粉煤灰课程设计

吉林化工学院课程设计

摘 要

粉煤灰是发电厂燃烧煤粉时得到的一种灰渣，由于目前世界上的粉煤灰产量很大，约达到数十亿吨，而利用率还不够高，所以它是一种令人日益关心的工业副产品。广泛应用于工业与民用建筑，其开发及利用，越来越受到众多水泥生产厂家的关注。本设计是根据市场形势，针对年产220万吨的大型粉煤灰水泥新型干法生产线烧成车间的工艺设计，根据配料计算、物料平衡计算、储库计算及热平衡计算的结果；选择合适的工艺方案和确定设备型号，最大限度的提高水泥成品的产量和质量，技术经济指标合理。并根据设计思路绘制全厂工艺布局图。

关键词：粉煤灰水泥，烧成车间，新型干法。

I

吉林化工学院课程设计

Abstract

Fly ash is a kind of ash from pulverized coal combustion of power plant,

due to the current world of fly ash production is very big, about billions of tons, but the utilization rate is not high enough, so it is the by-product is a growing concern about the. Widely used in industrial and civil architecture, its development and use, more and more attention by many cement manufacturers. The design is based on the market situation, according to an annual output of 2200000 tons of large fly ash cement dry production line firing process design workshop, according to the calculation, calculation of material balance, heat balance calculation and storage results; selection of process scheme and determine appropriate device models, the maximum improve the output and quality of cement products the technical and economic indicators advanced, reasonable. And design the layout according to the paint factory.

Keywords: fly ash cement, firing workshop, new dry process.

II

吉林化工学院课程设计

目 录

摘 要 ...................................................................... I Abstract .................................................. 错误！未定义书签。 第一章 绪 论 ............................................................. 1

1.1 引言 .................................................................................................................................... 1

1.2 设计简介 ............................................................................................................................ 1 第二章 原料与燃料 .......................................................... 3

2.1原料的质量要求 ................................................................................................................. 3

2.1.1水泥原料 .................................................................................................................. 3 2.1.2混合材及石膏 .......................................................................................................... 3 2.2燃料 ..................................................................................................................................... 4

2.2.1煤 .............................................................................................................................. 4 第三章 配料计算 ........................................................... 5

3.1配料计算 ............................................................................................................................. 5 3.1.1熟料率值的确定 ...................................................................................................... 5 3.1.2计算煤灰掺入量 ...................................................................................................... 6 3.1.3配料计算 .................................................................................................................. 6 3.1.4熟料成分及原料配合比计算 .................................................................................. 7 3.2尝试误差法检验 ................................................................................................................. 7

3.2.1计算熟料的化学成分 .............................................................................................. 7 3.2.2检验率值 .................................................................................................................. 7 3.2.3将燃烧原料配合比换算为应用基原料配合比 ...................................................... 8 3.2.5生料成分计算 .......................................................................................................... 9 3.2.6有害组分计算和评定 .............................................................................................. 9 3.2.7干湿原料配比转换 .................................................................................................. 9 第四章 工艺平衡计算 ....................................................... 11

4.1物料平衡计算 ................................................................................................................... 11

4.1.1选择窑型并标定窑的台时产量 ............................................................................ 11 4.1.2原燃材料消耗定额 ................................................................................................ 12 4.1.3全厂物料平衡表 .................................................................................................... 15 第五章 物料平衡和热量平衡计算 .............................................. 16

5.1原始资料 ........................................................................................................................... 16

吉林化工学院课程设计

5.2物料平衡及热量平衡计算 ............................................................................................... 17

5.2.1物料平衡计算 ........................................................................................................ 17 5.2.2.热量平衡计算 ........................................................................................................ 23 5.3物料平衡表及热平衡表的编制 ....................................................................................... 28 总结 ...................................................................... 29 参考文献 .................................................................. 30

吉林化工学院课程设计

第一章 绪 论

1.1 引言

粉煤灰是指由火力发电厂燃烧粉煤以后从烟气中收集到的微细烟灰，它是一种密实的玻璃质球状粉体活性矿物微粒，结构致密而且性质稳定，属于火山灰质材料。由于它的比表面积相较其他火山灰质混合材更大，加之用其配制出的水泥比其他的火山灰水泥的干缩性小、抗裂性好、和易性好、水化热低、抗腐蚀能力强，抗冻性也好于其它火山灰水泥，节约成本等特点。长期以来，粉煤灰水泥被广泛用于工业与民用建筑，尤其适用于大体积混凝土、水工建筑、海港工程等项目。正是因此，粉煤灰混合材水泥的开发及利用，越来越受到众多水泥生产厂家的青睐。

水泥生产的新型干法技术自问世以来就倍受国内外的关注，特别是在80年代以来得到了突飞猛进的发展，目前在国际水泥工业中以预分解技术为核心，将现代的科学技术和工业化生产的成果广泛结合应用于水泥生产的全过程，形成了一套以现代高科技为特征，符合优质，高效，节能，环保以及大型，自动化的现代生产方法。新型干法水泥技术代表了现阶段最先进的水泥烧成技术，可以提高窑单位容积的产量、提高窑砖衬的寿命和运转率，且自动化水平很高、生产规模更大，可以使用低品质燃料或廉价废物燃料，从而达到节约燃料，降低热损和电耗，减小设备、基建的投资费用，进而减少CO和NOx的生成量和降低事故发生率，且操作稳定。发展应用新型干法水泥技术是环境友好保护和资源综合利用的必然结果。同时，新型干法水泥技术涵盖了许多丰富的理论及科研成果，指导着水泥的工业设计、研发、生产等工作的不断完善、优化和进步。

新型干法水泥生产技术已成为当今水泥制造工业发展的主导技术和最先进的生产工艺。目前，美国、日本、德国等发达国家新型干法技术产量比已占95%以上，其他的发达国家也达到了80%以上，我国自2007年国家推行环保改革以来，新型干法技术产业比已由15%提升至65%，目前发展势头正十分良好。

1.2 设计简介

本设计是年产220万吨粉煤灰水泥厂水泥新型干法生产线水泥烧成车间的

1

吉林化工学院课程设计

4.1.2原燃材料消耗定额

?.原料消耗定额 ：

①考虑煤灰掺入时，1t熟料干生料理论消耗量 K T ? 100-S 100-I式中：KT 干生料理论消耗量，t/t熟料；

I 干生料的烧失量（%）；I=35.47%，考虑杂质及其它物

质的影响，也可取36%进行计算。

S 煤灰掺入量，以熟料百分数表示，（%），取S=2.99%。

KT?100?2.27?1.54 （t/t熟料）

100?36.36②考虑煤灰掺入时，1t熟料干生料实际消耗定额

K生?100KT

100?P生 ?100?1.54?1.60 （t/t熟料）

100?4式中：K生 干生料消耗定额，t/t熟料；

P生 生料的生产损失，回转窑有电收尘时3～5%，取P生=4%

③各种干原料消耗定额

K 原 ? K 生 ?

式中：K原 某种干原料的消耗定额，t/t熟料；

K生 干生料消耗定额，t/t熟料； X 干生料中该原料的配合比，% KKK

石灰石

0.81 =1.30 = 1.60 ×

t/t熟料 t/t熟料

粘土

= 1.60× 0.1855=0.30

铁矿石

=1.60×0.0045= 0.0072 t/t熟料

?.本设计石膏掺入量：

d =

0.2Ｃ3A＋0.05C4AF-SO3(熟料中)SO3(石膏中)

12

吉林化工学院课程设计

0.2?9.43?0.05?10.12?0.06339.64=

?100%

=2.329% 生产时去取2%。 那么：

100e(100?d?e)(100?Pd)

100?11??0.13(t/t熟料)(100?2?11)(100?3)Ke?

式中：Ke 干混合材的消耗定额，t/t熟料；

⑷.干煤消耗定额 ：

① 烧成用煤 ：

K f1?100q

Qnet,d?100?Pf?式中：Kf1 烧成用干煤的消耗定额，t/ t熟料； q 熟料烧成的热耗， kJ/㎏熟料；

Qnet,d 煤干燥基的低位热值，kJ/㎏干煤； Pf 煤的生产损失，一般取3%。

基准换算公式：查表 《硅酸岩工业热工基础》P228 燃料发热量计算表，

则有 Kf1?

②烘干用煤 ：

100?3971?0.168t/t熟料

24368?(100?3)MW1?W2q烘100Kf2????

Q100?W2Qnet,d100?Pf式中：Kf2 烘干用干煤的消耗定额，单位：t/t熟料； M湿 需烘干的湿物料量， 以（t/年）表示；

Q烧 烧成系统的生产能力，t熟料/ 年； W1, W2 分别表示烘干前后物料的含水量（%）；

q烘 指蒸发1㎏水分的消耗热量（KJ/kg水分）；可参考烘

干机的规格或经验数据。

13

吉林化工学院课程设计

原料中的粘土和铁矿石以及煤均需要烘干，且他们的原始水分不一样， 故需分别计算：设烘干后物料水分含量均为1%。

查烘干机经验数据[6]，《硅酸岩工业热工基础》 P370 。需烘干物料为粘土类和矿渣类，所以：

q烘1 = 5360KJ/ Kg水分 q烘2 = 5150KJ/㎏水分

取平均值，则q烘= 5255KJ/ Kg水分； 公式中（M湿/Q烧）即K湿，由公式

K 湿 = K 干100

100?W0式中：K湿 湿物料的消耗定额，t/ t熟料；

W0 该湿物料的天然含水量（%）。

100?100?0.159100?0.020?15?15255K f2??+??? ?100?15?100?119700100?3?100?15= 0.00792 t/t熟料

⑸.含水湿物料的消耗定额

K = （100×1.0）/(100-1) = 1.313t/t熟料

K粘土= (100×0.3)/(100-3) =0。309 t/t熟料 K= (100×0.007)/(100-6）= 0.0076 t/t熟料 K湿f1 = （100×0.168）/(100-10) = 0.146 t/t熟料 K湿f2 = (100×0.0079)/(100-10) =0.0088 t/t熟料

石灰石铁矿石

⑹.各种原材料的需用量计算和生产物料平衡表的编制

用各种物料的消耗定额乘以烧成系统的生产能力，就计算出各种物料的需用量，

将结果汇编成物料平衡表（详见下页）。

14

吉林化工学院课程设计

4.1.3全厂物料平衡表

表4-1 全厂物料平衡表

物料 名称 水分 生产损 消耗定额t/t熟料 干料 含天然水分料 石灰石 粘土 铁矿石 生料 石膏 混合材 熟料 烧成用煤 烘干用煤 燃煤合计 窑年利用率：0.82 煤低位热值：24368 kJ/㎏煤 烧成热耗：3971 kJ/㎏煤 3 0.139 0.154 26.86 644.57 4512 29.74 713.78 4997 3.0 3 0.0079 0.0088 1.84 44.16 309 2.05 49.20 345 1.0 3.0 6.0 1.0 2.6 15 3.04 4 4 4 4 3 3 3 1.30 0.30 0.0072 1.60 0.181 1.42 0.131 1.313 0.309 0.0077 1.61 0.181 0.145 247.12 26.93 13.75 297.91 34.57 271.18 208.3 25.02 5930.76 646.24 330.00 7149.92 829.57 6779.44 4999.2 600.41 41515 4524 2310 50049 5807 47456 34994.4 4203 249.60 27.69 14.32 301.73 35.33 27.69 5990.35 664.58 343.75 7242 847.90 664.58 41932.43 4652.03 2406.22 50691 5935 4652 小时 干料 日 周 小时 含水分料 日 周 物料平衡表（t） （%） 失（%） 15

吉林化工学院课程设计

第五章 物料平衡和热量平衡计算

5.1原始资料

1、窑型：? 4.8×72m带DD炉的五级预分解窑 2、各物料的化学成分。（详见表格） 3、各个部位温度预设置值

①入预热器生料的温度 ： 50℃ ②入窑回灰温度 ： 50℃ ③入窑一次空气温度 ： 20℃

④入窑二次空气温度 ： 950℃ （参考冀东水泥厂一线设计） ⑤烧成时环境温度 ：20℃

⑥入窑、分解炉的燃料温度：60℃

⑦入分解炉二次空气温度：740℃ （窑头漏风） ⑧熟料出窑温度：1360℃ ⑨废气出预热器温度：370℃

⑩飞灰出预热器温度：340℃ 4、入窑风量比（%）

一次空气（K1）：二次空气（K2）:窑头漏风（K3）=15:80:5 5、燃料分配比（%）

回转窑（Ky）：分解炉(Kf)=40:60 6、出预热器的飞灰量:0.1kg/kg熟料 7、出预热器飞灰的烧失量:35.20% 8、各处的空气过剩系数

窑尾：?y=1.05.

分解炉混合室出口：?L=1.15 预热器出口：αf=1.40

其中：预热器漏风量占理论空气量的比例K4=0.16

提升机喂料带入空气量占理论空气量的比例K5=0.09，折合成料风比为

19.8kg/Nm3

9、 分解炉及窑尾漏风占分解炉用燃料理论空气量的比例K6=0.05 10、 窑尾综合收尘效率η=99.6%

16

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vxvh.html