5000t新型干法水泥生产线回转窑工艺设计说明书

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日产5000吨熟料新型水泥生产的工艺流程说明

日产5000吨熟料新型水泥生产的工艺流程说明

日产5000吨熟料新型水泥生产的工艺流程说明1.原料处理:原料处理是水泥生产的基础,主要包括石灰石、粘土、铁矿石和煤炭等原料的选矿、粉碎、混合和调配。

首先,将石灰石和粘土通过爆炸、破碎机等设备进行破碎,然后进行矿石的选矿工艺,以确保原料的质量。

接下来,将所需的原料按照一定比例混合,并通过输送设备送入到磨机进行细磨,使原料颗粒尺寸适宜。

2.燃烧系统:燃烧系统主要是通过煤粉喷煤器和预热器进行燃烧过程,以提供熟料制备所需的高温能源。

首先,将煤炭通过磨煤机进行粉碎处理,并通过输送系统输送到煤粉喷煤器。

煤粉喷煤器将煤粉喷入预热器内,与热气进行充分的热交换,从而实现燃烧过程。

燃烧生成的高温气体以及热气通过预热器将温度提升到适宜的水泥熟料制备温度。

3.熟料制备:熟料制备是将原料在高温下煅烧成熟料的过程。

预热后的原料通过物料旋风预热器进入旋转窑。

旋转窑是熟料制备的关键设备,它通过慢慢转动,将原料在高温环境下进行煅烧。

在旋转窑内,原料在不同温度区域下发生多个化学反应,包括碳化反应、水化放热反应和硫酸盐反应等,最终形成熟料。

熟料产生后从窑尾排出。

4.熟料磨粉:熟料磨粉是将熟料进行进一步细磨,得到所需的水泥粉末。

熟料从旋转窑排出后,进入熟料磨机进行研磨。

熟料磨机通过回路系统将熟料研磨成细度适宜的水泥粉末。

同时,根据需要可以在磨机中添加适量的石膏或其他矿物掺合料,以调整水泥的性能。

5.成品水泥包装:磨完的水泥粉末通过输送设备送至成品水泥储存库,并根据需要通过包装机进行包装。

成品水泥包装通常采用纸袋装或散装等方式,以满足不同客户需求。

总结:以上就是日产5000吨熟料新型水泥生产的工艺流程说明。

通过原料处理、燃烧系统、熟料制备、熟料磨粉和成品水泥包装等步骤,可以实现高效、稳定和优质的水泥生产。

同时,根据生产需求和产品性能的要求,还可以进行相关的工艺调整和改进。

日产5500吨水泥熟料新型干法生产线回转窑工艺设计

日产5500吨水泥熟料新型干法生产线回转窑工艺设计

日产5500吨水泥熟料新型干法生产线回转窑工艺设计引言:水泥是建筑材料中的重要组成部分,其生产工艺对于提高产品质量和生产效率至关重要。

本文将设计一条日产5500吨水泥熟料的新型干法生产线回转窑工艺,优化生产工艺参数,提高生产效率和产品质量。

一、熟料生产工艺概述:回转窑是水泥熟料生产线中最重要的设备之一,其工艺流程如下:1.原料破碎和预处理:原材料经过破碎机和预砂器进行破碎和预处理,以满足回转窑的要求。

2.原料配料:将破碎和预处理后的原材料按照比例配料,确保熟料质量。

3.原料煅烧:将配料后的原材料进入回转窑,通过高温下的热交换和化学反应,实现熟料的煅烧。

4.熟料磨烧:将煅烧后的熟料进行磨烧,获得细度合适的水泥粉。

二、工艺参数优化:1.进料量:根据水泥生产线的设计产量,确定回转窑的进料量。

对于本设计的5500吨/天水泥熟料生产线,回转窑的进料量为5500吨/天。

2.温度控制:熟料的煅烧温度对熟料质量有非常重要的影响。

为了保证熟料达到理想的质量,需要控制回转窑内的煅烧温度。

煅烧温度一般在1400-1600°C之间。

3.煅烧时间:煅烧时间与煅烧温度和回转窑的长度有关。

较高的煅烧温度和较长的回转窑长度可以增加煅烧时间,有利于化学反应的进行。

4.回转速度:回转窑的转速直接影响煅烧温度和煅烧时间。

较快的回转速度可以增加煅烧温度,但会缩短煅烧时间。

三、工艺设备选型:1.回转窑选择:在设计日产5500吨水泥熟料生产线回转窑时,需要选择合适的回转窑。

回转窑的参数包括直径、长度、转速、倾角等。

根据产能要求和熟料质量要求,选择合适的规格和型号的回转窑。

2.热风炉选择:回转窑是通过燃烧燃料产生的热风进行煅烧的,所以需要选择合适的热风炉。

热风炉的热效率和燃料消耗量是选择热风炉的关键参数。

3.煤粉磨机选择:煤粉是热风炉的主要燃料,所以需要选择合适的煤粉磨机。

煤粉磨机的主要参数包括产量、细度、能耗等。

四、工艺优势:1.灵活性:新型干法生产线回转窑工艺可以适应不同的燃料类型和配料成分,具有较大的灵活性。

日产5000td的新型干法水泥厂的总体设计及烧成窑尾工艺设计毕业设计

日产5000td的新型干法水泥厂的总体设计及烧成窑尾工艺设计毕业设计

绵阳职业技术学院材料工程系2014-2015 学年第 1 学期水泥综合设计 任务书班级 学生 指导教师 时间 9.1-12.14一、综合设计题目日产5000t/d 的新型干法水泥厂的总体设计及烧成窑尾工艺设计 生产品种:普通硅酸盐水泥—P.O 52.5 60%矿渣硅酸盐水泥—P.S.A 42.5 40%二、综合设计任务与要求:(1)设计主要内容及要求①全厂工艺设计计算:配料设计、配料计算、物料平衡、主机平衡、储运平衡。

② 全厂总平面布置:合理布置全厂所有建筑物、构筑物、铁路、道路及地上的和地下的工程管线的平面相互位置,使之符合工艺过程。

画图比例:1:1000。

③重点车间设计:预热器、分解炉、回转窑的选型;主要附属设备的选型;车间的工艺布置。

画图比例:1:100,扩大初步设计深度。

④编写设计说明书:内容包括封面、任务书、内容摘要、目录、前言、正文(设计工艺计算与选型计算及相关说明)、总结、参考文献等。

说明书中一级标题字号为小三加粗,二级标题为四号加粗,三级标题为小四加粗、正文为小四,行距为1.25,页数不少于40页。

(2)设计进度要求:(3)学生按学校规定上课时间到设计室进行设计,严禁将食物带入设计室,保持设计室卫生。

学生有事情离开设计现场,要求履行请假手续,不得无故缺席。

时间第1周第2周第3周第4周第10周第11~14周 第15周 内容 配料计算 物料平衡 主机平衡 储库平衡 车间设计绘制总平面图 及车间布置图毕业答辩前言新型干法水泥生产自问世以来倍受世界各国的关注,特别是上世纪80 年代以来得到了突飞猛进的发展,国际水泥工业以预分解技术为核心,将现代科学技术和工业化生产的最新成果广泛应用于水泥生产的全过程,形成了一套具有现代高科技为特征和符合优质、高效、节能、环保以及大型化、自动化的现代生产方法。

新型干法水泥技术代表了现阶段最高的水泥烧成技术,可以提高窑单位容积产量、提高窑砖衬寿命和运转率,且自动化水平高、生产规模大,可以选用低质燃料或低价废物燃料,节省燃料,降低热耗和电耗,减小设备和基建投资费用、CO 和 NOx生成量少和事故率低,操作稳定。

日产5000t水泥熟料预分解窑窑尾工艺设计说明书

日产5000t水泥熟料预分解窑窑尾工艺设计说明书

日产5000t水泥熟料预分解窑窑尾工艺设计说明书5000t/d水泥分解窑窑尾(低氮氧化合物排放)工艺设计摘要:水泥是社会经济发展最重要的建筑材料之一,在今后几十年甚至是上百年之内仍然是无可替代的基础材料,对人;低氮排放;工艺设计The Process Design of the Back End ofPrecalciner Kiln for 5000T/D CementClinker(Low Nitrogen OxideEmissions)Abstract:Cement is one of the most important building materials of the social and economic development, within the coming decades or even a century,Cement is still no substitute for basic materials, the importance of human civilization is self-evident.calciner kiln as the representatives has become leading technology and the most advanced technology of the cement industry. It has many advantages, such as high throughput, a high degree of auto mation, high quality products, low energy consumption, low emissions of harmful substances, etc.In the production process of cement will release a number of harmful substances,particularly nitrogen oxides,according to the requirement of this design,the design uses a range of methods to reduce the concentration of nitrogen oxide .Based on the design of new dry cement production technology in today's design requirements, the main task is the back-end part of the process design, including the production of cement raw materials, fuel quality requirements, the design of ingredients and ingredients, the material balance calculation , the main auxiliarybalance and equipment selection, calculation and storage back-end process design.Key words: 5000T / D, Low Nitrogen Emissions, Process Precalciner kiln, Design目录第1章绪论........................................................... ..11.1 引言 (1)1.2设计简介 (1)第2章建厂基本资料 (3)2.1设计题目 (3)2.2建厂条件 (3)2.3原料质量要求 (3)2.3.1水泥原料质量要求 (3)2.3.2石膏和混合材质量要求 (4)2.4燃料品质要求 (5)2.5熟料热耗的选择 (6)2.6生产方法和窑型的选择 (6)第3章配料计算与物料和主机平衡 (8)3.1配料计算 (8)3.1.1原料 (24)3.3主机平衡与选型 (24)3.3.1车间工作制度确定 (24)3.3.2主机选型 (25)3.3.3主机平衡表 (32)第4章储库计算 (33)4.1各种物料储存期的确定 (33)4.2各种原料储存设施的计算 (34)4.2.1石灰石、原煤、联合预均化堆场、石膏、矿渣预均化堆场计算 (34)4.2.1.1石灰石预均化堆场计算 (34)4.2.1.2原煤预均化堆场计算 (35)4.2.1.3联合储库计算 (36)4.2.1.4石膏、矿渣预均化堆场计算 (36)4.3各种物料的储存设施计算 (37)4.3.1生料配料站.............................................. ... .374.3.2生料均化库............................................. .... .394.3.3熟料库.................................................. ... .404.3.4熟料配料站 (40)4.4水泥库计算 (41)4.5储库一览表 (42)第5章物料和热平衡计算 (43)5.1原始资料................................................... . (43)5.2物料平衡与热平衡计算 (44)5.2.1 物料平衡计算 (44)5.2.2 热平衡计算 (50)5.3物料平衡表与热平衡表的编制................................... ..54 第6章窑外分解系统的设计计算.. (56)6.1原始资料..................................................... ..566.2相关参数的设定 (56)6.3单位烟气的 (61)6.7分解炉结构尺寸计算........................................... ..63 6.8旋风筒设计方案选择. (66)6.9旋风筒结构尺寸计算 (68)6.10分解炉与旋风筒尺寸汇总表 (75)第7章窑尾设备的 (91)致谢................................................................. .. .92 参考文献.......................................................... .. .. ..93第一章绪论1.1引言我国氮氧化合物的排放量年增长5%-8%,如果不采取进一步的的减排措施,到2030年我国氮氧化合物排放量将达到3540吨,如此巨大的排放量讲给公众健康和生态环境带来灾难家有着明显差距,同时水泥行业排污严重的情况下,为了使我国水泥工业实现可持续发展,必须加大发展新型干法水泥生产技术和水泥产业结构调整的力度,同时通过对各种设备的改进达到低碳低氮氧化合物排放的目标。

日产5000t水泥熟料NSP窑的设计(说明书)

日产5000t水泥熟料NSP窑的设计(说明书)

洛阳理工学院课程设计说明书课程名称:新型干法水泥生产技术与设备设计课题:5000t/d水泥熟料NSP窑的设计专业:无机非金属材料工程班级:学号:姓名:成绩:指导教师(签名):年月日课程设计任务书设计课题:5000t/d水泥熟料NSP窑的设计一、课题内容及要求:1.物料平衡计算2.热平衡计算3.窑的规格计算确定4.主要热工技术参数计算5.NSP窑初步设计:工艺布置与工艺布置图(窑中)二、课题任务及工作量1.设计说明书(不少于1万字,打印)2.NSP窑初步设计工艺布置图(1号图纸1张,手画)三、课题阶段进度安排1.第15周:确定窑规格、物料平衡与热平衡计算、主要热工参数计算2.第16周:NSP窑工艺布置绘图四、课题参考资料李海涛. 新型干法水泥生产技术与设备[M].化学工业出版社严生.新型干法水泥厂工艺设计手册[M].中国建材工业出版社金容容.水泥厂工艺设计概论[M].武汉理工大学出版社2011.5.3设计原始资料一、物料化学成分(%)二、煤的工业分析及元素分析三、热工参数1. 温度a. 入预热器生料温度:50℃;b. 入窑回灰温度:50℃;c. 入窑一次风温度:20℃;d. 入窑二次风温度:1100℃;e. 环境温度:20℃;f. 入窑、分解炉燃料温度:60℃;g. 入分解炉三次风温度:900℃;h. 出窑熟料温度:1360℃;i. 废气出预热器温度:330℃;j. 出预热器飞灰温度:300℃;2. 入窑风量比(%)。

一次风(K1):二次风(K2):窑头漏风(K3)=10:85:5;3. 燃料比(%)。

回转窑(Ky ):分解护(KF)=40:60;4. 出预热器飞灰量:0.1kg/kg熟料;5. 出预热器飞灰烧失量:35.20%;6. 各处过剩空气系数:窑尾αy =l.05;分解炉出口αL=1.15;预热器出口αf=1.40;7.入窑生料采用提升机输送;8.漏风:预热器漏风量占理论空气量的比例K4=0.16;分解炉及窑尾漏风(包括分解炉一次空气量),占分解炉用燃料理论空气量的比例K6=0.05;9. 袋收尘和增湿塔综合收尘效率为99.9%;10. 熟料形成热:根据简易公式(6-20)计算;11. 系统表面散热损失:460kJ/kg熟料;12. 生料水分:0.2%;13. 窑的设计产量:5000t/d(或208.33t/h)。

日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统窑头工艺设计

日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统窑头工艺设计
第三代篦冷机由于采用“阻力篦板”,相对减小了因熟料料层阻力变化而对熟料冷却的影响;采用“空气梁”,热端篦床实现了每块或每个小区篦板,根据篦上阻力变化调整冷却风量;同时,采用高压风机鼓风,减少冷却空气量,增大气固相对速率及接触面积,从而使换热效率大为提高。此外,由于阻力篦板在结构、材质上的优化设计,提高了使用寿命和运转率。鉴于“阻力篦板”虽然解决了由于熟料料层分布不匀造成的诸多问题,但是由于其阻力大,动力消耗高,因此新一代篦冷机又向“控制流”方向发展。在取消“阻力篦板”后,采用空气梁分块或分小区鼓风,根据篦上料层阻力自动调节冷却风压和风量,实现气固之间的高效、快速换热。
关键词:物料平衡、新型干法生产、篦冷机、电收尘、
ABSTRACT
This designisone 5000tons of cementclinkerproductionlines burningdrykilnsystem ofsome ofthe design.In order todesign morereasonable and perfect,I revieweda lot of information, andcombined with the currentdaily output of5,000 tons ofcement clinkerproduction line ofnew drykilnsystempractical examplesto makehis owndesign results.But has very many Shortcoming existence, therefore looks forgiveness. Under I introduce my design mentality. 1.Kiln choice:in the selection process of Kiln, Icalculate thetheoretical formulausedkiln, and I alsofindthe actualmanufacturerof thesituation, finally, Isetmycombination;2.Mass balance computation:According to the empirical formula(limestone saturation coefficient, silicic acid rate, alumina rate)calculates, obtains the appropriate rate value.Determinethe finalratio of raw materials;3.Material balancecalculationsbased on previousresults, combined withtheoretical formulaand the application ofselectedmodelsderivedinstance;4.Appurtenance shaping: The appurtenance includes,Clinkercrusher,clinkerzippermachines,centrifugal fans,pulverized coal burner.The equipment although is small, but in the production process also is essential.

日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统窑头工艺设计

日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统窑头工艺设计

日产5000吨水泥熟料新型干法生产线烧成系统窑头工艺设计随着水泥工业的迅速发展,对于熟料烧成系统的要求也越来越高。

本文将对一条日产5000吨水泥熟料新型干法生产线的烧成系统窑头工艺进行设计和论述。

一、烧成系统窑头工艺设计的目标1.提高熟料的质量,降低生产成本。

2.提高能源利用率,降低生产过程中的排放。

3.确保炉内稳定的温度和氧气含量,保证燃烧效果。

4.保证炉内较低的CO浓度,防止炉内积炭。

5.确保炉内无积存物,使得生产线连续稳定运行。

二、烧成系统窑头工艺设计的主要控制参数1.窑头布置:合理布置窑头,使得煤气流线畅通,有利于煤气的燃烧和炉内温度的均匀分布。

2.煤粉喷淋:采用喷淋煤粉的方式,将煤粉均匀喷入窑头区域,确保燃烧稳定,控制煤粉的喷射量和角度,以达到最佳燃烧效果。

3.进料量控制:通过控制进料量,保持炉内熟料层的稳定,并控制窑头区域的温度分布。

4.喷注位置和方式:合理设置喷注位置,使得燃料和空气能够充分混合,燃烧更充分。

确保炉内氧气浓度达到规定要求,提高熟料的烧结质量。

三、烧成系统窑头工艺设计的具体内容1.窑头布置合理设置窑头区域的布置,使得煤气在该区域内流线畅通,有利于煤气的燃烧和炉内温度的均匀分布。

窑头区域应尽量避免死角和室外风向相对应的通风口。

2.煤粉喷淋采用喷淋煤粉的方式,将煤粉均匀喷入窑头区域,使得燃烧更加均匀稳定。

喷淋方式可以采用多角度喷淋或者环形喷淋,根据窑头区域的具体设计来决定。

3.进料量控制通过控制进料量,保持炉内熟料层的稳定,并控制窑头区域的温度分布。

进料量可以通过控制进料设备的运行速度和进料口的开启程度来实现。

4.喷注位置和方式根据窑头区域的特点和煤粉的喷射角度,合理设置喷注位置,使得燃料和空气能够充分混合,燃烧更加充分。

喷射方式可以采用立喷、横喷或者斜喷等方式。

5.空气供给浓度达到规定要求。

炉内的氧气浓度可以通过调节空气进口阀门的开启程度来实现。

四、总结通过对日产5000吨水泥熟料新型干法生产线的烧成系统窑头工艺设计的详细论述,我们可以看到,合理布置窑头、控制煤粉喷淋、控制进料量、合理设置喷注位置和方式,以及调节空气供给量等因素,对于烧成系统的燃烧效果、熟料质量和生产成本具有重要影响。

日产5000t新型干法水泥熟料生产线本科生毕业设计计算说明书

日产5000t新型干法水泥熟料生产线本科生毕业设计计算说明书

日产5000吨水泥熟料的水泥厂生料磨工艺系统的设计前言一、生料粉磨作业的功能和意义生料粉磨是水泥生产地重要工序,其主要功能在于为熟料煅烧提供性能优良的粉状生料。

对粉磨生料要求:一是要达到规定的颗粒大小;二是不同化学成分的原料混合均匀;三是粉磨效率高、能耗少、工艺简单、易于大型化、形成规模化得生产能力。

由于生料粉磨设备、土建等建设投资高,消耗能量大(一般占水泥综合电耗的1/4以上),因此采用高新技术,优化生料粉磨工艺,对水泥工业现代化建设有着十分重要的作用和意义。

二、粉磨的基本原理物料的粉磨是在外力作用下,通过冲击、挤压、研磨克服物料晶体内部各质点及警惕之间的内聚力,使大块物料变成小块以至细粉的过程。

粉磨功一部分用于物料生成新的表面,变成固体的自由表面能;大部分则转变为热量散失于空间中。

三、现代生料粉磨技术发展的特点随着新型干法水泥技术日趋完善,生料粉磨工艺取得了重大进展,其发展历程经历两大阶段:第一阶段,20世纪50年代至70年代,烘干兼粉碎钢球磨机发展阶段(包括:风扫磨及尾卸、中卸提升循环磨);第二阶段,20世纪70年代至今,辊式磨及辊压机发展阶段。

其发展特点如下:(1)原料的烘干和粉磨作业一体化,烘干兼粉磨系统得到了广泛的应用。

并且由于结构及材质方面的改进,辊式磨获得新的发展。

(2)磨机与新型高效的选分、输送设备相匹配,组成各种新型干法闭路粉磨系统,以提高粉磨效率,增加粉磨功的有效利用率。

(3)设备日趋大型化,以简化设备和工艺流程,同窑的大型化相匹配。

钢球磨机直径已达5.5m以上,电功率6500kw台时产量300t以上,辊式磨系列中磨盘直径已达5m以上电机功率5000kw以上,台时产量500吨以上。

(4)采用电子计量称喂料、X荧光分析仪或γ-射线分析仪、电子计算机自动调节系统,控制原料配料,为入窑生料成分均齐稳定创造条件。

本科生毕业设计(5)磨机系统操作自动化,应用自动调节回路及电子计算机控制生产,带他人工操作,力求生产稳定。

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X X 理工学院课程设计说明书课程名称:新型干法水泥生产技术与设备设计题目: 5000t/d新型干法水泥生产线回转窑工艺设计专业:无机非金属材料工程班级:学号:姓名:成绩:指导教师(签名):设计时间: 2011.12.19——2012.01.06原始资料一、物料化学成分(%)二、煤的工业分析及元素分析(%)三、热工参数1、温度。

入预热器生料温度:50℃;入窑回灰温度:50℃;入窑一次风温度:25℃;入窑二次风温度:1100℃;环境温度:25℃;入窑、分解炉燃料温度:60℃;入分解炉三次风温度:900℃;出窑熟料温度:1360℃;废气出预热器温度:330℃;出预热器飞灰温度:300℃。

窑尾气体温度:1100℃。

2、入窑风量比(%)。

一次风(K1):二次风(K2):窑头漏风(K3)=10:85:5。

3、燃料比(%)。

回转窑(Ky):分解炉(Kf) =40:60。

4、出预热器飞灰量。

0.1kg/kg熟料。

5、出预热器飞灰烧失量。

35.20%。

6、各处空气过剩系数。

窑尾,αy=1.05分解炉出口αL=1.15预热器出口αf=1.40。

7、入窑生料采用提升机输送。

8、漏风。

预热器漏风量占理论空气的比例K4=0.16;提升机带入空气量忽略;分解炉及窑尾漏风(包括分解炉一次空气量),占分解炉用燃料理论空气量的比例K6=0.05。

9、袋收尘器和增湿塔综合收尘效率为99.9%。

10、熟料形成热。

根据简易公式(6-20)计算。

11、系统表面散热损失。

460kJ/kg熟料。

12、生料水分。

0.2%。

13、窑的设计产量。

5000t/d。

目录前言 (4)一、物料平衡、热平衡计算 (5)1.1物料平衡计算 (5)1.1.1 收入项目 (5)1.1.2 支出项目 (7)1.2 热量平衡计算 (8)1.2.1 收入项目 (8)1.2.2 支出项目 (9)二、窑的计算 (11)2.1.窑的规格 (11)2.1.1 直径 (11)2.1.2 长度 (12)2.2 回转窑斜度、转速及功率的计算 (12)2.2.1 斜度和转速 (12)2.2.2 功率 (12)2.3 风速核算 (12)2.3.1 烧成带标准风速 (12)2.3.2 窑尾工况风速 (13)三、主要热工技术参数计算 (13)3. 1、熟料单位烧成热耗 (13)3.2、熟料烧成热效率 (13)3.3、窑的发热能力 (13)3.4、燃烧带衬砖断面热负荷 (13)四.结语 (14)五.参考文献 (14)前言当前世界水泥工业的发展是以节能、降耗、环保为中心,走可持续发展的道路。

与此相适应,水泥设备尤其是回转窑的资源化利用及应用中的环境行为等方面也成为研究的热点。

以预分解窑为代表的新型干法水泥生产技术是国际公认的代表当代技术发展水平的水泥生产方法。

具有生产能力大、自动化程度高、产品质量高、能耗低、有害物排放量低、工业废弃物利用量大等一系列优点,成为当今世界水泥生产的主要技术。

近年来,我国新型干法水泥生产技术得到了飞速发展。

尤其是进入21世纪,大批5000t/d熟料新型干法水泥生产线的建成、投产,标志着我国新型干法水泥生产技术已经成熟。

目前全国已建成的新型干法水泥生产线约400余条,产能达3亿多吨,占我国水泥总产量的32%以上。

回转窑系统作为新型干法水泥生产技术的重要一环,其设计事关水泥的产量和质量。

对窑系统的热工计算,确定单位熟料的热耗,有利于分析窑系统的热工技术性能。

同时也为优质,高产低耗及节能技改提供科学依据。

因此,以新型干法窑(NSP)的设计为契机,加深对水泥工艺相关知识的理解是很有必要的。

本次课程设计的题目是:5000t/d熟料带TSD型分解炉的NSP窑设计,设计内容包括窑的规格计算确定、物料平衡计算、热平衡计算、主要热工技术参数计算以及NSP窑的初步设计(1张A1图纸,1张A2图纸)。

NSP窑包括预热器系统、分解炉和回转窑,本次设计只需画出回转窑及分解炉下方的烟气室,托轮的的剖面图。

一、物料平衡与热量平衡计算基准:1kg 熟料,温度:0℃; 范围:回转窑+分解炉+预热器系统 根据确定的基准和范围,绘制物料平衡图(图1)、热量平衡图(图2)。

图1 物料平衡图 图2 热量平衡图1.1 物料平衡计算 1.1.1 收入项目 (1)燃料总消耗量m r (kg/kg) 其中:窑头燃料量m yr =K y m r (kg/kg) 分解炉燃料量 m Fr =K F m r (kg/kg)(2)生料消耗量、入预热器物料量 a.干生料理论消耗量m gsL =s y r L a A m --100100=82.35100171.25100-⨯⨯-r m =1.558-0.401m r (kg/kg )式中:α—燃料灰分掺入量,取100%。

b.出电收尘飞损量及回灰量m Fh =m fh (1-η)=0.10×(1-0.999) =0.0001(kg/kg) m yh =m fh -m Fh =0.10-0.0001=0.10(kg/kg) c.考虑飞损后干生料实际消耗量 m gs =m gsL +m Fh ·sfh L L --100100=(1.558-0.401m r )+0.0001×82.351002.35100--=1.558-0.401m r (kg/kg)d.考虑飞损后生料实际消耗量ms =myssW-⨯100100=(1.558-0.401mr)×2.0100100-=1.561-0.402mr(kg/kg)e.入预热器物料量入预热器物料量=ms +myk=(1.561-0.402mr)+0.100=1.661-0.402mr(kg/kg)(3)入窑系统空气量燃料燃烧理论空气量V'LK=0.089C y+0.267H y+0.033(S y-O y)=0.089×60.10+0.267×3.96+0.033×(0.35-7.91)=6.157(Nm3/kg煤)m'Lk =V'Lk×1.293=6.157×1.293=7.961 (kg/kg煤)b.入窑实际干空气量Vyh =αyV'Lkmyr=αyV'LkKFmr=1. 05×6.157×0.40mr=2.586mr(Nm3/kg)myk =1.293×Vyk=1.293×2.586mr =3.344mr (kg/kg)其中入窑一次空气量,二次空气量及漏风量Vyk1=K1Vyk=0.10Vyk(Nm3/kg)Vyk2=k2Vyk=0.85Vyk(Nm3/kg)VLOk1=K3Vyk=0.05Vyk(Nm3/kg)c.分解炉从冷却机抽空气量①出分解炉混合室过剩空气量V1=(αL-1)V'Lkmr=(1.15-1)×6.157mr=0.924mr(Nm3/kg)②分解炉燃料燃烧空气量V2=V'LkmFr=V'LkKFmr=6.157×0.60mr=3.694mr(Nm3/kg)③窑尾过剩空气量V3=(αy-1)V'Lkmyr=(αy-1)V'LkKymr=(1.05-1)×6.157×0.40mr=0.123mr(Nm3/kg)④分解炉及窑尾漏入空气量V4=K6V'LkmFr=K6V'LkKymr=0.05×6.157×0.60mr=0.185mr(Nm3/kg)⑤分解炉冷却机抽空气量VF2k =V1+V2-V3-V4=0.924mr+3.694mr-0.123mr-0.185mr=4.310mr(Nm3/kg)mF2k =1.293×VF2k=1.293×4.310mr=5.573mr(kg/kg)d.气力提升泵喂料带入空气量(忽略)e.漏入空气量预热器漏入空气量V5=K4V'Lkmr=0.16×6.157mr =0.985mr(Nm3/kg)窑尾系统混入空气总量VLOk2=V4+V5=0.185mr+0.985mr=1.170mr(Nm3/kg)全系统漏入空气量VLOK =VLOK1+VLOK2=0.05×2.586mr+1.170mr=1.299mr(Nm3/kg)mLOK =1.293×VLOK=l.293×1.299mr=1.680mr(kg/kg)1.1.2支出项目(1)熟料msh=1kg(2)出预热器废气量a.生料中物理水含量mws =ms×100sW=(1.563-0.402mr)×1002.0=0.003-0.001mr (kg/kg)Vws =804.0wsm=804.0001.0003.0r m-=0.004-0.001mr (Nm3/kg)b.生料中化学水含量mhs =0.00353mysAl2O s3=0.00353×(1.560-0.401mr)×3.03=0.016-0.004mr(kg/kg)Vhs = 804.0ksm=804.0004.0017.0r m-=0.020-0.005mr(Nm3/kg)c.生料分解放出CO2气体量:CO2=CaO sCaOcoMM2+MgO sMgOcoMM2=44.62×5644+0.25×3.4044=35.33m sco2=mgs1002CO-mff100fhL=(1.558-0.4006mr)×10033.35-0.0001×10020.35=0.550-0.142mr(kg/kg)V sco2=977.12scom=977.1142.0550.0r m-=0.278-0.072mr(Nm3/kg)d.燃料燃烧生成理论烟气量V rco2=184.22rC my100⨯=1004.22×10010.60m r=1.122m r(Nm3/kg)V rN2=0.79V1LKmr+284.22100yN mr=0.79×6.157mr+284.22×10097.0mr=4.872mr(Nm3/kg)V rH2O =24.22×100yH mr+184.22×100yW mr=(24.22×10096.3+184.22×10000.1)mr=0.456mr(Nm3/kg)V rso2=24.22×100yS mr=324.22×10035.0mr=0.002mr(Nm3/kg)V r=V rco2+V rN2+V rH2O+V rso2=(1.122+4.872+0.456+0.002)mr=6.452mr(Nm3/kg)mr =(m'LK+l-100yA)mr=(7.961+l-10071.25mr=8.704mr(kg/kg)e.烟气中过剩空气量V k=(αf —1)V'Lkmr=(1.40-1)×6.157mr=2.463mr(Nm3/kg)m k=V k×1.293=2.463×1.293=3.185mr(kg/kg) 其中:V kN2=0.79V k=0.79×2.463mr=1.946mr(Nm3/kg)m kN2=V kN2×4.2228=1.946×4.2228mr=2.433mr(kg/kg)V kO2=0.21V k=0.21×2.463mr=0.517mr(Nm3/kg)m kO2=V kO2×4.2232=0.571×4.2232mr=0.739mr(kg/kg)f.总废气量Vf =VCO2+VN2+VH2O+VO2+VSO2=(0.281-0.072 mr +1.122 mr)+(4.872 mr+1.946 mr)+(0.004-0.001 mr+0.020-0.005 mr +0.456 mr)+0.517 mr+0.002 mr=0.305+8.837mr(3)出预热器飞灰量mfh=0.100 (kg/kg) 1.2 热量平衡计算1.2.1 收入项目(1)燃料燃烧生成热QrR =mrQ yDW=23200mr(kJ/kg)(2)燃料带入显热Qr =mrCrtr=mr×1.154×60=69.240mr(kJ/kg)(0~60℃时熟料平均比热Cr=l.154kJ/kg·℃) (3)生料带入热量Qs =(mgsCs+mwsCw)ts=[(1.560-0.401mr)×0.878十(0.003-0.001mr)×4.182]×50=69.111-17.813mr(kJ/kg)(0~50℃时,水的平均比热Cw =4.182KJ/kg℃,干生料平均比热Cs=0.878kJ/kg)(4)入窑回灰带入热量Qyh =mykCyhtyh=0.100×0.836×50=4.180 kJ/kg(0~50℃时,回灰平均比热Cyh=0.836kJ/kg℃)(5)空气带入热量a.入窑一次空气带入热量Q y1k =Vy1kCy1kty1k=0.10VykCy1kty1k=0.10×2.586mr×1.298×25 =8.39mr(kJ/kg)(0~25℃时,空气平均比热Cy1k=1.298KJ/Nm3.℃) b.入窑二次空气带入热量Q y2k =Vy2kCy2kty2k=0.85VykCy2kty2k=0.85×2.586mr×1.403×1100=3392.3mr(kJ/kg)(0~1100℃时,空气平均比热Cy2k=1.403kJ/Nm3·℃) c.入分解炉二次空气带入热量Q F2k =VF2kCF2ktF2k=4.310mr×1.403×900 =5442.2mr(kJ/kg)(0~900℃时,空气平均比热CF2k=1.403kJ/Nm3.℃)d.气力提升泵喂料空气带入热量(忽略)e.系统漏风带入热量QLOK =VLOKCLOKtLOK=1.299mr×1.298×25=42.153mr(kJ/kg)(0~25℃时,空气平均比热CLOK=1.298kJ/Nm3·℃)总收入热量Qzs =QrR+Qr+Qs+Qyk+Qy1k+Qy2k+QF2k+Qsk+QLOK=24200mr+69.240mr+(69.111-17.813mr)+4.180+8.39mr+3392.3mr+5442.2mr+0+42.253mr=73.291+33136mr(kJ/kg)1.2.1支出项目(1)熟料形成热Qsh =109+30.04CaO k+6.48Al2O3k+30.32MgO k-17.12SiO2k+1.58Fe2O3k=109+30.04×66.67+6.48×5.38+30.32×0.58-17.12×22.34-1.58×3.65 =1776kJ/kg(2)蒸发生料中水分耗热量Qss =(mws+mks)qqh=(0.003-0.001mr+0.016-0.004mr)×2380=45.220-11.9mr(kJ/kg)(50℃时,水的汽化热q qh =2380kJ/kg) (3)废气带走热量f SO SO O O O H O H N N CO CO f t C V C V C V C V C V Q )(2222222222++++==[(0.281+1.050m r )×1.921+6.818m r ×1.319+(0.025+0.450m r )×1.550+0.517m r×1.370+0.002m r ×1.965]×330 =190.92+4098.5m r (kJ/kg) [0~340℃时,各气体平均比热:C CO2=1.921kJ/Nm 3·℃;C N2=1.319kJ/Nm 3·℃;C H2O =1.550kJ/Nm 3·℃; C O2=1.370kJ/Nm 3·℃;C SO2=1.965kJ/Nm 3·℃] (4)出窑熟料带走热量Q ysh =1×C sh t sh =1×1.078×1360=1466.1 (kJ/kg) (0~1360℃时,熟料平均比热C sh =1.078kJ/kg.℃) (5)出预热器飞灰带走热量Q fh =m fh C fh t fh =0.100×0.895×300 =26.85 (kJ/kg) (0~300℃时,飞灰平均比热C fh =0.895kJ/kg ·℃) (6)系统表面散热损失Q B =460kJ/kg 支出总热量Q zc =Q Sh +Q ss 十Q f +Q ysh +Q fh +Q B=1776+(45.220—11.9m r )+(190.92+4098.5m r )+1466.1+26.850+460 =3965+4086.6m r kJ/kg列出收支热量平衡方程式Q zs =Q zc73.291+33136m r =3965+4086.6m r 求得: m r =0.1340 (kg/kg)即烧成1kg 熟料需要消耗0.1340kg 燃料。

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