耐火材料及二级窑壳在降低水泥窑表面热损失方面的应用情况

水泥生产过程中主要热量损耗在于窑尾预热器出口废气带走热、窑系统表面向环境通过辐射及对流方式传导热量、窑头熟料冷却机余风带走热和出冷却机熟料带走热损失等.研究水泥窑尾预热器表面耗散热和回转窑筒体热回收技术,是提高水泥厂能量利用率的重要措施.为了在预分解窑更高效的使用能源审计分析.本文从能量平衡的角度分析了预分解窑系统的能源利用及损失情况,研究了耐火材料降低预热器筒热损失及利用二级窑壳回收回转窑表面余热的情况,提高水泥窑系统的能源利用率.     

大颗粒流态化水泥熟料煅烧试验研究

为进一步提高熟料质量，降低烧成热耗，减少污染，开发了大颗粒流化床水泥熟料煅烧装置。采用平均粒径4mm的大颗粒物料，分别进行了冷态和热态模型试验，取得了在高温下，检测和控制流化床中物料流化状况的方法。通过检测和控制流化床压降．实现了流化床的稳定运行；同时，在热模装置上，煅烧出较高质量的水泥熟料。试验研究证明，可以利用流化床来煅烧水泥熟料。即用流化床反应器来代替传统水泥生产中的回转窑和立窑，从而达到降低能耗、提高质量、减少污染的目的。     

浅析烧成系统技术改造理论依据与具体措施

对熟料烧成系统热平衡各支出项进行系统梳理与分析,认为降低热耗是烧成系统技术改造与后期生产操作管理两方面协同发挥作用的结果.后期生产操作降低热耗的主要着力点在于调整熟料率值,改善熟料易烧性,降低熟料形成热,避免不完全燃烧的前提下控制C1出口氧含量,控制煤粉及生料水分等.烧成系统技术改造降低热耗的主要着力点在于提高预热器系...     

Exergy analysis of thermal processes in the building materials industry

A method is proposed to calculate the chemical exergy with allowance for the chemical composition and the ambient temperature. The exergy analysis of cement clinker burning is performed. It is found that the maximal energy saving for a rotary cement kiln can be achieved by decreasing the sludge humidity and optimizing the fuel combustion and the clinker cooler operation. The analysis of thermal processes in terms of exergy characteristics is demonstrated to be more efficient than that in terms of thermal parameters, since the optimization and intensification of industrial kilns requires not only heat loss reduction but also more efficient use of heat.     

水泥回转窑内NO生成的模拟

采用气固流动、煤粉燃烧和NO生成模型,结合物料烧成过程的物理化学反应热效应的一维热流函数,对采用4通道燃烧器的某3000 t·d^-1生产能力的全尺寸水泥回转窑内NO的生成进行了数值模拟研究,对水泥回转窑内NO生成机理及分布规律进行深入的分析.研究结果表明：水泥回转窑内NO生成主要为热力型NO和燃料型NO,并且以热力型NO为主要生成方式,燃料NO主要在窑头的燃烧带产生,热力NO主要产生于高温烧成带,并且燃料NO与热力NO的生成过程存在着相互抑制作用.     

回转窑余热发电技术在水泥行业中的应用

随着水泥熟料煅烧技术的发展,新型干法水泥生产线已使单位水泥熟料的热耗大幅度下降,但窑头熟料冷却机（AQC）和窑尾预热器（SP）等排放的低温废气热量约占水泥熟料烧成总耗热量的30%以上,因此回收其中的低温余热从而进一步降低水泥生产热耗是十分必要的。某水泥公司现有3条1000t/d回转窑生产线,满负荷生产条件下,窑头可产生平均温度为380℃,流量为1.395×105 Nm3/h的烟气,窑尾可产生平均温度为330℃,流量为2.76×105Nm3/h的烟气,根据此公司余热热源情况,经计算,装机方案确定为：1台额定容量为5 MW的单压凝汽式汽轮发电机组、3台单压AQC余热锅炉和3台单压SP余热锅炉。     

回转窑传热模型与数值模拟

对回转窑内传热过程进行了分析 ,在已有研究基础上归纳了各项换热系数的关联式 ,尤其结合热渗透模型完善了回转壁面与料床之间传热机制的研究 ,并提出通用的计算关联式。进而提出了内热式炉型的一维轴向传热模型 ,并根据已发表的试验数据验证了该模型和各换热系数的适用性。计算表明在窑内低温段 ,物料的受热主要来自其覆盖的回转壁面对其加热 ;而在高温段 ,气体的辐射热量成为加热料床的主要热源。此外 ,由物料进口端沿轴向窑壁散热增大 ,在窑内高温段窑壁的散热甚至高于物料吸热量 ,因此在回转反应器的设计中应充分考虑窑壁散热造成的热效率降低并采取相应措施。     

非均质移动颗粒床的渗流换热模型与数值模拟

针对非均质移动颗粒床的换热过程,建立了其渗流换热的数学模型,提出了COADI-GS算法,采用此算法对移动颗粒床的气固换热过程进行流热耦合数值模拟。通过对均质与非均质这两种不同移动颗粒床换热模型的仿真结果进行比较,发现两者的床内温度分布有较大差异,非均质移动颗粒床模型能更为准确地描述床层内的渗流换热过程。计算结果表明,供风压力的增加虽有利于熟料颗粒的冷却,但会降低回收风的温度;颗粒温度随床层移动速度的增加而升高,近似为线性关系。     

Modelling the Rotary Lime Kiln

A three‐dimensional steady‐state model to predict the flow and heat transfer in a rotary lime kiln is presented. All important phenomena are considered for the pre‐heat and calcination zones including turbulent gas flow, buoyancy, all modes of heat transfer, evolution and combustion of species and granular bed motion with calcination reaction. The model is based on a global solution of three sub‐models for the hot flow, the bed and the rotating wall/refractories. Information exchange between the models results in a fully coupled 3‐D solution of a rotating lime kiln. The overall model is validated using UBC's pilot kiln trials (5.5 m laboratory kiln). Results for this case are presented and potential implications are discussed.     

不同窑型水泥熟料共同粉磨对水泥性能的影响

实验室测试了共同粉磨不同窑型熟的水泥物理性能、颗粒级配和水化放热速率。结果表明,回转窑和立窑熟料混合,改善了水泥熟料的易磨性,水泥的标准稠度用水量随着立窑熟料掺入量和粉磨时间的延长而增大。泌水性得到明显改善,颗粒级配更加合理,水泥强度提高,特别是３ｄ的抗压、抗折强度,它并不是两种水泥强度的简单加权,而是表现出增强作用,混合水泥熟料放热量、放热速率界于两者之间。     

用磷石膏生产水泥熟料的试验研究与技术探讨

使用磷石膏制硫酸联产水泥,由于磷石膏含有磷、氟和放射性核素等有害物质,其化学组成对水泥熟料的烧制和性能有较大的影响。磷石膏烧制水泥熟料的反应机理较为复杂,使用现有的水泥工业窑炉窑内气氛难以控制,回转窑热利用率较低,熟料质量波动较大。参考国内外先进技术,将石膏脱水、分解及水泥熟料烧成分开进行,才能提高水泥熟料的产质量,实现磷石膏制硫酸联产水泥生产的大型化和现代化。     

不同粉磨方式对不同窑型水泥性能的影响

将干法回转窑熟料和立窑熟料按不同配比,进行先混后磨和先磨后混配制,对水泥性能进行测定,结果表明,先磨后混的水泥3 d抗压强度比先混后磨的水泥的3 d抗压强度要大.对于28 d抗压强度来说,先混后磨的水泥超过先磨后混的水泥.先混后磨的水泥的泌水率较大,标准稠度用水量较小,但随着粉磨时间的延长增幅都相近.生产混合水泥的工厂在选择粉磨方式时,应尽量采用先混后磨的方法,以充分改善水泥的易磨性和水泥性能.     

水泥回转窑系统固相中硫、碱分布特性研究

采用XRF、XRD与EPMA分析方法对取自某水泥厂生产线的几种试样(入预热器生料、入窑热生料、烟室结皮、窑皮、熟料)进行测试分析,研究硫、碱在水泥回转窑系统内固相中的分布特性.结果表明:回转窑内入窑热生料、烟室结皮以及过渡带区域窑皮中,硫、碱含量较高;且不同试样中硫、碱的存在形式也不一样,其中烟室结皮最为复杂.不同粒径大小的熟料,将硫、碱带出回转窑系统的情况存在着差异,大粒径熟料带出的钾、硫含量较小粒径熟料高出许多,但是钠含量相差不大,而且后者的晶体发育程度较好.     

助磨介质作用下旋窑熟料微细化过程及其效果评价

通过对助磨介质作用下不同粉磨细度的旋窑熟料所配制的硅酸盐水泥的物理性能检测,对助磨介质作用下旋窑熟料的微细化效果进行了评价。结果表明,对水泥熟料来说,早期的快速水化不一定能得到高强度的水泥,因此熟料微细化的评价要从水化性能和粉磨能耗上综合考虑,在实验中,旋窑熟料的最佳粉磨细度为5 000m2/g,而加入助磨剂可显著降低粉磨能耗,在达到同样效果时缩短25％的粉磨时间。     

高海拔对熟料烧成系统设计的影响及工程实践

探讨了高海拔引起的大气温度、压力、密度等变化对水泥熟料烧成系统的影响。在3000m海拔的青海海西化建工程实例设计中，采取了控制预热器各级旋风筒风速（C1小于4m／s，C2～C5为5-6m／s）和回转窑风速（～7m／s），控制分解炉内燃料停留时间（〉5S），以及增加篦冷机的篦床面积等相应措施。投运后，该生产线系统稳定，达标达产。     

3300t/d回转窑稳态热分析及优化

应用数值模拟的方法,对中材建设有限公司在阿尔巴尼亚竣工的TITAN项目,建立了3300t/d、φ4.4m×65m新型干法水泥生产线回转窑系统窑皮、耐火砖、浇注料以及筒体等各部分的数学模型,并对它们相互间的热传递过程进行了模拟研究。结果表明,回转窑窑皮越厚,筒体表面温度越低,散失的热量越少;2号轮带两侧筒体表面温度比3号轮带的高,为防止轮带变形及更大的热膨胀,应适当增加该处冷却风机的风量;2号轮带附近靠向窑尾一侧的筒体表面温度较高,建议增加两台冷却风机;当正常连续生产中窑皮厚度相对稳定时,可以适当减少冷却风机的个数,降低电耗,若停开4台筒体冷却风机,可每天节省用电720kWh。     

堆"雪人"熟料的岩相结构分析及成因探讨

通过岩相分析和鉴定,探讨了某水泥厂篦冷机内熟料堆“雪人”的成因。分析表明,篦冷机内熟料堆“雪人,”与窑内短火焰顶火强化煅烧、还原气氛重、窑内产生“飞砂”、熟料结粒不均匀有关,部分未完全燃烧的煤粉随熟料进入冷却机,与细颗粒“飞砂”一起,和结粒大的熟料颗粒发生离析而堆积在篦冷机前端篦板上。由于冷却机内熟料高温条件下接触二次风,未完全燃烧的煤粉颗粒发生二次燃烧,导致细颗粒熟料颗粒表面的二次高温和液相出现,使熟料发生二次结粒而产生堆“雪人”。     

流化床煅烧低温合成粉煤灰水泥熟料的研究

本文介绍了分布板直径为120mm的锥形流化床的冷态模型试验。在此基础上,进行了放大的工业性中间试验。锥形流化床的分布板直径为600mm床高6400mm。文中讨论了流化床的最佳几何参数和操作条件以及密相区的气一固流动特性,还讨论了分布板和床层的压力降。用流化床煅烧低温合成粉煤灰水泥熟料的热耗为2900kJ/kg·c1,该水泥的28天耐压强度超过325kg/cm~3。这些结果可供工业性流化床设计时参考。     

富氧燃烧技术在1100t/d生产线应用试验

针对章丘华明水泥有限公司1100t/d生产线进行富氧燃烧试验。结果表明,水泥回转窑通入富氧并调整窑系统工艺参数之后,熟料产量提高约20%,窑筒体温度升高,预热器C1出口和烟室NOx浓度提高,热耗下降约7.6%,预热器出口废气显热下降约8.1%。     

2 500 t/d生产线节能减排实践探索

陇南祁连山水泥有限公司2 500 t/d熟料生产线存在煤电消耗偏高,预热器系统阻力高、出口废气温度高等问题。对此公司采取了一系列节能改造措施：优化高温风机,优化一级筒,预热器扩容,优化篦冷机篦床等,效果较显著,水泥窑运行热工得到稳定,熟料质量创公司历史最好水平,实现了节能降耗的预期目标。