水泥工艺生产熟料煅烧技术

62．粘土矿物 不同粘土矿物脱水温度不一样。书P36 表3.4 3．粘土脱水产物活性 一般结构疏松、无定形(非晶态)、新生态、细小的 → 活 性高，易与CaO结合。 高岭石↑↑ → 蒙脱石、伊利石↑ → 长石、水云母↓
6.2.2 脱水
影响因素 1．生料水分 2．粘土矿物 3．粘土脱水产物活性 4．急烧：粘土脱水后，随着温度的升高，会结晶或晶型转 变，导致活性↓； 急烧可使脱水产物来不急进行上述转变，就已进入碳酸钙 分解温度，而与分解出的CaO均处于高活性状态，而易于反应， 有利熟料的形成。
6.2.1 干燥
排除生料中自由水分的工艺过程称为干燥。
生料中还有不超过1.O％的水。 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)。
6.2.2 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。
6.2.2 脱水
粘土中的主要矿物高岭土发生脱水分解反应如下式所示：
Al2O3·2SiO2·2H20 高岭土
Al203 ＋ 2SiO2 ＋ 2H2O↑ 无定形 无定形 水蒸气
高岭土进行脱水分解反应属吸热过程。
生成了非晶质的无定形偏高岭土 ，具有较高活性，为下一 步与氧化钙反应创造了有利条件。在 900～950℃，由无定形物 质转变为晶体，同时放出热量。
2、碳酸钙的分解过程 五个过程中，传热和传质皆为物理传递过程，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。 ③．预热器、预分解炉内：生料处于悬浮状态，传热面积 大，传热系数高，传质阻力小，所以CaCO3分解速率取决于化学 反应速率。
6.1 概述
悬浮预热、窑外分解技术，从根本上改变 了物料的预热、分解过程的传热状态，将窑内 物料堆积状态的预热和分解过程，分别移到悬 浮预热器和分解炉内进行。
6.1 概述
概念： 一次空气、 二次空气、 三次空气、 窑头、窑尾、 物料进窑方向、 废气出窑方向。
6.1 概述
6.1 概述
预分解窑的关键技术装备
6.2 生料在煅烧过程中的物理化学变化
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。
2、碳酸钙的分解过程 五个过程中，传热和传质皆为物理传递过程，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．回转窑：生料粉粒径小，传质过程快；但物料呈堆积 状态，传热面积小，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。
6.2.3 碳酸盐分解
6.2.2 脱水
影响因素 1．生料水分 2．粘土矿物 3．粘土脱水产物活性 4．急烧 5．粘土颗粒大小：粘土脱水首先在表面，再向粒子中心扩 散，扩散过程较慢。内部脱水速度控制整个脱水过程，所以越 细越好。
6.2.3 碳酸盐分解
1、分解反应特点
①．可逆反应：受T、PCO2影响。 T↑，有利反应向正方向进行，且分解速率加快
2、碳酸钙的分解过程 五个过程中，传热和传质皆为物理传递过程，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。 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。
6.2.3 碳酸盐分解
第六章 熟料煅烧技术
一、概述 二、生料在煅烧过程中的物理与化学变化 三、悬浮预热技术 四、预分解技术 五、回转窑技术 六、熟料冷却机 七、预分解窑技术的生产控制 八、新型干法水泥技术的发展 九、窑用耐火材料
第六章 熟料煅烧技术
本章学习要点：本章主要介绍新型干法水 泥生产过程中的熟料煅烧技术以及煅烧过程中 的物理化学变化，以旋风筒—换热管道—分解 炉—回转窑—冷却机为主线，着重介绍当代水 泥工业发展的主流和最先进的煅烧工艺及设备、 生产过程的控制调节等。
6.2.3 碳酸盐分解
1、分解反应特点 ①．可逆反应：受T、PCO2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，与石灰质 原料的品质有关。
6.2.3 碳酸盐分解
1、分解反应特点 ①．可逆反应：受T、PCO2影响。 ②．强吸热反应 ③．烧失量大 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。
600℃开始分解，890℃时PCO2=1个大气压，1100℃-1200℃ 反应迅速。
慢
加快
迅速
------------→每T↑50℃，分解速度约增1倍
6.2.3 碳酸盐分解
1、分解反应特点 ①．可逆反应：受T、PCO2影响。 T↑，有利反应向正方向进行，且分解速率加快 T↑↑ → 废气T↑、热耗↑、预热器、分解炉易堵、结皮； 加强通风 → PCO2↓ → 有利反应向正方向进行。
筒，旋风筒； 管，换热管道； 炉，分解炉； 窑，回转窑； 机，冷却机.
6.1 概述
预分解窑的关键技术装备
适当成分的生料进入预热器预热. 预热好的生料进入分解炉,碳酸盐分解 分解后的生料进入窑内煅烧成为熟料. 熟料进入冷却机进行冷却.
P61 表6.1 国内外预分解窑情况统计
6.2.3 碳酸盐分解
2、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 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向周围介质气流扩散。
6.2.3 碳酸盐分解