回转窑分解炉.pptx

n1历史回顾历史回顾n水泥工业的诞生水泥工业的诞生n1824年英国人年英国人JosephAspdin在厨房里通过煅在厨房里通过煅烧磨细的石灰石与粘土的混合料得到了一种烧磨细的石灰石与粘土的混合料得到了一种胶凝材料，由它制成的砖块很像由波特兰半胶凝材料，由它制成的砖块很像由波特兰半岛采下来的波特兰石，由此将这种胶凝材料岛采下来的波特兰石，由此将这种胶凝材料命名为命名为“波特兰水泥波特兰水泥”（PortlandCement），并获得的专利。当时的产品因为），并获得的专利。当时的产品因为并没有煅烧到熔融程度，化学成分和特性只并没有煅烧到熔融程度，化学成分和特性只相当于罗马石灰。相当于罗马石灰。n1843年年J.Aspdin的儿子的儿子WilliamAspdin在其在其新建的工厂的间歇式圆窑真正生产出波特兰新建的工厂的间歇式圆窑真正生产出波特兰水泥，宣告波特兰水泥工业产品诞生。水泥，宣告波特兰水泥工业产品诞生。Beehive一、熟料烧成系统的发展一、熟料烧成系统的发展早期的水泥工业早期的水泥工业Swanscombe works,1872 Workers from Bevans cement works lighting kilns,1926.水泥熟料烧成设备的发展水泥熟料烧成设备的发展n水泥窑的发展经历了立窑、干法中空窑、湿法水泥窑的发展经历了立窑、干法中空窑、湿法窑、悬浮预热器窑、预分解窑五个阶段。窑、悬浮预热器窑、预分解窑五个阶段。n中国的第一家水泥厂诞生于中国的第一家水泥厂诞生于1886年，建在澳门年，建在澳门的青洲岛，存在时间很短。的青洲岛，存在时间很短。1889年在唐山兴建年在唐山兴建水泥厂启新洋灰公司（现启新水泥厂），水泥厂启新洋灰公司（现启新水泥厂），1892年生产第一袋水泥，年生产第一袋水泥，1906年投入生产，中国水年投入生产，中国水泥工业诞生。泥工业诞生。1.1立窑立窑（VerticalKiln）n1843年间歇式圆窑，年间歇式圆窑，1910年机械化立窑，年机械化立窑，在国外于在国外于6070年代逐步被淘汰，国内年代逐步被淘汰，国内70年代开始大量发展，估计到年代开始大量发展，估计到2015年被彻底年被彻底淘汰；淘汰；1.2回转窑回转窑（RotaryKiln）n1877年英国人年英国人TR.Crompton申请回转窑煅烧水泥申请回转窑煅烧水泥熟料的专利，但没有实现；熟料的专利，但没有实现；n1885年英国人年英国人FredenvRansome取得了水泥回转窑的取得了水泥回转窑的专利，专利，1887年建成了第一台回转窑，试验虽未成功，年建成了第一台回转窑，试验虽未成功，但奠定了回转窑的基本系统；但奠定了回转窑的基本系统；n18981899年间，在英国、美国、德国等相继投产了年间，在英国、美国、德国等相继投产了真正能正常生产的干法回转窑。真正能正常生产的干法回转窑。n湿法窑湿法窑n干法窑干法窑典型回转窑系统典型回转窑系统1.2.1湿法回转窑湿法回转窑n湿法长窑及带料浆蒸发机窑，湿法长窑及带料浆蒸发机窑，4050年代盛行，国内引年代盛行，国内引进了一批；最大的是美国进了一批；最大的是美国7.62/6.40/6.91232m的湿法的湿法窑，日产熟料窑，日产熟料3600t；n启新洋灰（华新水泥股份有限公司前身）启新洋灰（华新水泥股份有限公司前身）1907年由清年由清政府批准兴建，政府批准兴建，1946年重建，引进两条年重建，引进两条700t/d湿法水湿法水泥熟料生产线。泥熟料生产线。n70年代，华新自己设计建造年代，华新自己设计建造3号窑，代表了当时国内水号窑，代表了当时国内水泥行业最先进的生产技术，被国家命名为泥行业最先进的生产技术，被国家命名为“华新型华新型”窑，向全国推广并出口国外。窑，向全国推广并出口国外。n燃烧了近燃烧了近60年的年的“华新型华新型”窑窑2005年年6月停火封炉。华月停火封炉。华新整体拆除在市中心的新整体拆除在市中心的3座窑，腾出近座窑，腾出近500亩黄金地段亩黄金地段用作商业开发，生产工人经转岗培训后进入新的岗位。用作商业开发，生产工人经转岗培训后进入新的岗位。1.2.2干法回转窑干法回转窑n中空干法窑及立波尔窑、带余热锅炉发电窑、旋风预中空干法窑及立波尔窑、带余热锅炉发电窑、旋风预热器窑、立筒预热器窑及预分解窑等。热器窑、立筒预热器窑及预分解窑等。n1929年诞生了第一台半干法立波尔窑，联邦德国的年诞生了第一台半干法立波尔窑，联邦德国的5.6*90m的立波尔窑，日产量的立波尔窑，日产量3300t；n1932年史密斯公司获得旋风预热器专利，年史密斯公司获得旋风预热器专利，1953年德国年德国洪堡公司建造了第洪堡公司建造了第1台四级旋风预热窑，国际上台四级旋风预热窑，国际上60年代年代转向发展干法，日本宇部公司伊佐水泥厂的转向发展干法，日本宇部公司伊佐水泥厂的6.2*125m悬浮预热窑，日产量悬浮预热窑，日产量5500t；n1971年末石川岛公司开发的预分解窑投入生产，年末石川岛公司开发的预分解窑投入生产，10000t/d级预分解窑为级预分解窑为6.490m。n我国第我国第1台悬浮预热及预分解窑于台悬浮预热及预分解窑于1976年投产，年投产，80年代年代引进几套大型预分解窑。引进几套大型预分解窑。干法回转窑的发展干法回转窑的发展n立波尔窑：立波尔窑：对球、块状物料煅烧方式的改进；对球、块状物料煅烧方式的改进；n悬浮预热窑：悬浮预热窑：对粉状物料煅烧方式的改进；对粉状物料煅烧方式的改进；n预分解窑：预分解窑：对熟料煅烧过程中燃料燃烧方式和气固对熟料煅烧过程中燃料燃烧方式和气固传热方式的双重改进。传热方式的双重改进。n中空干法窑及湿法长窑：中空干法窑及湿法长窑：单机产量低、热耗高；单机产量低、热耗高；n立波尔窑及料浆蒸发机窑：立波尔窑及料浆蒸发机窑：结构复杂、操作维修要结构复杂、操作维修要求高、扬尘大，单机产量虽较高，熟料质量不如湿求高、扬尘大，单机产量虽较高，熟料质量不如湿法窑；法窑；n余热锅炉发电窑：余热锅炉发电窑：生产和发电机组的运行互相牵制，生产和发电机组的运行互相牵制，有时会形成恶性循环；有时会形成恶性循环；n落后窑型在世界水泥工业中所占的比重日益减少，落后窑型在世界水泥工业中所占的比重日益减少，世界性的能源日趋紧张以及环境保护的要求，新型世界性的能源日趋紧张以及环境保护的要求，新型干法预分解窑得到了长足的发展。干法预分解窑得到了长足的发展。水泥生产典型流程水泥生产典型流程1.3流化床水泥窑系统流化床水泥窑系统(FluidizedBedCementKilnSystem,FLBECKS)n研发目的：研发目的：有效燃烧低级煤，大幅度降低有效燃烧低级煤，大幅度降低NOx排放量和增加热效率排放量和增加热效率(通过回收排出的固体和气体的热量通过回收排出的固体和气体的热量)，以符合全球性的环境保护、，以符合全球性的环境保护、节能和生产水泥的各项要求。节能和生产水泥的各项要求。n基本原理：基本原理：利用流化床中的燃烧、热传递、颗粒分散和造粒特点。利用流化床中的燃烧、热传递、颗粒分散和造粒特点。n流化床水泥窑系统的优点：流化床水泥窑系统的优点：n1)煤种的选择灵活：煤种的选择灵活：流化床是接触传热，温度达到流化床是接触传热，温度达到1300以上时，以上时，足以完成烧成反应。流化床的良好燃烧和传热特性决定了优质煤、足以完成烧成反应。流化床的良好燃烧和传热特性决定了优质煤、劣质煤均能有效地燃烧。因此煤种的选择余地很大。回转窑由于热劣质煤均能有效地燃烧。因此煤种的选择余地很大。回转窑由于热交换靠热辐射，要求火焰温度达交换靠热辐射，要求火焰温度达18002000。n2)降低热耗降降低热耗降1025：用造粒窑和烧结窑烧成的熟料粒度小而均用造粒窑和烧结窑烧成的熟料粒度小而均匀，在流化床猝冷器和移动床冷却器中的热交换很好，热效率可达匀，在流化床猝冷器和移动床冷却器中的热交换很好，热效率可达80以上。与回转窑系统相比，散热表面积也减小。上述两种因素以上。与回转窑系统相比，散热表面积也减小。上述两种因素使热耗下降使热耗下降1025。流化床水泥窑系统的优点流化床水泥窑系统的优点n3)减少减少CO2排放量排放量1025、NOx排放量排放量40以上：以上：由于热耗下由于热耗下降，又可选用低碳劣质煤，燃烧形成的降，又可选用低碳劣质煤，燃烧形成的CO2相应减少。流化床的相应减少。流化床的燃烧是在较低温度下进行的，燃烧是在较低温度下进行的，NOx排放量的显著减少。排放量的显著减少。n4)生产各种水泥的转换性好：生产各种水泥的转换性好：利用流化床燃烧特点，能精确控制利用流化床燃烧特点，能精确控制造粒和烧结温度，因此转换生产各种水泥比较容易，而且系统的造粒和烧结温度，因此转换生产各种水泥比较容易，而且系统的优良特性保证生产出的特种水泥质量好、成本低。能生产多品种优良特性保证生产出的特种水泥质量好、成本低。能生产多品种和高标号优质水泥，可稳定生产和高标号优质水泥，可稳定生产PO52.5直到直到PO62.5高标号水泥高标号水泥。n5)建厂成本、运转成本和维修成本低：建厂成本、运转成本和维修成本低：与长回转窑比，流化床系与长回转窑比，流化床系统的设备占用面积减少统的设备占用面积减少70，建厂投资少，建厂投资少1030。由于没有象。由于没有象回转窑和蓖冷机那样的活动部件，流动床水泥烧成系境的机械设回转窑和蓖冷机那样的活动部件，流动床水泥烧成系境的机械设备和耐火材料的寿命增长，在热耗降低的同时，运转和维修成本备和耐火材料的寿命增长，在热耗降低的同时，运转和维修成本也下降，运行成本降低也下降，运行成本降低25%。研发进程研发进程n1984年年川崎重工业株式会社开始对流化床窑系统进行基础试验。川崎重工业株式会社开始对流化床窑系统进行基础试验。与住友大阪水泥公司合作，在与住友大阪水泥公司合作，在2t/d试验室窑上对造粒和熟料烧成进试验室窑上对造粒和熟料烧成进行了基本的研究与测试。在此基础上，从行了基本的研究与测试。在此基础上，从1986年至年至05年年3月底，试月底，试验在通产省资助下继续进行。验在通产省资助下继续进行。n1989年年日本煤炭利用中心、住友大阪水泥公司和川崎重工三家合日本煤炭利用中心、住友大阪水泥公司和川崎重工三家合作，在住友大阪水泥公司的作，在住友大阪水泥公司的Tochigi工厂建成工厂建成20t/d的中试线，并开的中试线，并开始运转试验。试验到始运转试验。试验到1993年年3月底结束，验证了基本工艺过程和系月底结束，验证了基本工艺过程和系统的可靠性统的可靠性(包括设备、运转和产品质量等包括设备、运转和产品质量等)，还扩大了试验规模。，还扩大了试验规模。n1993年年4月月开始，开始，200t/d的扩大试验厂项目在日本煤炭利用中心和的扩大试验厂项目在日本煤炭利用中心和日本水泥协会组织下实施，试验厂的设计工作随即进行。日本水泥协会组织下实施，试验厂的设计工作随即进行。200t/d的的扩大试验厂于扩大试验厂于1995年底建成。为使年底建成。为使200t/d系统达到工业应用的要求，系统达到工业应用的要求，从从1996年年2月至月至1997年底进行了运转试验。其间，将扩大规模的两年底进行了运转试验。其间，将扩大规模的两窑系统改装成等效的一窑系统，对其进行了试验，并取得了基本窑系统改装成等效的一窑系统，对其进行了试验，并取得了基本数据。流化床水泥窑系统以热自造粒为核心技术的两窑和一窑流数据。流化床水泥窑系统以热自造粒为核心技术的两窑和一窑流化床系统已经开发成功。化床系统已经开发成功。两窑系统两窑系统(FLBECKS-)n悬浮预热器悬浮预热器(SP)：由由4级旋风筒组成，生料在预级旋风筒组成，生料在预热器中被预热和预分解，热器中被预热和预分解，这是传统的技术。这是传统的技术。n造粒窑造粒窑(SBK)：在在1300高温下使生料造粒，平高温下使生料造粒，平均粒径为均粒径为l2mm，无需喂入粒种。这是本系统，无需喂入粒种。这是本系统的核心工序。的核心工序。n烧结窑烧结窑(FBK)：在高温在高温1400条件下，有效地完条件下，有效地完成对造粒炉产生的生料小球的烧结。成对造粒炉产生的生料小球的烧结。n冷却器：冷却器：由流化床猝冷器由流化床猝冷器(FBQ)和移动床冷却器和移动床冷却器(PBC)组成。在猝冷器中，烧成熟料由组成。在猝冷器中，烧成熟料由1400迅迅速冷却至速冷却至1000以保证得到优质熟料。在移动以保证得到优质熟料。在移动床冷却器中，熟料被冷却至床冷却器中，熟料被冷却至150左右，可有效左右，可有效回收熟料的余热。回收熟料的余热。一窑系统一窑系统(FLBECKS)Overviewof200t/dayplantSystemConfiguration Clinkerproducedfromafluidized-bedkiln一窑系统一窑系统(FLBECKS)n取消了两窑系统的烧结窑，造粒烧结取消了两窑系统的烧结窑，造粒烧结窑或称为流化床水泥窑同时具有造粒窑或称为流化床水泥窑同时具有造粒和烧结的功能。和两窑系统一样，一和烧结的功能。和两窑系统一样，一窑系统的冷却器由流动床猝冷器和移窑系统的冷却器由流动床猝冷器和移动床冷却器组成，但流动床猝冷器是动床冷却器组成，但流动床猝冷器是直接装在流化床水泥窑直接装在流化床水泥窑(FCK)的底部的底部分选排料系统之下，同时具有猝冷熟分选排料系统之下，同时具有猝冷熟料和三级分选物料的功能。预热器与料和三级分选物料的功能。预热器与两窑系统一样。两窑系统一样。n在经济和操作稳定性方面，新的一窑在经济和操作稳定性方面，新的一窑系统较为优越，除生产特种水泥外，系统较为优越，除生产特种水泥外，一窑系统生产出的产品质量几乎与两一窑系统生产出的产品质量几乎与两窑系统的一样。窑系统的一样。nFluidized-bedAdvancedCementKilnSystem，FAKS熟料煅烧及冷却熟料煅烧及冷却Keytechnologyn流动床猝冷器和移动床冷流动床猝冷器和移动床冷却器的组合保证了熟料冷却器的组合保证了熟料冷却过程中很高的热回收率，却过程中很高的热回收率，这样冷却空气量降低至造这样冷却空气量降低至造粒窑和烧成窑中燃烧燃料粒窑和烧成窑中燃烧燃料所需的空气量；而在传统所需的空气量；而在传统的蓖冷机中，由于热回收的蓖冷机中，由于热回收率低，需要大量的过剩空率低，需要大量的过剩空气。所以流化床水泥窑系气。所以流化床水泥窑系统的热耗和统的热耗和CO2排放要相排放要相应地降低。应地降低。Scale-up dataItemsUnit200t/d1,000t/d3,000t/dHeatconsumptionkcal/kgcl771694676PowerconsumptionkWH/tcl4335.732.9FCKdiameterm2.55.79.7CoolerStrings-224FBQDiameterm0.71.61.9PBCDiameterm3.178.6TowersizeWidthm101726Lengthm81626Heightm51.56372Constructioncostcomparisonfor1000t/dclinkerburningsectionFullTurnKeyFreeOnBoardConventionalRotaryKiln100%100%FAKS79%88%Theabovecomparisondoesnotincludelandacquisitioncostanddismantlingcostforexistingplant.RunningcostcomparisonwithRotaryKilnAssumingthevalueofRotaryKilntobe100%.Capacity(tcl/d)300600100020003000FAKSFuelcost(%)7474747576Electricpowercost(%)132133133135137Repairandmaintenancecost(%)2826262524Totaloperationcost(%)7474747475流化床水泥窑系统在我国的试验流化床水泥窑系统在我国的试验n日本新能源产业技术开发机构日本新能源产业技术开发机构(NEDO)(NEDO)将其列入日本对华绿色援助项目。将其列入日本对华绿色援助项目。从从20002000年开始，年开始，NEDONEDO在中国选择十几家生产水平较高的立窑企业进行在中国选择十几家生产水平较高的立窑企业进行考察考察,实施实施1000t/d1000t/d流化床水泥窑项目。淄博宝山生态建材有限公司被流化床水泥窑项目。淄博宝山生态建材有限公司被国家计委列入候选企业国家计委列入候选企业,以以“优秀的企业管理水平、完善的工艺设备优秀的企业管理水平、完善的工艺设备条件、良好的投资环境条件、良好的投资环境”得到日方的肯定。得到日方的肯定。20042004年年1111月国家发改委正月国家发改委正式同意在山东宝山生态建材有限公司建设。式同意在山东宝山生态建材有限公司建设。n1000t/d1000t/d流化床项目总投资流化床项目总投资1.61.6亿元人民币，其中日方主要承担流化床亿元人民币，其中日方主要承担流化床窑的主体设备的供货，中方投资窑的主体设备的供货，中方投资40004000万元人民币，主要承担项目的土万元人民币，主要承担项目的土建和有关附属设备及安装。项目建设期限为建和有关附属设备及安装。项目建设期限为2 2年，计划于年，计划于20072007年年6 6月正月正式投产。式投产。n由于宝山公司资金链中断引发财务危机、濒临破产，已无法完成流化由于宝山公司资金链中断引发财务危机、濒临破产，已无法完成流化床水泥窑项目，根据国家发改委、山东省发改委、市委市政府、区委床水泥窑项目，根据国家发改委、山东省发改委、市委市政府、区委区政府的研究决定，由淄博绿源建材有限责任公司接管山东宝山生态区政府的研究决定，由淄博绿源建材有限责任公司接管山东宝山生态建材有限公司实施流化床水泥窑项目。建材有限公司实施流化床水泥窑项目。20072007年年7 7月月2020日国家发改委、日国家发改委、省发改委和日本省发改委和日本NEDONEDO在北京签定了在北京签定了基本协议书修订案基本协议书修订案和和实施协实施协议书修正案议书修正案，明确了淄博绿源建材有限公司在该项目中的法律地位，明确了淄博绿源建材有限公司在该项目中的法律地位和权利义务关系，即由淄博绿源建材有限责任公司全面代替原山东宝和权利义务关系，即由淄博绿源建材有限责任公司全面代替原山东宝山生态建材有限责任公司在该项目中的所有权利和义务。山生态建材有限责任公司在该项目中的所有权利和义务。流化床水泥窑的特点流化床水泥窑的特点n1.大幅度地扩大了煤种的选择范围。可选用烟煤、无烟大幅度地扩大了煤种的选择范围。可选用烟煤、无烟煤或低质煤。煤或低质煤。n2.良好的节能指标。可降低良好的节能指标。可降低10-25%的热消耗量。的热消耗量。n3.较好的环保性能。较好的环保性能。CO2排放减少排放减少10-25%，NOx排放减少排放减少40%以上。以上。n4.节约建设费用，减低运行成本。节约建设费用，减低运行成本。与同规格的回转窑相比，设备投资节约与同规格的回转窑相比，设备投资节约20%，运，运行成本降低行成本降低25%。n5.能生产多品种和高标号优质水泥。流化床水泥窑可以能生产多品种和高标号优质水泥。流化床水泥窑可以稳定生产稳定生产PO52.5和和PO62.5高标号水泥。高标号水泥。在建的在建的1000t/dFAKSn流化床窑一旦在淄博实践成功，将带来水泥煅烧新的技术革命，由于其良好的工作指标和占地面积小等特点，特别适合我国目前量大面广的立窑改造。FAKS工工艺艺流流程程示示意意图图熟料烧成系统的发展熟料烧成系统的发展n2、发展现状、发展现状近年来我国水泥年产量示意图近年来我国水泥年产量示意图近年来我国新型干法水泥年产近年来我国新型干法水泥年产量占总产量的比例量占总产量的比例n1996年和年和1997年海螺宁国水泥厂和山水山东水泥厂在年海螺宁国水泥厂和山水山东水泥厂在我国相继突破日产我国相继突破日产2000t熟料生产线低投资建设难关；熟料生产线低投资建设难关；2003年海螺铜陵水泥厂和池州水泥厂先后突破日产年海螺铜陵水泥厂和池州水泥厂先后突破日产5000t熟料生产线低投资建设难关，为新型干法在全国熟料生产线低投资建设难关，为新型干法在全国普遍推广铺平了道路。普遍推广铺平了道路。n从从2003年开始，全国各地区从东部沿海到西部内陆依年开始，全国各地区从东部沿海到西部内陆依次掀起前所未有的水泥新型干法生产线建设高潮，全次掀起前所未有的水泥新型干法生产线建设高潮，全国水泥产量迅猛增长。国水泥产量迅猛增长。2002年我国新型干法水泥产量年我国新型干法水泥产量为为1.1亿吨，占总产量的亿吨，占总产量的15%。到。到2010年新型干法水泥年新型干法水泥产量猛增到产量猛增到16亿吨，占总量的亿吨，占总量的85%。截止。截止2012年底，年底，全国新型干法水泥生产线全国新型干法水泥生产线1637条，设计熟料产能达条，设计熟料产能达16亿吨亿吨。我国水泥工业的发展现状我国水泥工业的发展现状我国大型新型干法水泥技术的进步我国大型新型干法水泥技术的进步n我国大型新型干法水泥技术取得突破性进展，装备的我国大型新型干法水泥技术取得突破性进展，装备的先进性、可靠性大幅度提高，建设工期大大缩短，吨先进性、可靠性大幅度提高，建设工期大大缩短，吨水泥投资大幅度降低，日产水泥投资大幅度降低，日产5000吨生产线基本实现国吨生产线基本实现国产化。产化。n近几年，投产的新型干法水泥生产线主要技术经济指近几年，投产的新型干法水泥生产线主要技术经济指标已达到国际先进水平，与上世纪标已达到国际先进水平，与上世纪90年代初期国内外年代初期国内外相近规模的生产线相比，热耗下降了相近规模的生产线相比，热耗下降了5%10%，电耗，电耗下降了下降了10%15%，系统运转率由不到，系统运转率由不到80%提高到提高到92%；与立窑相比，综合能耗下降；与立窑相比，综合能耗下降20%以上。以上。n2006年年2月月22日，中日合作日，中日合作1000t/d流化床水泥窑项目在流化床水泥窑项目在山东淄博宝山生态建材有限公司正式破土动工。山东淄博宝山生态建材有限公司正式破土动工。n2010年年1月月12日，芜湖海螺水泥有限公司日，芜湖海螺水泥有限公司12000t/d新型干新型干法水泥熟料生产线项目申请报告通过省内外专家组成的法水泥熟料生产线项目申请报告通过省内外专家组成的评审组审查。评审组审查。n2011年年12月月26日，芜湖厂日产日，芜湖厂日产12000t熟料生产线完成的熟料生产线完成的72小时达标考核，结果是：回转窑日产量小时达标考核，结果是：回转窑日产量12046t；熟料；熟料工序电耗工序电耗24.63KWh/t；熟料热耗；熟料热耗2947KJ/Kg。n2012年年3月月19日，该生产线实时监测的排放数据为：窑日，该生产线实时监测的排放数据为：窑尾粉尘排放浓度尾粉尘排放浓度25mg/Nm3；NOx浓度浓度500mg/Nm3。nB线于线于2012年年5月月10日点火投产日点火投产,投产即达标，当月实现投产即达标，当月实现运转率运转率100%。目前。目前B线各项运行线各项运行指指标标均均达达到到A线线水水平。平。二、预分解窑系统的设计二、预分解窑系统的设计n传统的回转窑：生料的预热、分解和烧成均在窑内完成。传统的回转窑：生料的预热、分解和烧成均在窑内完成。n回转窑：回转窑：优点：优点：作为烧成设备，能够提供断面温度分布比较均匀的作为烧成设备，能够提供断面温度分布比较均匀的温度场，并保证物料在高温下有足够的停留时间。温度场，并保证物料在高温下有足够的停留时间。不足：不足：作为传热、传质设备不理想，对需要热量较大的预作为传热、传质设备不理想，对需要热量较大的预热、分解过程很不适应。热、分解过程很不适应。n原因分析：原因分析：n1）窑内物料主要堆积在窑的底部，气流从料层表面流过，）窑内物料主要堆积在窑的底部，气流从料层表面流过，气流与物料的接触面积小，传热效率低；气流与物料的接触面积小，传热效率低；n2）窑内分解带料粉处于层状堆积态，料层内部分解出的）窑内分解带料粉处于层状堆积态，料层内部分解出的CO2向气流扩散的面积小、阻力大、速度慢，并且料层内向气流扩散的面积小、阻力大、速度慢，并且料层内部颗粒被部颗粒被CO2气膜包裹，气膜包裹，CO2分压大，分解温度要求高，分压大，分解温度要求高，增大了碳酸盐分解的难度，降低了分解速度。增大了碳酸盐分解的难度，降低了分解速度。1预分解窑系统的开发预分解窑系统的开发n预分解窑在预分解窑在7070年代得到蓬勃发展，年代得到蓬勃发展，1971197119721972年为试验阶段、年为试验阶段、1973197319771977年是发展阶段，年是发展阶段，19781978年以后，预分解技术日趋成熟。年以后，预分解技术日趋成熟。n回转窑烧成带主要靠辐射热进行热交换，热交换效率比较高；而在温回转窑烧成带主要靠辐射热进行热交换，热交换效率比较高；而在温度较低的分解带，如果使生料悬浮在窑废气中，它们之间热交换更剧度较低的分解带，如果使生料悬浮在窑废气中，它们之间热交换更剧烈，热交换效率更高。烈，热交换效率更高。n石川岛石川岛70年代开发年代开发“分解炉分解炉”，生料在分解炉内达，生料在分解炉内达8090分解，分解，然后喂入回转窑内。全部燃料的然后喂入回转窑内。全部燃料的60供给分解炉，供给分解炉，40燃料由窑头喷燃料由窑头喷入，降低了窑内热负荷。同常规旋风预热窑相比，可以大大提高回转入，降低了窑内热负荷。同常规旋风预热窑相比，可以大大提高回转窑单位有效容积的产量。窑单位有效容积的产量。n1971年石川岛公司首先在日本水泥公司进行预分解技术实验获得成功，年石川岛公司首先在日本水泥公司进行预分解技术实验获得成功，而后把该公司而后把该公司3.9m53.5m立波尔窑改建为带立波尔窑改建为带SF分解炉的悬浮预热窑分解炉的悬浮预热窑在在1973年完成，使该窑日产量提高一倍，达到年完成，使该窑日产量提高一倍，达到2000td。预分解窑系统的开发预分解窑系统的开发n1971年年12月日本三菱公司月日本三菱公司MFC窑在日本东谷水泥厂投产；窑在日本东谷水泥厂投产；小野田公司小野田公司1972年建年建1.8m25mRSP试验窑，试验窑，1974年在年在大船渡水泥厂建造大船渡水泥厂建造3000tdRSP窑；窑；1976年年7月神户制月神户制钢和日本水泥公司先建钢和日本水泥公司先建500td的分解试验室，的分解试验室，1978年年在上矶水泥厂建在上矶水泥厂建3600tdDD预分解窑。预分解窑。n丹麦史密斯公司丹麦史密斯公司1974年在丹麦丹尼亚水泥厂建成中年在丹麦丹尼亚水泥厂建成中2.4m20m预分解试验窑，预分解试验窑，1977年在日本麻生水泥厂，建成年在日本麻生水泥厂，建成4000td预分解窑。德国伯力鸠斯和洪堡公司开发了上预分解窑。德国伯力鸠斯和洪堡公司开发了上升烟道分解炉技术。升烟道分解炉技术。n美国福勒公司和法国美国福勒公司和法国FCB公司购买了石川岛公司购买了石川岛SF分解炉专分解炉专利；美国利；美国AC公司和前苏联以及我国建材研究院购买了公司和前苏联以及我国建材研究院购买了RSP分解炉专利，天津水泥院购买了分解炉专利，天津水泥院购买了DD分解炉等。分解炉等。n预分解窑近预分解窑近10年来在我国飞速发展，年来在我国飞速发展，05年以来每年新增年以来每年新增生产线超过生产线超过100条。条。预分解窑预分解窑(PrecalciningRotaryCementKiln，PC窑窑;RotaryCementKilnwithNewSuspensionPreheaters，NSP窑窑)n预分解预分解(或称窑外分解或称窑外分解)技术：技术：将已经过悬浮预热后的水将已经过悬浮预热后的水泥生料，在达到分解温度前，与进入到分解炉内的燃泥生料，在达到分解温度前，与进入到分解炉内的燃料混合，在悬浮状态下迅速吸收燃料燃烧热，使生料料混合，在悬浮状态下迅速吸收燃料燃烧热，使生料中的碳酸钙迅速分解成氧化钙。中的碳酸钙迅速分解成氧化钙。n悬浮预热、窑外分解技术的突破，从根本上改变了物悬浮预热、窑外分解技术的突破，从根本上改变了物料预热、分解过程的传热状态，将窑内物料堆积态的料预热、分解过程的传热状态，将窑内物料堆积态的预热和分解过程，分别移到悬浮预热器和分解炉内在预热和分解过程，分别移到悬浮预热器和分解炉内在悬浮状态下进行。悬浮状态下进行。n由于物料悬浮在热气流中，与气流的接触面积大幅度由于物料悬浮在热气流中，与气流的接触面积大幅度增加，因此传热速度极快，传热效率很高。同时，生增加，因此传热速度极快，传热效率很高。同时，生料粉与燃料在悬浮态下均匀混合，燃料燃烧热及时传料粉与燃料在悬浮态下均匀混合，燃料燃烧热及时传给物料，使之迅速分解。由于传热、传质迅速，大幅给物料，使之迅速分解。由于传热、传质迅速，大幅度提高了生产效率和热效率。度提高了生产效率和热效率。2预分解窑的工艺特点预分解窑的工艺特点n在悬浮预热器与回转窑之间增加一个分解炉，在悬浮预热器与回转窑之间增加一个分解炉，或利用窑尾上升烟道，原有预热器装设燃料喷或利用窑尾上升烟道，原有预热器装设燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在其中以悬浮态或流化态盐分解的吸热过程，在其中以悬浮态或流化态下极其迅速地进行，从而使入窑生料的分解率下极其迅速地进行，从而使入窑生料的分解率从悬浮预热窑的从悬浮预热窑的30左右提高到左右提高到8590。n预分解窑是在悬浮预热窑基础上发展起来的，预分解窑是在悬浮预热窑基础上发展起来的，是悬浮预热窑发展的更高阶段，是继悬浮预热是悬浮预热窑发展的更高阶段，是继悬浮预热窑发明后的又一次重大技术创新。窑发明后的又一次重大技术创新。2.1预分解窑系统的优点预分解窑系统的优点n1)入窑生料的分解率从悬浮预热窑的入窑生料的分解率从悬浮预热窑的30左右提左右提高到高到8590；n2)减轻了窑的热负荷，延长衬料寿命减轻了窑的热负荷，延长衬料寿命;n3)减少基建投资。窑的规格缩小，制造、运输、减少基建投资。窑的规格缩小，制造、运输、安装方便，占地面积小；安装方便，占地面积小；n4)单位热耗低；单位热耗低；n5)单窑产量高；单窑产量高；n6)减少大气污染。减少大气污染。2.2预分解窑系统的关键技术装备预分解窑系统的关键技术装备n筒筒管管炉炉窑窑机机五位一体：五位一体：旋风筒、换热旋风筒、换热管道、分解炉、回转窑、冷却机管道、分解炉、回转窑、冷却机。n这五组关键技术装备，彼此形成一个不可分割这五组关键技术装备，彼此形成一个不可分割的完整体系。保证窑和管道系统的密封装置情的完整体系。保证窑和管道系统的密封装置情况良好，减少系统漏风和压力损失。况良好，减少系统漏风和压力损失。n生产最优化：生产最优化：不能单指某个子系统的最优化，不能单指某个子系统的最优化，而首先必须全系统及其配套设备的最优化，并而首先必须全系统及其配套设备的最优化，并包括生产管理、技术操作体系的最优化。包括生产管理、技术操作体系的最优化。2.3预分解窑系统的工艺控制预分解窑系统的工艺控制n五稳保一稳：五稳保一稳：在生产中必须做到在生产中必须做到生料化学成生料化学成分稳定、生料喂料量稳定、燃料成分分稳定、生料喂料量稳定、燃料成分(包括包括热值、煤的细度、油的雾化等热值、煤的细度、油的雾化等)稳定、燃料稳定、燃料喂入量稳定和设备运转稳定喂入量稳定和设备运转稳定(包括通风设备包括通风设备),从而从而保证窑系统的最佳的稳定的热工制度保证窑系统的最佳的稳定的热工制度(窑系统的良好的燃料燃烧和热传递条件窑系统的良好的燃料燃烧和热传递条件)。n预分解窑生产中一条最重要的工艺原则预分解窑生产中一条最重要的工艺原则2.4选择烧成系统的原则选择烧成系统的原则n综合考虑原料和燃料情况、产品质量要求、工综合考虑原料和燃料情况、产品质量要求、工厂规模、建厂的各种具体条件以及不同的烧成厂规模、建厂的各种具体条件以及不同的烧成系统的特点，进行正确的判断，从而使所选的系统的特点，进行正确的判断，从而使所选的烧成系统技术先进、经济合理。烧成系统技术先进、经济合理。n节能：节能：熟料烧成系统最突出的问题之一，在进熟料烧成系统最突出的问题之一，在进行烧成系统的选择时，对节能问题应予以充分行烧成系统的选择时，对节能问题应予以充分的重视。熟料烧成过程中消耗燃料的费用在水的重视。熟料烧成过程中消耗燃料的费用在水泥生产成本中占有较大的比重。其所占比重随泥生产成本中占有较大的比重。其所占比重随生产方法、产品品种、燃料种类、价格、运输生产方法、产品品种、燃料种类、价格、运输距离以及其它因素的不同而异，一般约占距离以及其它因素的不同而异，一般约占1020，有时更高些。，有时更高些。3回转窑回转窑n3.1回转窑的功能回转窑的功能n3.2回转窑的规格回转窑的规格n3.3回转窑的设计回转窑的设计3.1回转窑的功能回转窑的功能n回转窑回转窑1885年诞生以来经历了多次重大技术革新，作年诞生以来经历了多次重大技术革新，作为水泥熟料矿物最终形成的煅烧技术装备，具有独特为水泥熟料矿物最终形成的煅烧技术装备，具有独特的功能和品质。的功能和品质。n1）燃料煅烧燃料煅烧具有广阔的空间和热力场，具有广阔的空间和热力场，可以供应足够的空气、可以供应足够的空气、装设优良的燃烧装置，保证燃料充分燃烧，为熟料煅装设优良的燃烧装置，保证燃料充分燃烧，为熟料煅烧提供必要的热量。烧提供必要的热量。n2）热交换热交换具有比较均匀的温度场，可以满足水泥熟料形成具有比较均匀的温度场，可以满足水泥熟料形成过程各个阶段的换热要求，特别是阿利特矿物生成的过程各个阶段的换热要求，特别是阿利特矿物生成的要求。要求。回转窑的功能回转窑的功能n3）化学反应化学反应作为化学反应器，随着水泥熟料矿物形成不同阶作为化学反应器，随着水泥熟料矿物形成不同阶段的不同需要，既可以分阶段地满足不同矿物形成对段的不同需要，既可以分阶段地满足不同矿物形成对热量，温度的要求，又可以满足它们对时间的要求，热量，温度的要求，又可以满足它们对时间的要求，是目前用于水泥熟料矿物最终形成的最佳装备。是目前用于水泥熟料矿物最终形成的最佳装备。n4）物料输送物料输送作为输送设备，它具有更大的潜力，因为物料在作为输送设备，它具有更大的潜力，因为物料在回转窑断面内的填充率，窑斜度和转速都低。回转窑断面内的填充率，窑斜度和转速都低。n5）降解、利用废弃物降解、利用废弃物随着环境意识的增强，随着环境意识的增强，20世纪以来，回转窑的优世纪以来，回转窑的优越环保功能迅速被挖掘。高温、稳定热力场已成为降越环保功能迅速被挖掘。高温、稳定热力场已成为降解利用各种有毒、有害、危险废弃物的最好装置。解利用各种有毒、有害、危险废弃物的最好装置。3.2回转窑的规格回转窑的规格n计算指标：计算指标：回转窑的产量回转窑的产量G(t/d)，有效内经，有效内经Di(m)，窑的长度，窑的长度L(m)，n给定参数：给定参数：单位容积产量单位容积产量mv(t/m3d)，单位表面，单位表面积产量积产量mF(kg/m2h)，单位截面积产量，单位截面积产量mA(t/m2h)nG=1/4Di2Lmv =0.024DiLmF =6Di2 mA 回转窑的规格回转窑的规格n计算指标：计算指标：回转窑的产量回转窑的产量G(t/d)，有效内经，有效内经Di(m)，窑的长度，窑的长度L(m)。给定参数：给定参数：单位容积产量单位容积产量mv(t/m3d)，单位表，单位表面积产量面积产量mF(kg/m2h)，单位截面积产量，单位截面积产量mA(t/m2h)nDi=0.096mF/mvnL=24mA/mvnL/Di=250 mA/