标题：新型干法水泥生产工艺
图书信息
书　名：《新型干法水泥生产工艺》
市场价：￥58元  新型干法水泥生产工艺封面
作　者：马保国
出版社：化学工业出版社
上市日期：2007年1月
开　本：16开
页　数：380页
ISBN编号：978-7-5025-9460-2 
新型干法水泥生产工艺流程
水泥生产原燃料及配料生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。
1、 石灰石原料
石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。
2、 黏土质原料
黏土质原料主要提供水泥熟料中的 、 、及少量的 。天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。其中黄土和黏土用得最多。此外，还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。黏土质为细分散的沉积岩，由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云母及其它水化铝硅酸盐。
3、 校正原料
当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的 含量不足，有的 和 含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料
（1） 硅质校正原料 含 80%以上
（2） 铝质校正原料 含 30%以上
（3） 铁质校正原料 含 50%以上
硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料的矿物主要由硅酸三钙（ ）、硅酸二钙（ ）、铝酸三钙（ ）和铁铝酸四钙（ ）组成。
工艺流程1、 破碎及预均化
（1）破碎 水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。
破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高黂机的产量。物料破碎后，可减少在运输和贮存过程中不同粒度物料的分离现象，有得于制得成分均匀的生料，提高配料的准确性。
（2）原料预均化 预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。
原料预均化的基本原理就是在物料堆放时，由堆料机把进来的原料连续地按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。取料时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。
意义：
（1）均化原料成分，减少质量波动，以利于生产质量更高的熟料，并稳定烧成系统的生产。
（2）扩大矿山资源的利用，提高开采效率，最大限度扩大矿山的覆盖物和夹层，在矿山开采的过程中不出或少出废石。
（3）可以放宽矿山开采的质量和控要求，降低矿山的开采成本。
（4）对黏湿物料适应性强。
（5）为工厂提供长期稳定的原料，也可以在堆场内对不同组分的原料进行配料，使其成为预配料堆场，为稳定生产和提高设备运转率创造条件。
（6）自动化程度高。
2、生料制备
水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料（包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。
内容简介
本书大部分内容是编者所承担863计划项目(低环境负荷型水泥及胶凝材料关键制备技术：2002AA335050)的具体研究内容以及工业化生产实践，从新型干法水泥生产关键设备的发展趋势、水泥低环境负荷化和高性能化以及环境保护等方面探讨了新型干法水泥生产的一些理论和实践问题。分为新型干法水泥生产技术机理和新型干法水泥生产系统理论及工程研究两篇，共11章。详细阐述了悬浮预热系统的发展与工艺原理、分解炉、回转窑、冷却机、燃料燃烧器、低环境负荷型水泥熟料的制备技术、新型干法水泥系统结皮堵塞、预分解窑系统煤粉燃烧特性、低环境负荷型水泥的制备技术、生态环境评价及水泥工业处理危险废弃物可行性研究。
读者对象
本书可供从事水泥生产与研究工作的技术人员及相关专业院校师生使用，也可供建筑施工人员参考。
前言
水泥生产消耗大量不可再生资源和能源并对环境造成极大的破坏。2004年我国水泥总产量达到970亿吨，每年的水泥生产电耗超过800亿千瓦时，煤耗占全国煤炭总产量的10%，年消耗石灰石约7.5亿～9亿吨，排放CO2近7亿吨、排放SO2和NOx等有害气体数百万吨；另一方面，我国水泥产品的结构以32.5和42.5强度等级为主，水泥性能和混凝土的耐久性较差，混凝土工程结构常常建成10年或20年就开始大修甚至拆除重建、与其他先进国家的水平相差较大。同时，据不完全统计，我国煤炭、电力、化工等行业排出的各种废渣在7亿吨以上，粉煤灰、钢渣等都是量大、面广且利用率仍较低的大宗工业废渣。而大量废渣的堆积不仅占用良田，部分粉尘飘入大气中污染空气，其中某些重金属或少量放射性有毒物质可能经过雨水渗入地下污染水源等造成“二次”污染。因此，研究新型干法水泥生产工艺，实现水泥低环境负荷化和高性能化，已成为实现水泥工业可持续发展和循环经济发展的迫切任务。 
本书大部分内容是编者所承担863计划项目(低环境负荷型水泥及胶凝材料关键制备技术: 2002AA335050)的具体研究内容以及工业化生产实践。通过三年来的试验和工业应用，在水泥低环境负荷化方面形成了一系列具有自主知识产权的关键技术和技术装备。本书分为两篇，共11章，从新型干法水泥生产关键设备的发展趋势、水泥低环境负荷化和高性能化以及环境保护等方面探讨了新型干法水泥生产的一些理论和实践问题。由武汉理工大学马保国主编。参加编写的有：华新水泥股份有限公司李叶青，昆明理工大学李建锡。同时参与本书整理工作的有武汉理工大学博士研究生李相国、蹇守卫、穆松、潘伟、王文丰。全书由马保国统稿。 
对为本书撰写专论和工程实例，使本书具有较好可操作性的专家、学者付出的辛勤劳动，表示诚挚的感谢。在研究编写本书过程中，华新水泥股份有限公司、中国建筑材料科学研究院、昆明理工大学、北京航天航空大学等单位在各方面给予了大力支持，谨致衷心谢意。 
由于新型干法水泥生产工艺方面的问题涉及面广且复杂，随着我国水泥生产实践经验的不断积累和技术的不断进步，中国新型干法水泥生产进入了大型化和集约规模化快速发展时期，产业结构正在发生巨大变化和提升。为了适应新的发展形势和工程的要求，本书的内容将进一步得到完善和补充，希望同行予以支持和协作。
限于编写人员的水平与实践经验，书中难免有不妥之处，敬请广大读者指正，并希望通过交流切磋，共同推进新型干法水泥生产技术的进步。
作者
2006年6月
目录
第1篇 新型干法水泥生产技术机理 
第1章 悬浮预热系统的发展与工艺原理 
1.1 预热器的发展 
1.1.1 最早的旋风预热器专利 
1.1.2 洪堡型旋风预热器 
1.1.3 其他形式旋风预热器 
1.1.4 逆流式立筒悬浮预热器 
1.1.5 旋风悬浮预热器与逆流式立筒悬浮预热器比较 
1.1.6 我国预热器开发及使用情况 
1.2 预热器的工艺原理 
1.2.1 悬浮预热器的功能与特点 
1.2.2 旋风筒 
1.2.3 换热管道结构和功能 
1.2.4 影响旋风预热器换热因素分析 
参考文献
第2章 分解炉 
2.1 SF系列分解炉 
2.1.1 SF分解炉 
2.1.2 NSF分解炉 
2.1.3 C?SF分解炉 
2.1.4 我国SF分解炉发展情况 
2.1.5 CDC分解炉 
2.2 日本川崎重工KSV分解炉系列 
2.2.1 川崎重工KSV分解炉 
2.2.2 N?KSV分解炉 
2.3 DD分解炉 
2.4 ILC分解炉 
2.4.1 分解炉的改造 
2.4.2 改造后的分解炉性能评述 
2.4.3 窑内熟料结蛋原因分析及解决措施 
2.5 RSP分解炉系列 
2.5.1 RSP分解炉 
2.5.2 RSP/F分解炉 
2.6 新型分解预烧系统的研究与应用 
2.6.1 高产、高稳定性预分解系统 
2.6.2 劣质及无烟煤分解炉烧成装置 
2.6.3 高原型煤种普适性水泥熟料循环煅烧系统(简称：循环预烧系统) 
参考文献
第3章 回转窑 
3.1 回转窑的功能与发展 
3.1.1 回转窑的功能 
3.1.2回转窑的发展过程 
3.2 回转窑物料的煅烧进程 
3.2.1 窑内物料填充率 
3.2.2 窑的斜度 
3.2.3 窑的转速 
3.3 窑内物料负荷率、滞留时间与运动速度之间关系及计算方法 
3.4 水泥回转窑安装验收规范 
3.4.1 核对基础及基础划线 
3.4.2 窑体轴线安装要求 
3.4.3 传动装置安装要求 
3.4.4 支承装置安装要求 
3.4.5 砌砖前试运转时间 
3.5 水泥回转窑用耐火材料 
3.5.1 耐火材料的结构性能 
3.5.2 水泥工业常用的耐火材料及发展 
3.5.3 新型干法水泥窑对耐火材料的要求 
3.5.4 新型干法水泥窑用耐火材料配套设计原则 
3.5.5 窑衬升温要求及砌筑技术 
3.6 水泥回转窑余热利用的途径 
3.6.1 烟气余热的利用 
3.6.2 熟料余热的利用 
3.6.3 窑体散热损失的减少和散热的利用 
3.6.4工艺回收利用余热 
3.7 水泥窑炉系统产量的理论分析 
参考文献 
第4章 冷却机 
4.1 冷却机的分类与发展 
4.1.1 熟料冷却机的分类与发展 
4.1.2 冷却机的要求 
4.1.3 冷却机的结构与工作原理 
4.2 几种典型的冷却机的介绍及评价 
4.2.1 富乐型水平推动箅式冷却机冷却系统 
4.2.2 Claudius Peters冷却机 
4.2.3 CP冷却机的特点 
4.2.4 IKN悬摆式冷却机 
4.2.5 NC型高效推动箅式冷却机 
参考文献 
第5章 燃料燃烧器 
5.1 燃烧器的分类及其发展 
5.1.1 燃烧器的分类 
5.1.2 煤粉燃烧器的发展 
5.2 燃烧器的工作原理 
5.2.1 旋流燃烧器的旋流理论 
5.2.2 速差射流煤粉燃烧器原理 
5.2.3 煤粉燃烧器的稳燃技术 
5.3 清洁燃烧与无烟煤燃烧技术 
5.3.1 煤粉高效洁净燃烧技术及烟气净化技术现状 
5.3.2 低污染燃烧技术 
5.3.3 无烟煤燃烧技术 
参考文献 
第2篇 新型干法水泥生产系统理论及工程研究 
第6章 低环境负荷型水泥熟料的制备技术 
6.1 原材料选择 
6.1.1 石灰质原材料 
6.1.2 黏土质原料 
6.1.3 校正原料 
6.1.4 晶种和矿化剂 
6.1.5 微量元素 
6.2 生料的易烧性 
6.2.1 易烧性定义 
6.2.2 影响生料易烧性的主要因素 
6.3 熟料矿物组成和率值 
6.3.1 熟料氧化物组成及作用 
6.3.2 熟料矿物组成 
6.3.3 熟料率值 
6.3.4 熟料矿物优化设计 
6.4 低环境负荷水泥熟料体系设计理论基础 
6.4.1 高活性钙理论 
6.4.2 低燃值理论 
6.4.3 矿化晶种理论 
6.4.4 微量元素理论 
6.4.5 低环境负荷水泥熟料配料体系 
6.5 生料配比计算与配料专家系统 
6.5.1 尝试误差法 
6.5.2 微机计算法 
6.5.3 配料专家系统 
6.6 低环境负荷型水泥熟料的制备与性能优化 
6.6.1 活性钙工业废弃物制备熟料 
6.6.2 低燃值煤矸石实验 
6.6.3 晶种和矿化剂实验 
6.6.4 微量元素实验 
参考文献 
第7章 新型干法水泥系统结皮堵塞 
7.1 结皮的特征及其黏结力的研究 
7.1.1 常见结皮区域分布特点 
7.1.2 结皮料特性研究 
7.1.3 结皮黏结力 
7.2 硫碱盐挥发性及其循环规律 
7.2.1 挥发组分循环的确定 
7.2.2 还原气氛对挥发性的影响 
7.3 影响结皮堵塞的因素及其防止措施 
7.3.1 结皮堵塞对生产运行的影响 
7.3.2 结皮形成因素及防治措施 
参考文献
第8章 预分解窑系统煤粉燃烧特性 
8.1 煤粉的分类与煤粉燃烧的影响因素 
8.1.1 煤粉的分类 
8.1.2 影响煤粉燃烧的主要因素 
8.2 煤粉的燃烧特性研究 
8.2.1 煤粉的热解特性 
8.2.2 煤粉的着火特性和燃尽特性 
8.2.3 煤灰结渣特性研究 
8.2.4 煤岩学研究 
8.2.5 悬浮状态下煤粉的燃烧特性研究方法 
8.3 煤粉在分解炉中的燃烧特性研究 
8.3.1 分解炉中煤的着火特点 
8.3.2 分解炉中煤的燃尽时间 
8.3.3 分解炉内煤粉的燃烧动力学方程 
8.3.4 分解炉内煤的燃烧过程的机理 
8.3.5 分解炉内CaCO3分解对煤粉燃烧的影响 
8.4 预分解窑系统内煤粉燃烧过程CFD模拟 
8.4.1 燃烧器?回转窑内煤粉燃烧模拟 
8.4.2 分解炉内煤粉燃烧过程的数值模拟 
8.5 水泥工业煤粉催化燃烧技术 
8.5.1 催化剂在煤粉燃烧过程中的催化特性 
8.5.2 煤粉催化燃烧技术研究进展 
8.5.3 煤粉燃烧催化剂的作用机理 
8.5.4 煤燃烧催化剂影响因素分析 
8.5.5 煤燃烧催化剂研究的发展方向分析 
8.6 水泥工业煤粉燃烧过程中NOx的生成与控制技术 
8.6.1 NOx的形成机理 
8.6.2 NOx形成的影响因素及控制技术 
参考文献 
第9章 低环境负荷型水泥的制备技术 
9.1 低环境负荷高性能水泥 
9.1.1 低环境负荷高性能水泥的定义 
9.1.2 低环境负荷高性能水泥的作用机理 
9.1.3 生产低环境负荷高性能水泥的意义 
9.2 低环境负荷高性能水泥组成设计 
9.2.1 混合材料 
9.2.2 组成设计 
9.2.3 优化设计 
9.3 低环境负荷高性能水泥各组分颗粒设计 
9.3.1 Horsfield模型 
9.3.2 粉体紧密堆积理论与胶凝材料合理级配 
9.3.3 水泥颗粒级配与空隙率的关系 
9.3.4 水泥基材料的颗粒分布 
9.3.5 水泥颗粒级配对强度的影响 
9.3.6 水泥基材料的微细化对水泥水化性能的影响 
9.3.7 与水化程度相适应的最佳紧密堆积——水泥各组分颗粒设计的最新进展 
9.4 低环境负荷高性能水泥的性能 
9.4.1 水泥的物理力学性能 
9.4.2 水泥的水化特性 
参考文献
第10章 生态环境评价 
10.1 典型水泥工艺流程介绍 
10.1.1 立窑生产工艺流程 
10.1.2 湿法生产工艺流程 
10.1.3 新型干法生产工艺流程 
10.2 典型水泥生产工艺的环境协调性评价 
10.2.1 LCA的基本概念及方法 
10.2.2 水泥生产工艺的环境评价 
10.3 低环境负荷型水泥生产的环境评估理论体系 
10.3.1 一次性资源的环境负荷评估(石灰石减少量) 
10.3.2 一次性能源的环境负荷评估 
10.3.3 污染物排放的生态环境评价（二氧化碳减排量） 
参考文献 
第11章 水泥工业处理危险废弃物可行性研究 
11.1 危险工业废弃物的处理现状 
11.1.1 堆放 
11.1.2 填埋 
11.1.3 焚烧 
11.2 水泥回转窑处理危险工业废弃物现状 
11.2.1 水泥回转窑处理废弃物的前提和优势 
11.2.2 水泥回转窑可以处理的废弃物种类和处理方式 
11.2.3 水泥回转窑处理废弃物的工艺过程 
11.2.4 国内外利用水泥回转窑处理危险废弃物的现状 
11.3 水泥回转窑处理废弃物时存在的问题 
11.3.1 设备问题 
11.3.2 氯的问题 
11.3.3 二?英的问题 
11.3.4 废弃物中所含有的重金属元素在回转窑系统中的循环和收集问题 
11.3.5 利用水泥回转窑处理废弃物的其他限制因素以及解决办法 
11.4 水泥工业处理危险废弃物的环境影响评价 
11.4.1 环境影响评价方法 
11.4.2 水泥回转窑处理危险废弃物的环境影响评价 
参考文献