日產5000t水泥熟料預分解窯窯尾低氮氧化合物排放工藝設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 FfQfD（kJ/kg）含量（%）24321表34 該煤的元素分析（%）組分WyAyHySyOyNyCy含量（%）水泥的性能和質量取決于熟料的礦物組成，而熟料的礦物組成取決于熟料的組分，熟料的組分又與生料的成分密切相關。因此，適合的生料成分是水泥生產的關鍵。通常，一種原料的成分很難滿足需要，必須將幾種原料按一定的比例混合，才能滿足煅燒熟料所用生料成分的要求。求各種原料配合比的過程叫做配料計算，配料計算的理論依據是物料平衡，即反應物的總質量等于生成物的總質量，熟料組成確定后，即可根據所用原料進行配料計算，求出復合熟料組成的原料配合比。但是隨著溫度的升高，生料煅燒成孰料經歷了生料干燥蒸發物理水，粘土礦物分解放出結晶水，有機物質的分解揮發，碳酸鹽分解放出二氧化碳，液相出現使孰料燒成，因為有水分，二氧化碳以及某些物質逸出，所以，配料計算時要采用同意基準。（1）KH：石灰石飽和系數，實際上表示了數料中與百分含量的比值，也就是孰料中氧化硅被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度。在實際生產上硅酸鹽水泥的四個主要礦物中，氧化鋁和氧化鐵始終為氧化鈣所飽和，唯獨SiO2 可能不完全被氧化鈣飽和生產。KH值越大，則硅酸鹽礦物中的比例越高，熟料強度越好，故提高KH值有利于水泥質量，但KH值過高，熟料煅燒困難，必須延長煅燒時間，否則會出現較多f,影響水泥安定性，同時窯的產量低，熱耗高，窯襯工作條件惡化。KH過低時，數料中含量增多，水泥強度發展緩慢，早期強度不高。（2）SM：硅率，表示熟料中酸性氧化物之間的關系，也表示孰料中硅酸鹽礦物（氧化硅）與溶劑礦物（氧化鋁、氧化鐵之和）的比例關系，相應的反應了熟料的質量和易燒性。若SM值過高，則由于高溫液相量顯著減少，熟料煅燒困難，回轉窯不易掛窯皮，且不易形成，導致含量過多而熟料易粉化。但SM值過小，熟料因硅酸鹽礦物少而強度降低，而由于液相過多，窯內易結圈，結大塊，影響窯的正常操作[14]。（3）IM：鋁率，表示熟料中Al2O3和的質量比。若IM值越高，含量高，煅燒過程中液相黏度大，物料不易燒成，同時會使水泥凝結過快。但IM值過低，雖然液相黏度小，對形成有利，但燒結范圍窄，窯內易結大塊，不利窯的操作。因此，選擇率值時，要創造條件適當提高KH值，又不可過高，并選擇與KH值相適應的SM值和IM值。預分解窯硅酸鹽水泥熟料率值和熱耗的參考范圍[19]：KH：~；SM：~。 IM:~，我國預分解窯現常用率值范圍為：KH： ；SM：；IM：本設計中充分考慮熟料的質量和強度以及熟料的易燒性能以及根據回轉窯煅燒特點及國際先進經驗，參考同類型廠家相關數據，采用“兩高一中”的的配料方案設定三率值為：KH=； SM= ；IM=,考慮到生產波動，孰料率值控制指標可定為：KH=177。； SM=177。 ；IM=177。孰料中煤灰摻入量可按下式計算： 式中 q——熟料的熱耗（KJ/Kg熟料）； Aar——所選煤的灰分（%）；S——煤灰沉落率（%），本設計中選用帶電收塵的預分解窯；S=100% ； Qnet,ar──煤的應用基低位發熱量，KJ/Kg煤，本設計所用的煙煤應用基低位發熱量為24321KJ/Kg。所以：GA =3000%100/(24321100)100%=% 本設計中采用嘗試誤差法進行配料，第一次配料假設干燥原料的配合比如下：表35 干燥原料適配配比 （%）石灰石粘土鐵粉163生料的各化學成分計算如下：各原料帶入生粉中的各種單獨化學成分之和就等于生粉中該種化合物的含量，各原料配比該原料化學成分中各氧化物含量之和，如：生粉中的SiO2的白分含量為：石灰石百分含量石灰石中SiO2 + 粘土百分含量粘土中SiO2 + 鐵粉百分含量鐵粉中SiO2 =% + 16% +3%=，其他化學成份含量也用這樣的方法計算，料帶入白生料中各氧化物百分含量計算結果如下表：表36 生料的化學成分（%）原料名稱配比LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑石灰石——粘土鐵粉——生粉100灼燒生料中化學成分的計算：如果不考慮生產損失，則干燥原料的質量應等于生料的質量，生料的物理水蒸發以后處于干燥狀態，去掉燒失量以后，生料處于灼燒狀態，灼燒生料中各化學成分應等于干燥生料除以（100燒失量）x100%,既：灼燒生料=生料中各氧化物含量 如灼燒生料中氧化硅的含量 = = ,灼燒生料中的其他氧化物的含量依次用這種計算方法的計算結果如下表：表37 灼燒生料化學成分表氧化物SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑灼燒生料 熟料成分的計算： 煤灰的摻入量在（1）中已經計算出GA=%那么灼燒生料配合比為100%%=% 在這個配合比下計算孰料中各氧化物化學成分由公式：熟料化學成分=灼燒生料中氧化物含量（1GA）+煤灰中相應氧化物含量GA即等于生料氧化物含量% + 煤灰氧化物含量%，由此求得的孰料化學成分如下表38： KH= （IM≧） ==表38 孰料的化學成分表項 目比例SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑灼燒生料（100GA）煤灰成分GA熟料成分100SM== =IM===C3S==（3）% =%C2S==（1KH）= %() =%C3A==（）%=%C4AF==% =%KH值偏低，SM和 IM也偏低，孰料礦物中C3S較低 ，說明石灰石質原料摻量偏低，應適當增加石灰石的配比。鑒于第一次配料結果石灰飽和系數偏低，C3S 過少，C2S偏多，鋁率和硅率也有一定的偏差，現對原料配比進行如下調整：表39 干燥原料調整配比 （%）石灰石粘土鐵粉生料的各化學成分計算：按照前面的計算方法得到原料帶入白生料中各氧化物百分含量結果如下310表：灼燒生料中化學成分計算：根據灼燒生料=生料中各氧化物含量 ，灼燒生料中的其他氧化物的含量依次計算結果如下311表：表310 調整配合比后生粉的化學成分（%）原料名稱配比LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑石灰石——粘土鐵粉——生粉100表311 調整配合比后灼燒生料化學成分表（%）氧化物SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑灼燒生料熟料化學成分的計算：煤灰的摻入量GA=%，灼燒生料配合比為100%%=% 由熟料化學成分=灼燒生料中氧化物含量（1GA）+煤灰中相應氧化物含量GA即等于生料氧化物含量% + 煤灰氧化物含量%，由此求得的調整配合比后孰料化學成分如下312表：表312 調整配合比孰料化學成分表（%）項 目比例SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑灼燒生料（100GA）煤灰成分GA熟料成分100 KH= （IM≧）==SM== =IM===C3S==（3）% =%C2S==（1KH）= %() =%C3A==（）%=%C4AF==% =%KH、 SM和 IM均能達到預定值，孰料礦物中各礦物組成也符合水泥孰料礦物要求，而且MgO和SO3也在控制范圍內，說明該配合比是符合的設計要求的。：前面已經確定石灰石水分為1%，%，鐵粉水分12%，濕原料=干原料（M為各原料的含水量），計算結果如下表：表313 生料濕原料質量配合比濕原料石灰石粘土鐵粉濕原料質量比將上述質量比換算成百分比：∑=++=濕石灰石 = 247。 =%濕黏土 =247。 =%濕鐵粉 =247。 =%：表314 生料最終配合比表濕原料石灰石粘土鐵粉干燥基配比濕原料配比 理論熟料煤耗：===（kg煤/kg熟料） 式中：q ──熟料熱耗（KJ/Kg熟料）； Qnet,ar──燃料應用基低位熱值，KJ/Kg燃料； ── 單位熟料燒成總燃料量，Kg/Kg熟料。 ==%式中 d ──水泥中石膏摻入量(%)。通過物料平衡計算可得到各種原料、燃料、材料的需要量以及從原料進廠到成品出廠各生產環節需要處理的物料量，依據這些數據可以進一步確定工廠的物料運輸量、工藝設備選型以及堆場、儲庫等設施的規模。因而物料平衡計算是水泥廠設計必不可少的工藝計算內容之一，是主機平衡與儲庫平衡計算的基礎與依據。窯的孰料產量是物料平衡的計算基準，當工廠規模以水泥年產量表示時，取孰料年產量為基準，這種方法稱為年平衡法，當工廠規模以孰料日產量表示時，取孰料周產量為基準，這種方法稱為周平衡法，本設計中采用周平衡法計算。 計算所需原始數據：①熟料日產量：5000t/d②生料中各原料配合比：表315 干燥原料調整配比 （%）石灰石粘土鐵粉③物料天然水分：表317 物料天然水分（%）物料名稱石灰石粘土鐵粉礦渣石膏煙煤天然水分(%)112151④各種物料生產損失p:表318 物料生成損失（%）生產損失石灰石粘土鐵粉生料石膏礦渣水泥煤（%）44443343⑤熟料熱耗：q=3000 kJ/kg熟料⑥煤的應用基低熱值：＝24321 kJ/kg煤⑦石膏摻入量d=%⑧根據GB1752007規定，%20%，本設計中摻入的混合材為粒化高爐礦渣，取其摻入量為15%；P.Ⅱ%的石灰石或粒化高爐礦渣,本設計中摻入的高爐礦渣為4%； 窯的基礎資料：設計中要求熟料日產量為5000噸，小時產量 G=5000/24=，由經驗公式G==，根據相關資料選取：L=70m ，則長徑比 L/Di=68/= ，根據經驗值襯磚厚度選取：δ=，按經驗4＜D≤5m, δ=(見《水泥工藝熱工設備》P109)則筒體外徑為：D=Di+2δ =+2= 綜合考慮，本設計采用峨勝水泥廠所用的回轉窯表319 回轉窯參數窯規格設計產量(t/d)實際產量(t/h)功率(kw)745000630額定電流額定轉數斜度總重1006A1500r/min4%844噸窯的臺數計算：標定熟料產量Qd =5000T/D，小時產量Qh=，本設計中所選的窯標定日產量為5000t/d熟料；則=。= =1式中 ───窯的臺數； ───要求的熟料日產量（t/d）； ───所選窯的標定臺時產量（t/）； 24───每日小時數。燒成系統的生產能力計算：熟料小時產量：=nQh,1=1熟料日產量：=24= 24熟料周產量：=168=168=35000t/周孰料年產量：Qy =8760y=8760=1479400t/年式中： ───窯的臺時產量 （t/h）； ───窯的日產量 （t/d）； ───窯的周產量 （t/w）； 168 ───每周小時數； Qy ─── 窯的年產量（t/年） 8760 ───每年小時數； y ───窯的年利用率，工廠的生產能力計算：水泥小時產量計算：本次設計任務書規定的水泥品種有兩種，所用熟料相同，其中熟料分別：P .Ⅱ 、兩種水泥各占40%和60%，因此水泥小時生產能力計算可先分別求出每種水泥的小時產量，然后計算水泥小時產量的總和。每種水泥小時產量： （）=40%=(t/h) (P .Ⅱ) =60%= (t/h)水泥小時產量總和：= += (t/h)式中： ─── .Ⅱ（t/h）；，─── .Ⅱ（t/h）；，───分別表示水泥中石膏的摻入量（%）%；， ── .Ⅱ（﹪）；=15%，=4%。───水泥的生產損失（%），一般取3%5%，本設計中取4%（見 金蓉蓉《水泥廠工藝設計概論》P38）。水泥日產量計算： （t/d）=24= 5554（t/d）式中 ─── .Ⅱ（t/h）； ───水泥的日產量（t/d）；水泥周產量 =168= 38875（t/w）式中 ───水泥日產量(t/d)； ───水泥周產量（t/w）； 168───每周小時量。水泥年產量計算：=8760y=8760=164