水泥熟料煅烧 PPT课件
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水泥生产工艺熟料煅烧
➢ 3.1 新型干法煅烧工艺技术
➢ 3.1.1 悬浮预热技术
➢ 悬浮预热技术是在水泥中空窑的尾部（生料喂入端） 装设悬浮预热器（也称旋风预热器），使出窑废热气体 在预热器内通过，同时使入窑的低温生料粉分散于废热 气流之中，在悬浮状态下进行热交换，使物料得到迅速 加热升温后再入窑煅烧的一项技术。
➢ 传统的回转窑煅烧水泥熟料过程完全是在窑内进行 的，即生料喂入到窑内后的干燥→预热→碳酸盐分解→ 放热反应→熟料矿物的形成→冷却这六个过程完全是在 回转窑内完成的（见下图），使得窑体长度相对较长， 热量损失较大，窑的产量不高。
新型干法（现代水泥）回转窑
悬浮或立筒预热器
干法回转窑
加热机
立波尔回转窑（已被淘汰）
普通干法回转窑（逐渐被淘汰）
湿法回转窑（逐渐在改造成为新型干法窑）
二次风入窑 出窑熟料
不同类型回转窑各带划分
➢ 3.1.1.1 悬浮预热器单元组成
➢ 悬浮风预热器单元由换热管道、预热器、衬料、出风 管（废热气体将热量传给生料后排出）、下料管和锁风阀 （重锤）组成，见下图（C1代表第一级旋风预热器，以下 类推）。悬浮预热器系统由上述多个（四级串联的称为四 级旋风预热器，五级串联的称为五级旋风预热器）单元组 合构成：
热电偶 重锤
分解后的 生料入窑
窑体（窑尾）
分解炉、第四级预热器、 回转窑窑尾之间的关系
分解炉
重锤
喷煤嘴（3个） 三次风来自冷却机
窑体（窑尾）
物气料体放温温热度度反::应~~带11370000CC
回转窑
物气料体温温度度::13烧0~01成70带104C5~0~130冷0 C却物带料温度: ~1000 C
煤粉三次风
火焰
水泥生产工艺课件 PPT资料共40页
• 生料粉尘主要指原料配料、粉磨、均化、输送过程中 产生的无组织排放，该种粉尘无组织排放随着水泥工 业的技术进步越来越小。燃料粉尘主要指煤进厂、储 存、倒运、破碎、粉磨、输送等过程中产生的无组织 排放，尤其装卸和倒运过程产生的煤粉尘排放居多。 熟料粉尘无组织排放主要来自熟料输送、下料、二次 倒运过程，尤其以二次倒运产生的扬尘居多
生产路线
窑型
生料→熟料 立窑 湿法
中空干法 新型干法
粉尘产生量
其中 窑 工艺
85kg/ t熟料 60 25 155kg/ t熟料 118 37 245 kg/ t熟料 161 84 182kg/ t熟料 130 52
复膜 袋
0.31 0.49 0.18
排 普通 袋
0.43 0.78 1.23 0.36
• 如果按水泥运输无组织粉尘排放水泥厂内外 各占50％计算，在水泥厂内散装水泥粉尘排 放为0.14粉尘/t水泥，使用袋装水泥时，水 泥粉尘排放为2.24粉尘/t水泥，袋装比散装 多排放粉尘2.1㎏粉尘/t水泥。
SO2产生量及污染
水泥生产二氧化硫排放量
生产路线 生料→熟料
窑型 立窑
原煤消耗 224 kg/ t熟料
一、 国家对水泥工业清洁生产要求
1. 淘汰落后生产工艺及装备 2. 禁止建设落后的工艺生产线 3. 发展先进的工艺及产品 4. 对现有落后工艺进行技术改造
二、转变水泥工业的增长方式
• 1. 大力宣传和贯彻落实《水泥工业发展专项规划》、 《水泥工业产业发展政策》和其他相关行业政策；
• 2.严格市场准入条件，加强监督和管理； • 3.各地根据本地区水泥工业发展情况，继续加大淘汰落
161 kg/ t熟料
0.15 S kg/ t熟料 0
生产路线
窑型
生料→熟料 立窑 湿法
中空干法 新型干法
粉尘产生量
其中 窑 工艺
85kg/ t熟料 60 25 155kg/ t熟料 118 37 245 kg/ t熟料 161 84 182kg/ t熟料 130 52
复膜 袋
0.31 0.49 0.18
排 普通 袋
0.43 0.78 1.23 0.36
• 如果按水泥运输无组织粉尘排放水泥厂内外 各占50％计算，在水泥厂内散装水泥粉尘排 放为0.14粉尘/t水泥，使用袋装水泥时，水 泥粉尘排放为2.24粉尘/t水泥，袋装比散装 多排放粉尘2.1㎏粉尘/t水泥。
SO2产生量及污染
水泥生产二氧化硫排放量
生产路线 生料→熟料
窑型 立窑
原煤消耗 224 kg/ t熟料
一、 国家对水泥工业清洁生产要求
1. 淘汰落后生产工艺及装备 2. 禁止建设落后的工艺生产线 3. 发展先进的工艺及产品 4. 对现有落后工艺进行技术改造
二、转变水泥工业的增长方式
• 1. 大力宣传和贯彻落实《水泥工业发展专项规划》、 《水泥工业产业发展政策》和其他相关行业政策；
• 2.严格市场准入条件，加强监督和管理； • 3.各地根据本地区水泥工业发展情况，继续加大淘汰落
161 kg/ t熟料
0.15 S kg/ t熟料 0
第五章硅酸盐水泥的煅烧
两个传热、一个化学 反应、两个传质
反应条件 悬浮程度 粘土质性质
CA、CF、C2S C12A、C2F C3A、C4AF C3A、C4AF、C2S
生料的细度均匀性 温度和时间 原料性质 矿化剂
C2S+CaO C3S
提高熟料的质量 改善熟料的易磨性 回收余热 易于熟料的输送、 储存和粉磨
最低共熔温度 液相量 液相粘度 液相表面张力 氧化钙溶解速率 反应物存在状态
作用
含氟化合物：常用萤石（CaF2） 硫化物：常用石膏（天然石膏、工业副产石膏） 氯化物：CaCl2 其他：铜矿渣、磷矿渣等 萤石：氟离子破坏晶格；降低液相生成温度；降低液相粘度
硫化物：能降低液相出现温度,降低液相粘度和表面张力 复合矿化剂（萤石-石膏、萤石-重晶石）
晶种：硅酸盐水泥熟料
挥发性组分：碱、氯、硫
4. 入窑物料碳酸钙分解率达30～40%，从而减轻了回转窑 的负荷，使窑的长度缩短。
5. 窑内没有干燥带、预热带，只有其余四个带。
5.5.3 预分解窑内熟料的煅烧
熟料煅烧特点
1. 分解炉中，温度为820～900℃时，分解率可达85～95%， 分解时间 4～10 s，而在窑内分解需30多分钟。
（1）尽可能多地回收熟料的热量，以提高入窑二次空气 温度，降低熟料热耗。 （2）缩短熟料的冷却时间，以提高熟料质量，改善易磨 性。 （3）冷却单位质量熟料的空气消耗量要小，以便提高二 次空气温度，减少粉尘飞扬，降低电耗。 （4）结构简单，操作方便，维修容易，运转率高。
2. 分类：
水泥熟料冷却机
筒式冷却机
5.5.1 回转窑内熟料的煅烧
燃料
低端 窑头 热端
传动大齿轮
高端 窑尾 冷端 生料
【精选】第五章-熟料的煅烧.PPT课件
表4.1 一些系统的最低共熔温度
二、液相量
熟料煅烧过程中液相量(liquid content)增加， 能溶解的氧化钙和硅酸二钙亦多，形成C3S就快。 但是液相量过多，则煅烧时容易结大块，造成回 转窑结圈，立窑炼边、结炉瘤等，影响正常生产。
液相量不仅与组分的性质，而且与组分的含量、 熟料烧结温度等有关。在烧成温度下的液相量P， 可按下式计算：
四、液相的表面张力
液相表面张力(surface tension)愈小，愈容易润 湿熟料颗料或固相物质，有利于固相反应与固液 相反应，促进熟料矿物特别是硅酸三钙的形成。 试验表明，随着温度的升高，液相的表面张力降 低；熟料中有镁、碱、硫等物质时，也会降低液 相的表面张力，从而促进熟料的烧结。但液相表 面张力降低，会使熟料结粒的直径变小，如果液 相表面张力过小，由于熟料粒径过小，回转窑内 会产生飞砂料。
其反应式如下：
C2S＋CaO 液 相 C3S
随着温度升高和时间的延长，液相量增加， 液相粘度减小，氧化钙、硅酸二钙不断溶解和扩 散，硅酸三钙不断形成，并使小晶体逐渐发育长 大，最终形成几十微米大小的发育良好的阿利特 晶体，完成熟料的烧结过程。
硅酸盐水泥熟料
一、最低共熔温度
物料在加热过程中，两种或两种以上组分开 始出现液相的温度称为最低共熔温度。表4.1列出 一些系统的最低共熔温度(minimum eutectic temperature)。可知:组分性质与数目都影响系统的 最低共溶温度。硅酸盐水泥熟料由于含有氧化镁、 氧化钾、氧化钠、硫矸、氧化钛、氧化磷等次要 氧化物，因此其最低共熔温度约为1250～1280℃。 矿化剂和其他微量元素对降低共熔温度有一定作 用。
800～900℃：开始形成12CaO·7A12O3（C12A7）、 2CaO·Fe2O3（C2F）。
水泥熟料的煅烧
6 水泥熟料的煅烧【本章导读】生料在入窑后和热气体进行热交换发生一系列的物理化学反应生成熟料。
熟料主要由硅酸三钙(C 3S)、硅酸二钙(C 2S)、铝酸三钙(C 3A)、铁铝酸四钙(C 4AF)等矿物所组成。
煅烧过程所发生的物理化学变化在不同条件下进行的程度与状况决定了水泥熟料的质量和性能，也直接影响到水泥熟料的产量以及燃料、耐火材料的消耗和窑的长期安全运转。
无论窑型的变化如何，熟料的煅烧过程和煅烧中所发生的反应基本相同，掌握了这些矿物形成的机理及影响因素，掌握了这些物理化学变化的规律，就能烧出高质量的熟料。
6.1 煅烧过程物理化学变化水泥生料入窑后，在加热煅烧过程中发生干燥、粘土脱水与分解、碳酸盐分解、固相反应、熟料烧成和熟料冷却等物理化学反应。
这些过程的反应温度、速度及生成的产物不仅和生料的化学成分及熟料的矿物组成有关，也受到其它因素如生料细度、生料均匀性、传热方式等的影响。
6.1.1 干燥干燥即自由水的蒸发过程。
生料中都有一定量的自由水，生料中自由水的含量因生产方法与窑型不同而异。
干法窑生料含水量一般不超过1.0%，立窑、立波尔窑生料需加水12～14%成球，湿法生产的料浆水分在30～40%。
自由水的蒸发温度为100～150℃左右。
生料加热到100℃左右，自由水分开始蒸发，当温度升到150℃～200℃时，生料中自由水全部被排除。
自由水的蒸发过程消耗的热量很大。
每千克水蒸发热高达2257kJ ，如湿法窑料浆含水35%，每生产1kg 水泥熟料用于蒸发水分的热量高达2100kJ ，占湿法窑热耗的1/3以上。
降低料浆水分是降低湿法生产热耗的重要途径。
3.1.2 粘土脱水粘土脱水即粘土中矿物分解放出结合水。
粘土主要由含水硅酸铝所组成，常见的有高岭土和蒙脱土，但大部分粘土属于高岭土。
粘土矿物的化合水有两种：一种是以OH -离子状态存在于晶体结构中，称为晶体配位水（也称结构水）；另一种是以分子状态存在吸附于晶层结构间，称为晶层间水或层间吸附水。
《水泥熟料煅烧》课件
熟料煅烧的设备
熟料预热器用于预热和预分解熟料，以提高煅烧效率。 窑头、窑尾、回转窑是常用的熟料煅烧设备，它们通过高温处理熟料并使其 进行各种反应。 熟料冷却器用于冷却高温下煅烧后的熟料，以保证产品质量。
熟料煅烧的新技术
高温回收利用技术可以有效回收和利用熟料煅烧过程中产生的热能，提高能 源利用效率。
余热利用技术将熟料煅烧过程中产生的余热转化为其他形式的能源，进一步 提高能源利用效率。
窑壳隔热技术可以减少热量散失，降低能源消耗，提高熟料煅烧的效果。
熟料煅烧的发展前景
以节能减排为主导的技术创新将推动熟料煅烧工艺的发展和改进。 工艺改进和理论研究的深化将进一步提高熟料煅烧的效率和产品质量。 熟料煅烧的生态环保与可料煅烧》PPT课 件
水泥熟料煅烧是水泥生产中至关重要的步骤。本课件将介绍煅烧的概述、原 理、工艺、设备，以及熟料煅烧的新技术和发展前景。
概述
煅烧是指将水泥原料经高温处理，使之有一定的煅烧反应，形成矿物质组成 和结构上有所改变的水泥熟料。 影响熟料煅烧质量的因素包括原料成分、煅烧温度、气氛、时间及配比等。
熟料煅烧的原理
熟料煅烧的化学反应是指原料在高温下发生的各种物质转化和化学反应，如水化硅酸钙生成三钙硅酸盐等。 熟料煅烧的物理过程包括水分蒸发、碳酸盐分解、氧化反应和石灰石分解等。
熟料煅烧的工艺
熟料煅烧工艺流程包括原料预处理、煅烧、冷却和熟料磨制等。 熟料煅烧工艺参数控制包括窑温、煅烧时间、配比等的控制，以确保熟料煅 烧质量的稳定性和优良性。
水泥熟料的煅烧
冷却目的： 冷却目的：
改善熟料质量与提高熟料的易磨性 降低熟料的温度，便于运输、储存、 和粉磨 回收热量，预热二次空气，降低热耗、提高热利用率。
冷却方式： 冷却方式：
按冷却速度的快慢分平衡冷却、独立结晶、淬冷（急 冷）。熟料冷却过程中对熟料质量影响较大的因素—冷却 速度 ，它影响固液相中的质点扩散速度、固液相的反应速 度等。 冷却制度 平衡冷却 淬 冷 C3S(％) 60 68 C2S(％) 13.5 C3A(％) 玻璃体(％) 26.5 32
4．二次风的作用 二次风是相对一次风而言，它来自冷却机内冷却 二次风 熟料并加热后入窑且参与煤粉燃烧的空气。温度 一般在400～800℃。
三、窑外分解技术
窑外分解技术是20世纪70年代发展起来也是迄今 为止水泥煅烧工艺的新技术，只是在悬浮预热器 和回转窑之间增设一个分解炉，使生料中的碳酸 钙在入回转窑之前分解，大大减轻了回转窑的热 负荷，窑的产量可比悬浮预热器窑提高1～2倍， 同时延长了耐火衬料的使用寿命，提高了窑的运 转率。其发展趋势是大型化、高产量，单位热耗 大幅下降。
3．一次风的作用 一次风－携带煤粉自喷煤管喷入窑内的用风。 一次风 作用－ 作用－除对煤粉起输送作用外还供给煤的挥 发分燃烧所需的氧气。 一次风量－ 一次风量－占总空气量的比例不宜过多，因 为一次风量的增加相应地就会使二次风比例 降低(总用风不变的情况)，二次风的减少会 影响到熟料冷却，使熟料带走的热损失增加。 另外，一次风温度比二次风温度要低(为使煤 粉不致爆炸，一次风温度不能高于l20℃)， 这样燃烧温度也要降低。
以上反应在进行时放出一定的热量， 因此，又称为放热反应 放热反应。 放热反应
固相反应总结
•反应特点： 反应特点： 反应特点
多级反应 放热反应
硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺课件(PPT 49页)
（1）含量较少，熟料中TiO2=0.5～1.0％，能与各熟料矿物形成固 溶体，特别是对β -C2S起稳定作用，可提高水泥强度；
（2）含量过多，因其与CaO反应生成无水硬性的钙钛矿（CaO·TiO2）， 消耗了CaO，减少了熟料中的A矿，影响水泥强度。
•29
第三节 水泥窑与煅烧工艺
一、水泥窑的类型和作用
立窑 立波尔窑
干法回转窑
料球球径较大,传热速度慢,传质阻力大
取决传热和 传质过程
生料悬浮于气流中,传热面积大, 传热系数高,传质阻力小
取决化学反应速度
•6
3.影响碳酸钙分解反应的因素
石灰石结构 生料细度
结构致密,结晶粗大,晶体缺陷少,分解反应困难
细度小且均匀,比表面积大,传热 和传质速度快,有利于分解反应
4.形成中间过渡相，加速C3S形成；
3(α-C2S)+3CaF2+CaO 3C3S ·CaF2
3C3S ·CaF2液相 3C3S+CaF2
晶种
•23
5.增加A矿含量；
C12A7+CaF2 C11A7 ·CaF2 +CaO
C2S+CaO C3S
6.促使含碱矿物分解；
KC23S12+CaF2 KF+12C2S NC8A3+CaF2 NaF+3C3A
六、氧化磷
（1）熟料中P2O5=0.1～0.3％，能对β -C2S起稳定作用，可提高水泥 强度；
（2）P2O5会使C3S分解，导致C3S含量减少，C2S含量增加，强度发展 较慢；配料中适当减少原料中CaO含量，以免fCaO过高；加入 萤石，减少C3S的分解，抵消部分P2O5的不良影响。
•28
七、氧化钛
（2）含量过多，因其与CaO反应生成无水硬性的钙钛矿（CaO·TiO2）， 消耗了CaO，减少了熟料中的A矿，影响水泥强度。
•29
第三节 水泥窑与煅烧工艺
一、水泥窑的类型和作用
立窑 立波尔窑
干法回转窑
料球球径较大,传热速度慢,传质阻力大
取决传热和 传质过程
生料悬浮于气流中,传热面积大, 传热系数高,传质阻力小
取决化学反应速度
•6
3.影响碳酸钙分解反应的因素
石灰石结构 生料细度
结构致密,结晶粗大,晶体缺陷少,分解反应困难
细度小且均匀,比表面积大,传热 和传质速度快,有利于分解反应
4.形成中间过渡相，加速C3S形成；
3(α-C2S)+3CaF2+CaO 3C3S ·CaF2
3C3S ·CaF2液相 3C3S+CaF2
晶种
•23
5.增加A矿含量；
C12A7+CaF2 C11A7 ·CaF2 +CaO
C2S+CaO C3S
6.促使含碱矿物分解；
KC23S12+CaF2 KF+12C2S NC8A3+CaF2 NaF+3C3A
六、氧化磷
（1）熟料中P2O5=0.1～0.3％，能对β -C2S起稳定作用，可提高水泥 强度；
（2）P2O5会使C3S分解，导致C3S含量减少，C2S含量增加，强度发展 较慢；配料中适当减少原料中CaO含量，以免fCaO过高；加入 萤石，减少C3S的分解，抵消部分P2O5的不良影响。
•28
七、氧化钛
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五个过程中，传热和传质都为物理过程， 仅有一个化学反应过程。各过程的阻力不同， 所以CaCO3的分解速率受控于其中最慢的一个过程。
①．回转积小，传热系数不高，故传热速率慢。所以CaCO3分解 速率取决于传热过程。
②．立窑和立波尔窑：生料需成球，由于球径较大，故传热速 率慢，传质阻力很大，所以CaCO3分解速率取决于传热和传质 过程。
与氧化钙反应创造了有利条件。继续加热到 900～950℃，由 无定形物质转变为晶体，同时放出热量。
3. 碳酸盐分解
分解反应特点
①．可逆反应 受T、CO2分压的影响
T↑，有利反应向正方向进行，且分解速率加快
600℃开始分解，890℃时PCO2=1个大气压，1100℃-1200℃ 反应迅速。
慢
加快
迅速
影响碳酸钙分解反应的因素
③．生料细度和颗粒级配 生料细度细，颗粒均匀，粗粒少，物料的比表面积大，可
使传热和传质速率加快，有利于分解反应。
④．生料悬浮分散程度 生料悬浮分散差，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。是决定分解速度的一个非常重要因素。
回转窑和分解炉内分解时间比较： 回转窑内（物料呈堆积状态）CaCO3分解率为85-95% (800～1000℃)要15min； 分解炉内（生料处于悬浮状态）(800～850℃)要2s。
2C＋A＋S
C2AS
C2AS形成后又分解
C12A7＋9C
7C3A
C3A开始形成
C2F＋2C＋C12A7
7C4AF C4AF开始形成
1100-1200℃：大量形成C3A、C4AF，C2S含量达最大值
4. 固相反应
----放热反应
反应过程
约800℃：开始形成CA、CF与C2S； 800-900℃：开始形成C12A7 、C2F ； 900-1100℃：C2AS形成后又分解、C3A、C4AF开始形 成
在水泥生产中，一般均采用快冷，其作用有： 1．提高熟料质量。 2．改善熟料的易磨性 ①．快冷熟料玻璃体含量高，同时造成熟料产生内应力， 缺陷多； ②．快冷使熟料矿物晶体保持细小，易磨。 3．回收余热 熟料进入冷却机时尚有1100℃以上高温，若冷却到室温， 则尚有837kJ/kg的热量，可用二次空气来回收，有利窑内燃 料煅烧，提高窑的热效率。
----放热反应
熟料形成过程的固相反应过程大致如下：
约800℃：开始形成CA、CF与C2S；
C＋A
CA
C＋F
CF
2C＋S
C2S
C2S开始形成
800-900℃：开始形成C12A7、C2F；
7CA＋5C
C12A7
4. 固相反应
----放热反应
反应过程
约800℃：开始形成CA、CF与C2S； 800-900℃：开始形成C12A7 、C2F ； 900-1100℃：
5. 熟料烧结
影响熟料烧结的因素： (1)最低共熔温度
最低共熔温度：物料在加热过程中，两种或两种以上组 分开始出现液相时的温度。
组分性质与数目都影响系统的最低共熔温度。见书P180 表10.6。
影响熟料烧结的因素： (1)最低共熔温度 (2)液相量
液相量↓--→ CaO不易被吸收完全，导致熟料中f-CaO↑ 影响熟料质量，或降低窑产量和增加燃料消耗。
（4）液相的表面张力
液相表面张力愈小，愈容易润湿熟料颗粒或固相物质， 有利于固相反应与固液相反应，促进熟料矿物特别是C3S的 形成。
①．T↑ → 表面张力↓； ②．熟料中含镁、碱、硫等物质时，→ 表面张力↓。
（5）氧化钙溶解于熟料液相的速率
C3S的形成主要是在液相中，由f-CaO＋C2S形成，因 而溶于液相速率对C3S形成有重要影响。
影响碳酸钙分解反应的因素
②．石灰石的种类和物理性质
结构致密、质点排列整齐、结晶粗大、晶体缺陷少的石 灰石不仅质地坚硬，而且分解反应困难，如大理石的分解温 度较高。质地松软的白垩和内含其他较多的泥灰岩，则分解 所需的活化能较低，分解反应容易。
当石灰石中伴生有其他矿物和杂质时，一般具有降低分 解温度的作用。
1. 干燥
排除生料中自由水分的工艺过程称为干燥。
干法窑生料含水<1% 立窑和立波尔窑水分在12-15% 湿法窑湿料含水30-40%
生料中还有一定量的水分
自由水分的蒸发温度一般为27-150℃左右。 当温度升高到100-150℃时，生料自由水分全部被排除。 自由水分蒸发热耗大。每千克水蒸发潜热高达2257 kJ(在 100℃下)。
①．T↑ → 溶解速率↑； ②．粒径↓ → 溶解速率↑。
（6）反应物存在的状态
在熟料烧成时，氧化钙与贝利特晶体尺寸小，处于晶体 缺陷多的新生态，则其活性大，活化能小，易溶于液相中， 因而反应能力很强。这有利于硅酸三钙的形成。
极快速升温(600℃/min以上)，可使粘土矿物的脱水、碳 酸盐分解、固相反应、固液相反应几乎重合，使反应物处于 新生的高活性状态，在极短的时间内，可同时生成液相、贝 利特和阿利特。
与石灰质原料的品质有关。
④．分解温度与PCO2和矿物结晶程度有关：
PCO2↑，则分解温度增高。 方解石的结晶程度高，晶粒粗大，则分解温度高； 相反，微晶或隐晶质矿物的分解温度低。
碳酸钙的分解过程
五个过程：
两个传热过程：热气流向颗粒表面传热、热量以传导方 式由物料表面向分解面传热；
一个化学反应过程：分解面上的CaCO3分解并放出CO2； 两个传质过程：分解放出的CO2穿过分解层(CaO层)向 表面扩散、表面CO2向大气中扩散。
------------→每T↑50℃，分解速度约增1倍
加强通风 → PCO2↓ → 有利反应向正方向进行。
分解反应特点
①．可逆反应 受T、CO2分压的影响
②．强吸热反应：
是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程。 约占预分解窑的1/2，湿法1/3
③．烧失量大： 纯CaCO3为44%，一般在40%左右，
五、硅酸盐水泥的制成 P187
水泥的定义 凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在
空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等散粒或纤维 材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，统称为水泥。
以上化学反应的温度都小于反应物和生成物的熔点，也就是说 物料在以上这些反应过程中都没有熔融状态物出现，反应是在 固体状态下进行的。
4. 固相反应 反应过程
----放热反应
由于固体原子、分子或离子之间具有很大的作用力， 因此固相反应的反应活性较低，反应速率较慢。
4. 固相反应
----放热反应
影响固相反应的主要因素
③．原料性质
当原料中含有如燧石、石英砂等结晶SiO2或方解石结 晶粗大时，因破坏其晶格困难，所以固相反应的速率明显降 低，特别是当原料中含有粗粒石英砂时，其影响更大。
5. 熟料烧结
当物料温度升高到1250-1280℃时，即达到其最低共熔 温度，开始出现以氧化铝、氧化铁为主的液相，液相的组分 中还有氧化镁和碱等。
6. 熟料冷却
冷却的目的在于，回收熟料带走的余热，预热二次、三 次空气，提高窑的热效率；迅速冷却熟料以改善熟料质量与 易磨性；降低熟料温度，便于熟料的运输、贮存与粉磨。
平衡冷却(慢冷)：冷却速度非常慢，使固液相反应充 分进行。
冷却速度快，使高温下形成的液相来不及结晶而冷却 成玻璃相。
在水泥生产中，一般均采用快冷，其作用有： 1．提高熟料质量。 ①．快冷阻止或减少β-C2S向γ-C2S转变，防止熟料粉 化； ②．阻止或减少C3S --→ C2S + f-CaO； 快速越过C3S的分解温度，使C3S来不及分解而呈介稳 状态保存下来。 快冷使C3S晶体细小，可提高熟料质量。
液相量↑--→ 能溶解的C2S、CaO亦↑--→形成C3S快； 液相量↑↑--→易结大块，回转窑内结圈。立窑内炼边、 结炉瘤等。
(3)液相粘度
液相粘度直接影响硅酸三钙的形成速率和晶体的尺寸， 粘度小，则粘滞阻力小，液相中质点的扩散速率增加，有利 于硅酸三钙的形成和晶体的发育成长；反之则使硅酸三钙形 成困难。
2. 脱水
脱水是指粘土矿物分解放出化合水 。
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：
Al2O3 2SiO2 2H2O 500 Al2O3 2SiO2 2H2O
高岭土
无定形
水蒸气
高岭土进行脱水分解反应属吸热过程。 生成了非晶的无定形偏高岭土 ，具有较高活性，为下一步
影响碳酸钙分解反应的因素
⑤．粘土质组分的性质。 若粘土质原料的主导矿物是活性大的高岭土，由于其容
易和分解产物CaO直接进行固相反应生成低钙矿物，可加速 CaCO3的分解反应。
反之，若粘土的主导矿物是活性差的蒙脱石、伊利石， 则要影响CaCO3的分解速率，由结晶SiO2组成的石英砂的 反应活性最低。
4. 固相反应
----放热反应
反应过程
在熟料形成过程中，从碳酸钙开始分解起，物料中便出 现了游离氧化钙，它与生料中的SiO2、、Al2O3和 Fe2O3等 通过质点的相互扩散而进行固相反应，形成熟料矿物。
固相反应：是指固态物质间发生的化学反应，有时也有 气相或液相参与，而作用物和产物中都有固相。
4. 固相反应 反应过程
生料的均匀性好，即生料内各组分混合均匀，这就可以 增加各组分之间的接触，所以能加速固相反应。
4. 固相反应
----放热反应
影响固相反应的主要因素
①．生料的细度和均匀性
②．温度和时间
当温度较低时，固体的化学活性低，，因此固相反应通 常需要在较高的温度下进行。提高反应温度，可加速固相反 应。由于固相反应时离子的扩散和迁移需要时间，所以，必 须要有一定的时间才能使固相反应进行完全。