摘 要

本设计说明书围绕题为200万吨/年水泥生产线烧成系统窑尾工艺设计展开，烧成系统基本组成是：旋风预热器、分解炉等主要设备。本设计选题以新型干法水泥生产技术为主导，对200万吨/年水泥生产线进行配料计算、物料平衡计算、主机平衡计算、储库平衡计算，着重于烧成系统窑尾的热工计算和工艺设计，以及主要和附属设备的选型与计算。此外本设计说明书还介绍了低压损悬浮预热器、脱硫脱硝技术、余热发电技术等三个新技术和新工艺在新型干法水泥生产中的应用情况，最大限度的降低能耗、降低基建投资，提高产量及质量，并在经济技术指标先进合理的基础上，达到环保的要求。

关键词：窑尾工艺设计 新型干法水泥生产技术 旋风预热器 分解炉

Abstract

This design instruction is about the process design of kiln firing system of 2 million t/a cement production line. The basic components of the firing system are main equipments such as the cyclone preheater, the decomposition furnace and so on. This item was leaded by the new type dry-process kiln technology, and burden calculation, material balance calculation, host balance calculation and storage balance calculation of 2 million t/a cement production line were carried out. More important, the thermal calculation and process design of kiln firing system were also carried out, along with type selection and design of the main and ancillary equipments. In addition, in order to maximize the reduction of energy consumption and infrastructure investment, improve production and quality, and to achieve the requirements of environmental protection on the basis of advanced and reasonable economic and technical indicators, this design instruction also introduced application of three new technology and process in new type dry-process cement production, including low pressure loss suspension preheater, desulfurization and denitrification technology and waste heat power generation technology.

Key words: kiln firing system process design，new type dry-process kiln technology, cyclone preheater，decomposition furnace；

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

第2章 设计基础 3

2.1 设计题目 3

2.2 原始数据 3

2.2.1 原、燃料化学成分 3

2.2.2 烧成用煤工业分析 3

2.2.3 煤的元素分析 3

2.2.4 混合材和石膏成分 3

2.2.5 其它条件 4

2.2.6 生产规模 4

2.2.7 产品品种 4

第3章 配料计算 5

3.1 配料计算 5

3.2 生料易烧性判断 8

3.3 对生料中碱、氯、硫及熟料中MgO的控制 8

3.4 干料消耗定额计算 9

第4章 物料平衡计算 10

4.1 物料平衡计算在设计中的作用 10

4.2 物料平衡计算依据 10

4.3 计算过程 11

4.3.1 烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算 11

4.3.2 原、燃料消耗定额计算 12

第5章 主机平衡计算 15

5.1 主机设备的确定 15

5.2 主机台时产量计算 16

5.3 主机选型计算 17

5.3.1 确定回转窑规格 17

5.3.2 石灰石破碎机选型 18

5.3.3 粉砂岩、页岩破碎机选型 18

5.3.4 煤磨选型 18

5.3.5 水泥磨选型 19

5.3.6 矿渣烘干机选型 19

5.3.7 水泥包装机选型 19

5.3.8 生料磨选型 19

第6章 储库平衡计算 21

6.1 预均化堆场尺寸计算 21

6.1.1 石灰石预均化堆场 21

6.1.2 粉砂岩、页岩预均化堆场 22

6.1.3 煤的预均化堆场 23

6.2 圆库尺寸计算 24

6.2.1 生料库 24

6.2.2 熟料库 25

6.2.3 混合材库 25

6.2.4 水泥库 26

6.3 堆场、堆棚尺寸计算 26

6.3.1 露天堆场的选择 26

6.3.2 矿渣堆场 27

6.3.3 石膏堆棚 27

6.3.4 铁粉堆棚 28

6.3.5 原煤露天堆场 28

6.4 成品库 29

第7章 回转窑热工计算 31

7.1 相关参数 31

7.2 计算依据 32

7.3 物料平衡计算 32

7.3.1 物料平衡计算收入项目 32

7.3.2 物料平衡计算支出项目 35

7.4 热量平衡计算 38

7.4.1 热量平衡计算收入项目 38

7.4.2 热量平衡计算支出项目 39

7.5 各部位烟气量平衡计算 42

7.5.1 相关参数 42

7.5.2 单位烟气量计算 43

7.5.3 系统各部烟气量的计算 44

第8章 主要设备选型计算 49

8.1 分解炉 49

8.2 旋风预热器 52

第9章 附属设备选型计算 60

9.1 窑尾喂料系统主要设备选型 60

9.2 喷水装置选型 60

9.3 收尘器选型 60

9.4 窑尾高温风机 61

9.5 主排风机 61

9.6 烟囱的选型 61

第10章 新技术和新工艺的应用 63

10.1 新型高效低压损旋风预热器 63

10.2 脱硫、脱硝技术 63

10.3 余热发电技术 64

结语 65

参考文献 66

致谢 67

第1章 绪论

水泥是国民经济的基础材料，水泥工业是重化工工业，它的特点是对矿产资源的依存性大，物料储运量多，能量消耗高，因而在设计中对这些问题应予以足够的重视。水泥自1824年诞生以来，生产工艺过程历经多次变革。目前新型干法水泥技术占主导地位。生料制备、水泥粉磨等各种先进生产技术装备也与之配套、同步发展，现代自动化控制技术及科学管理方法在水泥生产过程中得到了广泛的应用。近十年来，随着新型干法生产工艺的进一步优化，环境负荷进一步降低，并且成功研发降解利用各种替代原、燃料及废弃物技术，水泥工业正在以新型干法生产为切入点和支柱，向生态环境材料型产业转型。

在烧成系统方面，我国新一代烧成系统在低阻、低耗、能效指标不断提高的前提下，降低了预分解系统的投资费用和NOx、SO₂等废气中有害成分的排放，全面提升了水泥生产线的性能，其熟料热耗可降低至2855kJ/kg，预热器出口废气温度可降低至280℃，NOx排放量小于200mg/Nm³，工艺、环保性能有很大提升。另外，新型干法水泥生产技术在利用日常生活垃圾和工业废弃物等方面也取得了较大的进展。虽然我国新型干法水泥产业取得了长足的发展，把我国制造的大型水泥装备推出国门，走向世界。但是在生产技术、节能减排、低碳经济、水泥总量过剩方面，我国与国际先进水平仍有差距，为了缩短差距，我们应该从以下几个方面努力：①淘汰落后产能，改造中小规模生产线；②进一步提高现有生产系统的技术经济指标；③工艺装备大型化，降低投资费用，如大型生产线的预热器向单系列发展；④加快利用新型干法窑处置城市混合型废弃物技术及装备的研究和开发；⑤研究改进创新水泥生产技术与装备制造技术；⑥水泥生产的智能化控制和信息化管理。