第五章生料均化技术(课件).ppt

第5章 生料均化技术 v本章学习要点:理解生料均化的意义；掌握生料均化的基本原理；掌握生料易烧性指数和易烧性系数的应用；掌握均化过程的基本参数的应用；掌握生料均化度的表示方法及计算；掌握生料均化的主要设备及工艺；能进行入窑生料的合理调配 5.1 生料均化的基本原理 基本概念：（一）、物料的均化1、均化：通过采用一定的工艺措施，达到 降低物料的化学成分波动振幅，使物料的化学成 分均匀一致的过程2、均化的意义：均化是保证熟料质量、产 量及降低消耗的基本措施和前提条件，也是稳定 出厂水泥质量的重要途径3. 生料的均化：粉磨后的生料通过合理搭配 或气力搅拌等方式，使其成分趋于均匀一致的过 程5.1.1 生料均化的意义v提高熟料的质量，稳定窑的热工制度、提高 窑的运转率和产量、降低能耗5.1.1 生料均化的意义v◆生料均化在生料制备过程中的重要地位v 水泥工业生料制备过程，包括矿山开采、原料预均化、生料粉磨和生料均化四个环节在新型干法水泥生产的生料制备过程“均化链”中，生料均化占有最重要的地位 v生料均化链：矿山开采→原料预均化→生料 粉磨→生料均化（是最后环节，完成计划任务 的40%左右）5.1.1 生料均化的意义v◆生料均化程度对易烧性的影响 v 定义：生料易烧性是指生料在窑内煅烧成熟料 的过程中相对难易程度。

v方法原理：v 按一定的煅烧制度对水泥生料试体进行煅烧后 ，测定其f-CaO含量，用该f-CaO含量表示该生料的煅 烧难易程度f-CaO含量愈低，易烧性愈好v 生料易烧性愈好，生料煅烧的温度愈低；易烧 性愈差，煅烧温度愈高通常熟料的煅烧温度为1420 ～1480℃ 生料易烧性指数或生料易烧性系数 表示生料的易烧程度，指数或系数越 大，生料越难烧 v◇易烧性系数改变1.0时，不会造成易烧性的 重大变化；v ◇当系数变动大于2.0时，可以清楚地看到 反应；v ◇当系数变动超过3.0时，看火人员必须调 整燃料用量来做好烧成带，对付易烧性大变化 的准备 v在生产工艺一定、主要设备相同的条件下， 影响生料易烧性的因素有生料化学组成、物理 性能及其均化程度v生料均化程度是影响其易烧性的重要原因v影响生料易烧性的主要因素v ①．生料的潜在矿物组成v ②．原料的性质和颗粒组成：原料中石 英和方解石含量多，难烧，易烧性差；结晶质 粗粒多，易烧性差v ③．生料中次要氧化物和微量元素：含 少量，有利于熟料形成，易烧性好，但含量过 多，不利于煅烧v ④．生料的均匀性和生料粉磨细度：生 料均匀性好。

粉磨细度细，易烧性好v ⑤．矿化剂：掺加各种矿化剂，均可改 善生料的易烧性v影响生料易烧性的主要因素v ⑥．生料的热处理：生料的易烧性差， 就要求烧成温度高，煅烧时间长生料煅烧过 程升温速度快，有利于提高新生态产物的活性 ，易烧性好v ⑦．液相：生料煅烧时，液相出现温度 低，数量多，液相粘度小，表面张力小，离子 迁移速度大，易烧性好，有利于熟料的烧成v ⑧．燃煤的性质：燃煤热值高、煤灰分 少、细度细，燃烧速度快，燃烧温度高，有利 于熟料的烧成v ⑨．窑内气氛：窑内氧化气氛煅烧，有 利于熟料的形成5.1.1 生料均化的意义v◆生料均化程度对熟料产质量的影响 v 生料在窑内煅烧成熟料的过程是典型的物理化学反应过程一般熟料的形成过程可分为三个阶段：第一阶段反应在温度升高时发生；第二阶段反应在恒温时发生；第三阶段反应在温度降低时发生 5.1.1 生料均化的意义v◆生料均化在生料制备过程中重要地位 （1）生料制备的“均化链”：矿山开采、原料预 均化、生料粉磨和生料均化 （2）“均化链”是保证生产“均衡稳定”的进行生料制备备系 统统内各环节环节平均均 化周期① （h）均化效果均化完成工 作量比例 （%）矿矿山8~168＜10预预均化堆场场2~87~1035~40生料磨1~101~20~15生料均化库库0.5~47~15~40①为各环节的生料累计平均值达到允许的目标值时所需的运转时间最后 一环 均化 任务 的 40% 生 料 浆 的 均 化 和 生 料 粉 的 均 化 生料制备系统各环节功能和工作量5.1.2 生料均化基本原理v生料均化原理主要是采用空气搅拌及重力作 用下产生的“漏斗效应”，使生料粉向下降落时切 割尽量多层料面予以混合。

同时，在不同流化 空气的作用下，使沿库内平行料面发生大小不 同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域 流化，从而使库内料面产生径向倾斜，进行径 向混合均化v即有三种均化作用：空气搅拌、重力均化、 径向混合说明v不同类型均化库，都是利用三种均化作用原 理进行匹配设计的v不同类型的均化库均化效果高低、电力消耗 大小等，关键在于三种均化作用匹配和利用技 术水平的高低v不同匹配方式，就要求均化库有不同的结构 、设备、控制装置和软件5.1.3 均化过程的基本参数v◆均化度v 多种（两种以上）单质物料相互混合后 的均匀程度称为这种混合物的均化度（M）均 化度是衡量物料均化质量的一个重要参数 v 硅酸盐水泥生料中因CaCO3含量占75% 以上，所以生料均化度主要用CaCO3在生料中 分布的均匀程度来表示（有时也增加Fe2O3含 量的检测） （1）生料均化度的极差表示法及其计算一组测定值中最大什与最小值之差称之为极差，用下式表示： 这种方法没有充分利用该组测定值所提供的全部数据，而且没有与平均值联系起来，因而反映实际情况的精确度较差但由于其计算方便、直观，故被许多厂所采用，也就是所说的“生料成分最大波动值”。

v标准偏差 S=S——标准偏差（%）n—— 试样总数或测量次数，一般不应少于20~30个 xi——物料中某成分的各次测量值，xi~xn——各次测量值的平均值，即=标准偏差是一项表示物料成分均匀性的指标，其值越 小，成分越均匀2）生料均化度的标准偏差表示法及 其计算v标准偏差不仅反映了数据围绕平均值的波动 情况，而且便于比较多个数据的不同分散程度 ST越大，分散愈大；ST越小，分散愈小ST比 极差R反映问题精确，但计算比极差要复杂些◇图上有两条正态分布曲线1和曲线2两条曲线的算术平均值可以相等，但S不等曲线1的标准偏差S1较大，故曲线较“胖”曲线2的标准偏差S2较小，故曲线较“瘦”◇测定值偏离平均值的波动较小，生料成分较均匀如果用这两条曲线分别表示均化前后的情况，则曲线1可代表均化前生料成分的波动，曲线2可代表均化后生料成分的波动 （3）生料均化度的频谱表示法在上述极差法中，若以各取样点所代表的生料量为横坐标，以各相应点所测的生料为纵坐标，绘制成如图所示的波动曲线，该曲线既可表示实际平均偏差，又能看出成分波动变化的全过程，利于了解波动周期的规律性，找出不符合工艺指标的时间间隔或区段。

因此，频谱法常用于表示库内生料均化度的分布情况和对连续式均化系统均化质量的评价 频谱法5.1.3 均化过程的基本参数v◆均化效率 v均化效率是衡量各类型均化库性能的重要依据之一均化前后被均化物料中某组分（如生料Tc值）差之比，就称为该均化库在某段时间t内的均化效率（Ht），即：H越大，表示均化效果越好5.1.3 均化过程的基本参数v均化时间与均化效率的关系为： 生产实践证明，粉磨均化初期均化效率很高，随均化时间的延长，均化效率逐渐降低，一定时间后，效率不再提高 均化效率与均化时间的关系 均化时间（分 ） 均化效率Ht 1/ Ht 均化时间增长 率（%） 均化效率增长 率（%）205．26 0．19100100407．34 1. 14200140608．60 0．123001635.1.3 均化过程的基本参数v◆均化过程操作参数 v（1）均化空气消耗量v均化所需压缩空气量与库底充气面积成正比 v（2）均化空气压力 v均化库正常工作时所需最低空气压力应能克服 系统管路阻力和气体通过流态化料层时的阻力 v（3）均化时间 v1～2小时的均化，Tc最大波动值小于±0.5% 5.2 生料均化的主要设施5.2.1 生料均化库的发展v◆传统均化方法：多库搭配→湿法搅拌v◆生料粉空气搅拌均化方法：歇式均化库→连续式均化库→多料流式均化库 发展趋势：多料流式均化库5.2.2 生料粉气力搅拌的基本部件v充气装置（设在搅拌库底）的主要部件为多 孔透气板 ，空气通过多孔板进入生料粉中，这 些空气细流使生料粉流态化。

v 结构→多孔板v作用：充气时空气通过多孔板进入生料粉中 ，但停止充气时，生料粉不能通过多孔板下落 v材质：陶瓷多孔板、水泥多孔板、金属多孔 板等钢性透气层和纤维材料制成的柔性透气层 v v机械均化v气力均化多库搭配机械倒库间歇式双层式连续式多料流式投资省，操作简便，均化效果差 小厂，立窑厂均化效果好，投资高大厂均化在封闭的 圆库内完成均化方式多库搭配均化库骨四个组成，编成两组，交替进料，交 替均化，交替排料机械倒库（漏斗均化及多库搭配）几个库中的生料按一定的比例释放，再回到这 几个库中机械均化系统5.2.3 生料均化库的主要设施间歇式均化库v1、组成：生料搅拌库（一般设两个以上）、 储存库（一般设一个，但容积较大）v2、特点：均化效果（H）高，但耗电量大， 多库间歇作业间歇式均化库3、均化原理：当压缩空气通入库底充气箱经透 气层进入料层时，使库内粉料体积膨胀，呈流 态化，再按一定规律改变各区进气压力（或进 气量），则流态化粉料在库内也按同样规律产 生上下翻滚的对流运动经1~2小时的混合均化 ，可以使全库粉料得到充分掺合的机会，最终 达到成分均匀的目的 v一般设有两个以上搅拌库和一个大容积的储 存库，进料——搅拌——卸料间歇完成。

间歇式均化库4、充气装置（充气箱）： （1）形式：扇形、环形、条形等，如图： （2）充气装置示意图：其透气层材质：陶瓷 多孔板、水泥多孔板、涤纶或尼龙等化纤织物 空气搅拌均化库库底各种分区方式： ◇富勒四分扇形 ◇SKET五分条带◇GEYSC五分同心圆圈 v①、强气充气法：先在全区域同时低压充气 10~15min，使库内生料膨胀，然后在充气区通入足够 的压缩空气，其余区不充气，每隔10~15min轮换一次 ，如此重复，直至库内生料均匀性符合要求v②、强弱充气法：先在全区域同时充入强气约15 min左右使物料流态化，然后改为一区充强气（约占总 空气量的75%），其余区充弱气（约占25%），每隔 10~20min依次轮换，循环一周或两周充气方式：v①、确保足够的充气量、充气压力v②、努力提高出磨生料的合格率v③、做好搅拌前入库生料的调配工作v④、入搅拌库生料水分在1.0%以下v⑤、搅拌库中生料料高不宜超过库直筒高度的75%v⑥、充气搅拌时间不宜过长均化工艺控制及应注意的问题连续式均化库 v1、它既是生料均化装置，又是生料窑和窑之间的缓 冲、储存装置v2、工艺特点：使生料均化作业连续化，即在化学成 分波动较大的出磨生料进库德同时，可从库底或库侧 不断卸出成分均匀的生料供窑使用。

v①加料——搅拌——卸料 同时完成v②可以只设一个库，也可由几个库串联或并联v③可用压缩空气，也可用罗茨鼓风机供气v3、要使得任何一种连续式生料均化库达到预 期的均化效果，必须具备以下两个先决条件：v（1）对矿山实行计划开采，不同质量的原料 搭配使用，当原料化学成分波动较大时，应采 用原料预均化堆场v（2）严格控制生料磨头配料计量的准确度， 并保证出磨生料成分的波动周期小于规定值v4、连续式生料均化库具有以下优点：v(1).工艺流程简单，占地少，布置紧凑；v(2).操作控制方便，岗位工人少，并易于实现 自动控制；v(3).基建投资省，比间歇式空气搅拌库可节省 投资20%左右；v(4).耗电较少，操作维修费用低v◇各种类型均化库综合比较 连续式均化库v类型：v（1）、混合室或均化室均化库v（2）、多料流式均化库 （。