产水泥的重要措施之一，这可保证在水泥硬化之前形成足够的钙矾石，有利于水泥强度的发展。 普通硅酸盐水泥中的三氧化硫含量一般波动在 %%，原料石膏中 SO3=，设加入石膏为 x，应满足 %%%，推出 x ，所以取石膏的加入量为 4%，矿渣 硅酸盐水泥 %x4%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 %，符合普通硅酸盐水泥的指标。 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。 确定矿渣的加入量为 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 7 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 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 (%) 22727(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 22727 烘干用煤 21468 矿渣烘干热耗 4577（ kJ/kgH2O） 粘土烘干热耗 5168（ kJ/kgH2O） 干生料的烧失量 I=% 表 34 生产损失 名称 石膏 矿渣 生料 水泥 生产损失 3 8 5 3 煤灰掺入量 熟料热耗 q=3140kJ/kg 熟料 根据公式求得： 100Q SqAG y yA  3 . 8 5 %1002 2 7 2 7 1002 7 . 8 93 1 4 0   式中： AG ——熟料中煤灰掺入量 (%)； q——单位熟料热耗 (kJ/kg 熟料 )； yA ——煤的应用基低热值 (kJ/kg 煤 )； S——煤灰掺入量 (%)； yQ ——煤耗 (kJ/kg 熟料 )。 煤灰掺入量 %，则灼烧生料配合比为 100%%=%。 唐 山 学 院 毕 业 设 计 8 计算干燥原料的配合比 设定干燥物料的配合比为；石灰石 %、粘土 %、铁粉 %，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 原 料 配合比（ %） 烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO 石灰石 粘土 铁粉 生料 100 灼烧生料 —— —— 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 熟料率值的计算 熟料的率值计算如下：  C CCC 2. 8 S 0. 3 5F1. 6 5ACKH 0. 76122 .752. 8 5. 580. 355. 961. 6560 .24    CC C FA SSM 622. 75   CCFAIM  计算的率值 KH=， SM=， IM=， KH、 IM 过低， SM 接近，为此，应增加石灰石配合比例，减少粘土和铁粉的配比。 据经验调整原料配合比为：石灰石 %、粘土 %、铁粉 %。 重新计算结果如表 37 所示。 唐 山 学 院 毕 业 设 计 9 表 37 调整熟料的化学成分 名称 配合比 烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO 石灰石 粘土 铁粉 生料 灼烧生料 —— —— 灼烧生料 —— 煤灰 —— 熟料 —— 则 CCCC 2. 8 S 0. 3 5F1. 6 5ACKH 89    CC C FASSM   CCFAIM  结果 KH、 IM 偏高， SM 偏低，但已十分接近要求值。 可按此配料进行生产。 考虑到生产波动，熟料率值控制指标可定为： KH=  ； SM=  ；IM= 。 按上述计算结果，干燥原料配合比为：石灰石 %；粘土 %；铁粉 %。 熟料矿物组成 C3S=(3KH2)SiO2=(3)%=% C2S=(1－ KH)SiO2=(1－ )%=% C3A=(A2O3－ )=(－ )=% C4AF===% 则 )1(  pnKHL AFC SCAFC SC 4 24 3 88    根据熟料 28d 抗压强度与 L 值相关图 21， L= 所对应的熟料 28d 抗压强度唐 山 学 院 毕 业 设 计 10 为 58MPa，所以确定熟料标号为 58。 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： 85 .8 2%10 0%210 084 .1湿石灰石  1 4. 89 %1 00 %101 001 3. 4湿粘土  2. 72 %100%  将上述质量比换算成百分比： 7%100% 2 2湿石灰石  %100%  2. 63 %10 0%2. 7214 .8 985 .8 2 2. 72湿铁粉  物料平衡计算 窑产量的标定和生产能力 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 72m 的回转窑。 本设计选择德国洪堡公司制造的 72m 的回转窑，窑产量为 4000t/d 回转窑的小时产量计算公式：  式中： Di——回转窑的内径， m； L——回转窑的有效长度， m。 (t/h ) 722)(  参考选择同类型窑的厂家，其产量为 4600t/d 熟料，冀东水泥厂回转窑日产可达到 5000t/d，为保留增产余地，选型时一般比保证产量高 10%左右，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 0 .9 4 35 3 0 05  000//24n ，因此选择一台回转窑。 唐 山 学 院 毕 业 设 计 11 校对： %100%000 65 50005300  6%＜ 10%，满足要求，说明选窑合理。 工厂生产能力的计算 熟料小时产量： Qh= n Qh,l=1100%=(t/h) 式中： n——窑的台数； Qh,l——所选窑的标定台时产量 [t/(台 h)]。 熟料日产量： Qd =24 Qh=24=5300(t/d) 熟料周产量： Qw=168 Qh =168 =37100(t/w) 普通硅酸盐水泥小时产量： )/(% 3100100 100 htQed pG hh    式中： p——水泥的生产损失； d——水泥中石膏的掺入量 (%)； e——水泥中矿渣的掺入量 (%)。 水泥日产量： Gd =24 Gh=24=(t/d) 水泥周产量： Gw =168 Gh=168=(t/w) 矿渣硅酸盐水泥小量产量 : 水泥日产量： Gd =24 Gh=24=(t/d) 水泥周产量： Gw =168 Gh=168=(t/w) 原料消耗定额 （ 1）考虑煤灰掺入时， 1t 熟料的干生料理论消耗量  l100 s100K T （ t/t 熟料） 式中： AK ——干生料理论消耗量（ t/t 熟料）； l——干生料的烧失量（ %）； s——煤灰掺入量，以熟料百分数表示（ %）。 煤灰掺入量 s 可按下式计算： （ 2）考虑 煤灰掺入时， 1t 熟料的干生料消耗定额 )/(% 3100100 100 htQed p hh   3 . 8。