新型干法水泥熟料煅烧过程.doc

,是对合格的水泥生料进行煅烧,使其连续被加热,经过一系列的物理化学反应,形成熟料,再进行冷却的过程。生料在加热过程中,依次发生干燥、粘土矿物脱水、碳酸盐分解、固相反应、熟料烧结及熟料冷却结晶等重要的物理化学反应。这些反应过程的反应温度、反应速度及反应产物不仅受原料的化学成分和矿物组成的影响,还受反应时的物理因素诸如生料粒径、均化程度、气固相接触程度等的影响。。生料都含有一定量的自由水分,随着温度的升高,物料中的水分被蒸发,当温度升高到100~150℃时,生料中的自由水分全部被排除,这一过程称为干燥过程。新型干法水泥生料水分小于1%,在预热器内瞬间完成。。粘土矿物的化合水有两种:一种是以OH一离子状态存在于晶体结构中,称为晶体配位水(也称结构水);另一种是以水分子状态吸附于晶层结构间,称为晶层间水或层间吸附水。所有的粘土都含有配位水;多水高岭土、蒙脱石还含有层间水;伊利石的层间水因风化程度而异。层间水在100℃左右即可排除,而配位水则必须高达400~600℃以上才能脱去。粘土中的主要矿物高岭土发生脱水分解反应如下式所示:Al2O32SiO22H20Al2032SiO2+2H2O↑高岭土无水铝硅酸盐(偏高岭土)水蒸气Al2032SiO2Al203+2SiO2高岭土进行脱水分解反应属吸热过程。高岭土在失去化合水的同时,本身晶体结构遭受破坏,生成了非晶质的无定形偏高岭土(脱水高岭土),由于偏高岭土中存在着因OH一基跑出后留下的空位,故可以把它看成是无定型的SiO2和Al2O3,这些无定形物具有较高活性。。碳酸镁的分解温度始于402~480℃左右,最高分解温度700℃左右;碳酸钙在600℃时就有微弱分解发生,但快速分解温度在812~928℃之间变化。MgCO3在590℃、CaCO3在890℃时的分解反应式如下:MgC03MgO+CO2↑-(1047~1214)J/gCaC03CaO+CO2↑-1645J/g其中,碳酸钙在水泥生料中所占比例80%左右,其分解过程需要吸收大量的热,是熟料煅烧过程中消耗热量最多的一个过程,因此,它是水泥熟料煅烧过程重要的一环。℃时分解吸收热量为1645J/g,是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程。分解所需总热量约占预分解窑的二分之一。,烧失量占44%。(101325Pa)和分解出的CO2分压达1个大气压(即平衡分解压力101325Pa)的环境中,纯碳酸钙的分解温度为800℃。平衡分压增大,分解温度增高,环境C02的浓度和压力对碳酸钙分解温度的影响见图1-、碳酸钙的分解过程一颗正在分解的CaCO3颗粒,颗粒内部的分解反应可分为下列5个过程:①热气流向颗粒表面传进分解所需要的热量Qi;②热量以传导方式由表面向分解面传递的过程;③在一定温度下碳酸钙吸收热量,进行分解并放出CO2的化学过程;④分解放出的CO2,穿过CaO层,向表面扩散传质;⑤表面的CO2向周围气流介质扩散。在这5个过程中,有4个是物理传热传递过程,唯独碳酸钙吸收热量分解放出CO2的过程是一个化学反应过程。在颗粒开始分解与分解面向颗粒内部深入时,各过程对分解的影响程度不相同,哪个过程最慢,哪个便是主控过程。即碳酸钙的分解速度受控于其中最慢的一个过程。分解速度或者分解所需的时间将决定于化学反应所需时间,即反应生成的CO2通过表面CaO层的扩散是整个碳酸钙分解过程中的速度控制过程。在悬浮预热器和分解炉内,由于生料悬浮于气流中,基本上可以看作是单颗粒,其传热系数较大,特别是传热面积非常大,分解过程的速率受化学反应过程所控制。在分解炉(物料温度850℃左右),只需几秒钟即可使碳酸钙分解率达到85%~95%。、,当石灰石中伴生有其他矿物和杂质一般具有降低分解温度的作用,,且颗粒均匀、粗粒少,生料比表面积增加,使传热和传质速度加快,有利于分解反应进行。,相对地增大了颗粒尺寸,减少了传热面积,降低了碳酸钙的分解速度。,分解反应的速度加快,分解时间缩短。但应注意温度过高,将增加废气温度和热耗,预热器和分解炉结皮、堵塞的可