硅酸盐水泥熟料的煅烧课件.ppt

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1、第五章硅酸盐水泥熟料的煅烧本章主要内容：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。研究方法：在实验室内进行在试验窑与生产窑上进行回转窑内”带”的划分及其作用1.干燥带物料温度20—150℃气体温度200—400℃2.预热带物料温度150—750℃气体温度400—1000℃3.碳酸盐分解带物料温度750—1000℃气体温度1000—1400

2、℃4.放热反应带物料温度1000—1300℃气体温度1400—1600℃5.烧成带物料温度1300—1450--1300℃气体温度1650—1700℃6.冷却带§5.1生料在煅烧过程中的物理化学变化干燥（自由水蒸发）吸热100~150℃粘土质原料脱水吸热450℃碳酸盐分解强吸热900℃固相反应放热800~1200℃熟料烧结微吸热1300~1450~1300℃熟料冷却放热1300℃~一、干燥与脱水1.干燥：生物料中自由水分的蒸发蒸发温度：100℃生料中自由水量因生产方法与窑型不同而异：干法窑﹤1％立窑

3、、半干法立波尔窑：12～15％湿法窑：30～40％半湿法立波尔窑：18～22％2.脱水脱水是指粘土矿物分解放出化合水。层间吸附水：以水分子状态·水存在形式：脱水温度：100℃左右晶体配位水：OH-脱水温度：400～600℃以上·脱水反应（两种观点）：ⅰ产生无水铝硅酸盐（偏高岭土）：Al2O32SiO22H20→Al2032SiO2+2H2O高岭土偏高岭土ⅱ分解为无定形氧化硅与氧化铝Al2O32SiO22H20→Al203+2SiO2+2H2O二.碳酸盐分解1.分解反应MgC03MgO+CO2↑－(1

4、047～1214)J/gCaC03CaO+CO2↑－1645J/g生料中的碳酸钙和夹杂的少量碳酸镁在煅烧过程中分解并放出CO2的过程称碳酸盐分解。碳酸镁的分解温度始于402～480℃左右，最高分解温度700℃左右；碳酸钙在600℃时就有微弱分解发生，但快速分解温度在812～928℃之间变化2.分解特点·可逆反应；·强吸热反应；每1kg纯碳酸钙在890℃时分解吸收热量为1645J/g，是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程。分解所需总热量约占预分解窑的二分之一；·反应起始温度较低；·分解温度与C

5、O2分压和矿物结晶程度有关。3.碳酸钙的分解过程①热气流向颗粒表面的传热过程；②热量由表面以传导方式向分解面传递的过程；③碳酸钙在一定温度下吸收热量，进行分解并放出CO2的化学过程；④分解放出的CO2，穿过CaO层向表面扩散的传质过程；⑤表面的CO2向周围介质气流扩散的过程。即:两个传热过程、一个传质过程和两个化学反应过程。4.影响碳酸钙分解速度的因素·温度·系统中CO2分压·生料细度和颗粒级配·生料悬浮分散程度·石灰质原料的特性·生料中粘土质组分的性质三.固相反应通常在碳酸钙分解的同时，分解产物C

6、aO与生料中的SiO2、Fe2O3、Al2O3等通过质点的相互扩散而进行固相反应，形成熟料矿物。固相反应的过程比较复杂，其过程大致如下：1.反应过程～800℃CA、CF、C2S开始形成800～900℃开始形成C12A7900～1100℃C2AS形成后又分解、开始形成C3A和C4AF1100～l200℃大量形成C3A和C4AF，C2S含量达最大值。～l250℃液相出现，意味着烧结开始。2.反应特点·放热反应，固相反应的放热量约为420～500J/g；·非均相反应；·固相反应通常需要在较高温度下进行；·

7、新生态的物质易于反应；3.影响固相反应的主要因素：·生料细度及均匀性生产上宜使生料的颗粒分布控制在较窄的范围内，特别要控制0.2以上的粗粒。·原料性质·温度和时间·固相间的压力·矿化剂四.熟料烧结1.熟料的烧结过程在高温液相作用下，固相硅酸二钙和氧化钙都逐步溶解于液相中，硅酸二钙吸收氧化钙形成硅酸盐水泥的主要矿物—硅酸三钙，其反应式如下：C2S+Ca0→C3S随着温度的升高和时间延长，液相量增加,液相粘度降低，氧化钙、硅酸二钙不断溶解、扩散，硅酸三钙晶核不断形成，并逐渐发育、长大，最终形成几十微米大

8、小、发育良好的阿利特晶体。与此同时，晶体不断重排、收缩、密实化，物料逐渐由疏松状态转变为色泽灰黑、结构致密的孰料，以上过程为熟料的烧结过程，简称熟料烧结。1300～1450～1300℃称为熟料的烧结温度。在此温度范围内大致需要10～20min完成熟料烧结过程。2.影响熟料烧结过程的因素·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。最低共熔温度决定于系统组分的数目和性质。组分的数目和性质都影响系统的最低共熔温度。硅酸盐水泥熟料一