第一章文献综述
1.1 水泥简介
水泥，粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。cement一词由拉丁文caementum发展而来，是碎石及片石的意思。水泥的历史最早可追溯到古罗马人在建筑中使用的石灰与火山灰的混合物，这种混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似。用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程【1】。
1.2 预分解窑生产工艺
预分解窑生产工艺指采用窑外分解新工艺生产的水泥。其生产以悬浮预热器和窑外分解技术为核心，采用新型原料、燃料均化和节能粉磨技术及装备，全线采用计算机集散控制，实现水泥生产过程自动化和高效、优质、低耗、环保。新型干法水泥生产技术是20世纪50年代发展起来，到目前为止，日本德国等发达国家，以悬浮预热和预分解为核心的新型干法水泥熟料生产设备率占95%，我国第一套悬浮预热和预分解窑1976年投产。该技术优点：传热迅速，热效率高，单位容积较湿法水泥产量大，热耗低。发展阶段：第一阶段，20世纪50年代～70年代初，是悬浮预热技术诞生和发展阶段。第二阶段，20世纪70年代初期，是预分解技术诞生和发展阶段新型干法水泥【2】的主要特点：干法回转窑是18世纪末、19世纪初的窑型，它比立窑生产前进了一大步。由于它所用生料是干粉，含水量<1%，比湿法生产减少了用于蒸发水分的大部分热量，而且也比湿法生产短，但干法中空窑无余热利用装置，窑尾温度一般都在700～950℃。有些厂可看到烟囱冒火现象，热能浪费严重，每千克熟料热耗高达1713～1828kcal，而且灰尘大，污染严重。生料均化差，质量低，产量也不高（均与湿法生产相比），曾一度被湿法生产所取代。20世纪30年代初，出现了立波尔窑，在窑的尾部加装了炉篦子加热机，对含水分为12%～14%的生料球进行加热，使余热得到较好利用，窑尾温度从700℃以上降到100～150℃，热耗大幅度下降，产量和质量都得到很大提高。20世纪50年代又出现了带旋风预热器窑，窑尾余热得到更好的利用。尤其是20世纪70年代初出现的带窑外分解炉的新型窑生产线，，将干法生产推向一个新阶段。这种能耗低、产量高、质量好、技术新的窑已成为世界各国水泥生产的发展方向。
1.2.1预分解窑
预分解窑是20世纪70年代发展起来的一种煅烧工艺设备。它是在悬浮预热器和回转窑之间，增设一个分解炉或利用窑尾烟室管道，在其中加入30～60%的燃料，使燃料的燃烧放热过程与生料的吸热分解过程同时在悬浮态或流化态下极其迅速地进
行，使生料在入回转窑之前基本上完成碳酸盐的分解反应，因而窑系统的煅烧效率大幅度提高。这种将碳酸盐分解过程从窑内移到窑外的煅烧技术称窑外分解技术，这种窑外分解系统简称预分解窑【3】。
1.2.2 预分解窑煅烧的特点
（1）在一般分解炉中，当分解温度为820～900℃时，入窑物料的分解率可达85～95%，需要分解时间平均仅为4～10s，而在窑内分解时约需30多分钟，效率之高可想而知。
（2）由于碳酸钙的分解从窑内移到窑外进行，所以窑的长度可以大大缩短，降低占地面积。
（3）由于在分解炉内物料呈悬浮状态，传热面积增大，传热速率提高，从而使熟料单位热耗大大降低。
（4）由于减轻了回转窑的热负荷，延长耐火材料的使用寿命，提高窑的运转率，同时提高了窑的容积产量。但由于对物料的适应性较差，容易引起结皮和堵塞，同时系统的动力消耗较大。
1.2.3 预分解窑技术的发展
自20世纪50年代初期德国洪堡公司(KHD)研究成功悬浮预热窑、70年代初期日本石川岛公司（IHI）发明预分解窑以来，水泥工业熟料煅烧激射获得了革命性的突破，并推动了水泥生产全过程的技术创新。50多年来，新型干法水泥生产技术发展已经经历了五大阶段。第一阶段：20世纪50年代初期至70年代初期。伴随着悬浮预热技术的突破并成功应用于生产，新型干法水泥生产诞生，并随着悬浮预热窑的大型化而发展。第二阶段：20世纪70年代初期至中期。伴随着预分解窑的诞生发展，新型干法水泥技术想水泥生产全过程发展。同时，伴随着预分解技术的日趋成熟，各种类型的旋风预热器与各种不同的与预解方法相结合，发展成为许多类型的预分解窑。在本阶段中，悬浮预热窑的发展优势逐渐被预分解窑所代替。但是，必须认识到悬浮预热窑是预分解窑的母体，预分解窑是悬浮预热窑发展的更高阶段。至今各种新型悬浮预热器在预分解窑发展的同时，仍在继续发展完善，发挥着重要作用。第三阶段：20世纪70年代中期至80年代中期。1973年国际石油危机之后，油源短缺，价格上涨，许多预分解窑被迫以媒代油，致使许多原来以石油为燃料研发的分解炉难以适应。通过总结改进，各种第二代、第三代分解炉应运而生，改善和提高了预热分解系统的功效。第四阶段：20世纪80年代中期至90年代中期。伴随着悬浮预热和预分解技术日臻成熟，预分解窑旋风筒—换热管道—分解炉—回转窑—篦冷机（简称筒—管—炉—窑—机）以及挤压粉磨，和同它们配套的耐热、耐磨、耐火、隔热材料，自动控制，环保技术等全面发展和提高，使新型干法水泥生产的各项技术经济指标得到进一步优化。第五阶段：20世纪90年代中期至今。生产工艺得到进一步优化，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，一新型干法生产为切入点和支柱，水泥工业向水泥生态环境材料型产业转型。
1.2.4 预分解窑生产的特征
预分解窑法生产具有均化、节能、环保、自动控制、长期安全运转和科学管理六大保证体系，是当代高新技术在水泥工业的集成，其特征如下：
（1）生料制备全过程广泛采用现代化均化技术。使矿山采运—原料预均化—生料粉末—生料均化过程，成为生料均化过程中完整的“均化链”；
（2）用悬浮预热及预分解技术改变了传统回转窑内物料堆积态的预热和分解方法；
（3）采用高效多功能挤压粉磨技术和新型机械粉体运输装置。根据日本上潼具贞研究空气输送的动力系数μ（指单位时间内输送单位重量物料至单位长度所需动力）是提升机的2～4倍，是皮带输送机的15～40倍。因此，采用新型机械输送代替空气输送粉体物料，节能是相当可观的；
（4）工艺设备大型化，使水泥工业向集约化方向发展；
（5）为“清洁生产和广泛利用废渣、废料、再生燃料和降解有毒有害危险废弃物创造了有利条件；
（6）生产控制自动化；
（7）广泛采用新型耐热、耐磨、隔热和配套耐火材料；
（8）应用IT技术，实现现代化管理等。
1.3水泥预分解窑工艺装备技术及发展
1.3.1 生料制备
水泥生料制备过程中CaO的标准偏差控制值随装备技术的发展而逐步减小。
（1）计算机三维模型系统在矿山设计中大量推广应用，矿山勘探时，取得完整的数据，在设计时，将矿山分成体积较小的CaO、SiO2、MgO、R2O等成分较为均匀的若干有限单元，在生产时搭配使用，在开采时，根据生产所需的成分，对各有限单元内矿石的化学成分通过计算机来进行搭配控制开采，做到所开采的矿石内所需的化学成分的均匀性。
（2）连接破碎机和预均化堆场的皮带输送装置输送的石灰石等物料的分析控制方式从离线分析转为在线分析，在测试装置中，使用较为广泛的是XRF分析测试控制装置和近年来出现的不需制备样品，可连续测试并能更快的对物料成分进行调整的中子测试仪。上述测试装置与矿山计算机联网，能在预均化堆场内控制石灰石CaO标准偏差值小于±0.5%，加上误差精度小于±1%的块状或粉状喂料装置，可以精确控制入磨石灰石和各种校正原料，使原料在入生料磨前达到入人窑生料成分的要求。
（3）生料系统采用辊式磨。辊式磨具有电耗低，生产能力和烘干能力大，场地
节省的优点。随着设计、制造技术、材质的改进，国内一些预分解窑生产线的辊式磨磨制生料中的石英砂岩的含量从3.3%至10%，金属磨耗量从3g/t至18g/t，磨辊的使用寿命达到8000h以上，而且磨制的生料颗粒级配均匀，大颗粒石英量少。近年来，新出现的4辊辊式磨较原有的2辊辊式磨体积减小15%，产量高，运转率接近窑的运转率，完全满足生料细度和烘干的需求。
生料制备过程中，由于矿山开采的石灰石等主要原料的成分的均匀性得以提高，测试装置的分析调整速度快速提高，确保生料入磨前成分均匀，生料库的均化工作量的功能下降，此变化过程对生料质量有利。
1.3.2 预分解窑煅烧工艺装备技术
预分解窑煅烧工艺装置是由预热器、分解炉系统、回转窑、篦冷机、三次风管和燃烧器等装备组成，上述装置创造了良好的煅烧条件，确保了熟料在较高的率值和较高的C3S含量时所需的煅烧温度，以及快速的升温速率，充分的燃烧状况和快速冷却条件，保证了熟料煅烧质量。
（1）预热器和上升管道的形式进一步优化，系统内的单项部件的结构和材质进一步改进，使预热器系统的效率进一步提高，生料在很短的时间内在各级预热器系统内进行热交换，不仅在预热器内反复循环的过程中得到加热，还进一步得到均化。分解炉的结构及工艺尺寸使燃料有足够的时间燃烧，三风道燃烧器进一步提高了分解炉内煅烧温度，上述措施不仅提高了入窑物料的分解率，还可以扩大燃料品种，如低挥发分煤的应用。目前一些性能优良的预热器分解炉系统的人窑物料分解率已达94%，因而窑的L/D趋势在缩短，出现了L/D=10～12的短窑。
（2）预分解窑转速已提高至3～4r/min，物料在窑内翻滚次数增加，有利于火焰和烟气对物料进行热交换，相应提高了物料在窑内温度的均匀性，减少物料表面和内部的温差，有利于熟料质量的均匀。由于物料在窑内停留时间短，升温速度快，易生成晶格小于30μm的C3S熟料，有利于粉磨和提高水泥强度。
（3）空气梁篦冷机技术解决了厚层篦冷机冷风不易均匀透过料层的技术难点，冷风和高温熟料进行激烈的换热，一方面有利于熟料快速冷却；另一方面提高了二次、三次风温度，目前，篦冷机的热效率已提高至74%以上，且运转率大幅度提高。
（4）大窑门罩技术的出现，三次风从篦冷机中部转为窑门罩抽取，使入分解炉的三次风温和入窑煅烧的二次风温相等，测试表明上述温度超过920℃三次风温的提高，有利于分解炉内燃料的燃烧，相应提高了入窑物料分解率。
（5）多风道燃烧器的应用，煤粉经旋流风扩散形成快速燃烧，燃烧器的冲量可使不同挥发分的燃料在窑内燃烧，而且使烧成带具有高的燃烧温度且火焰峰值平稳，有利于熟料煅烧和窑皮的维护。
预分解窑装置技术的进展，系统热耗已降至3000kJ/k g以内，热耗愈低，燃料使
用量就少，供燃烧的二次风量和三次风量相应就少，从篦冷机高温部位抽取的热风温度高，此外多风道燃烧器的一次风量已下降至6%～8%，因而预分解窑内的物料一直处在高温下煅烧。总体说来，物料在预热器分解炉内迅速加热后进入人窑内，又在高温下迅速加热煅烧成熟料，由于窑内冷却带短，熟料很快进入篦冷机内快速冷却。上述工况适宜于较高的熟料率值和C3S、C3A含量高的熟料，而且有利于生成C3S晶格小的熟料，再加上合理的冷却制度，对熟料强度和粉磨十分有利。
图1-1 预分解窑的生产流程
1.3.3 水泥粉磨装备技术
（1）球磨机系统
水泥磨系统中所配用钢球磨的结构进一步优化，调整和改进钢球磨的隔仓板、阶梯衬板形式，使用分级衬板，优化研磨体级配，以及进料口、润滑系统轴承座结构等，使之规格大型化，磨耗及电耗相应降低。O—Sepa选粉机(或高效笼式选粉机)、高效袋式除尘器和球磨机组成的水泥粉磨系统，其循环负荷由离心式的200%～300%下降到100%～200%，磨制水泥时，3～30μm颗粒级配的重量超过65%，因而具备选粉效率高、电耗低、产量高及颗粒级配合理等优点。
（2）辊压机+球磨+选粉机系统
辊压机的出现是粉磨技术的重大进展，水泥粉磨电耗可降至32kWh/t以下(4000cm2/g)，由于辊压机具有能耗低、效率高的特点，多次循环，重复挤压物料达到增加成品细度的目的，同时，其产品最终经球磨和选粉机系统，因而和球磨系统—
样可以获得细度合适、颗粒级配合理和颗粒形貌合适的产品。
此外，还有辊式磨、球磨机和选粉机组成的系统，其原理接近辊压机系统，均能降低电耗，获得优质的水泥产品【4】。
1.4 水泥前景分析
随着国家４万亿元投资计划的落实以及各地基础建设项目启动，水泥行业被视为有望迎来最早的一缕阳光的行业之一。有专家乐观地预计，2009年全国水泥消费量将达到15.41亿吨，同比增长6.3%，增量为9170万吨。但是，在行业前景看好的前提下，我们必须看到，我国水泥行业尚未真正走出困境，整个行业的无序状态依然存在，需要各方理性。
1.4.1 理性看待产量激增
由于受国内水泥需求增长趋弱的影响，2009年1月，我国水泥产量增速几乎为零。1月份我国水泥产量为8200万吨，与2008年1月持平。进入2月份之后，情况似乎发生了逆转，据统计数据显示，2月份我国水泥产量同比激增42.5%，1月～2月累计产量也增长17.0%。
有专家指出，虽然数据显示2月份水泥产量大幅增长，但并不表明目前国内水泥需求回暖。2008年2月我国广大地区都受到雪灾影响，各项工程建设都被迫停工，水泥需求下降，当月我国水泥产量仅为5958.3万吨，环比下降6.2%，而2009年2月我国水泥产量达8290万吨，同比劲增42.5%，但环比却仅增长1.10%。此外，政府4万亿元扩大基础建设投资对水泥企业扩大生产也产生一定积极作用。
另外两项数据也从侧面反映了这一现状。一是，2009年1月，我国出口水泥仅97.2万吨，比2008年同期下降59.8%，月度出口量4年来首次降至1100万吨以下，创2005年3月以来水泥月度出口量最低。二是，2009年1月水泥价格全国各地区无一上涨，环比下降0.5%，即使后来短期内上海、广东等地水泥价格环比略涨，但是今年3月上旬，东南部地区一直笼罩着同比量增价跌的阴影。据网络监测的城市价格显示，3月水泥价格同比下降的8个城市中7个在东部地区，其中广州3月水泥价格同比去年下降30%，南京同比下降13.33%，上海同比下降7.81%，南昌同比下降6.45%，另据监测，其他22个城市价格同比却不同程度上涨，尤其是西北地区涨幅远远超过去年。其中，兰州市、西宁市、银川市水泥价格同比涨幅分别为41.38%、77.78%、60.78%。
1.4.2 行业发展受阻结构性矛盾
纵观水泥行业的发展可以看出，行业的整体发展水平粗放，不符合新型工业化的要求，资源、能源消耗高，污染严重，生态和环境压力大，单产能耗与国际先进水平相比还有不小的差距。
有专家指出，目前我国水泥行业的结构性矛盾依然突出。企业规模小、装备落后、
布局不合理、恶性竞争激烈等现象仍然较为普遍，劳动生产率均比较低，落后生产能力比重大，产品质量档次低。截至2008年，我国落后装备生产的熟料比例仍占全国熟料生产量的三分之一以上。
另外就是集中度问题。2007年数据显示，其他国家水泥行业集中度已经达到了80%，而我国的集中度仅为30%左右。
现在的水泥行业，企业数量已经足够多、产量足够大，但大而不强，企业过分分散、恶性竞争不断加剧。要改变这一现状不能仅靠企业自身滚动发展，必须通过联合重组的方式进行。
1.4.3 严格控制产业布局
2003年以来，在固定资产投资的拉动下，全国水泥工业产能已连续7年年平均增长超过1亿吨，预计今年全国可生产水泥将超过15亿吨，总量已基本满足经济建设的市场需求。因此，控制水泥总量，谨慎适度投资，维护未来行业健康发展已刻不容缓。
水泥工业的结构调整已从技术结构调整步入重组联合、提高生产集中度的组织结构调整阶段。仅2008年内我国就建成投产新型干法水泥生产线120条，新增水泥熟料产能1.443亿吨，新型干法水泥占总量比重已接近70%．水泥需求大省结构比例已经达到70%以上，西北、西南欠发达地区在建项目今年投产后也将达到70%以上。
1.4.4 水泥行业前景看好
2008年后，受国际金融危机影响，经济增长放缓，水泥需求能否增长存在较大的不确定性，未来中短期水泥供过于求将成为严重影响公司未来产能投放后的经济效益最为不利的因素。虽然，政府不断出台刺激经济的措施，但未来3年内固定投资下降引起下游需求不足，加之水泥工业投资在2006～2008年加速，打破供需的弱平衡，将对水泥企业业绩增长构成较大威胁。
中国水泥协会统计数据显示，2007年和2008年，水泥行业产能利用率为84.3%和81.4%，但2008年水泥工业投资完成1051.46亿元，同比增长60.7%，2008年全国已开工建设的新水泥熟料生产线初步统计有208条，如投产将新增熟料产能24177万吨，将进一步加剧产能过剩。
全国水泥行业整体不景气的情况，给大型水泥企业进行重组整合提供了良好的契机。值得关注的是，由于基础建设和房地产开发落后，当地水泥产能不足，加之国家的基础建设投资将刺激水泥需求，西部地区的水泥企业的长期发展前景尤其值得看好。【5】
第二章设计内容及思路
2.1 设计内容
根据原始数据，结合当地经济基础以及环境条件，以节能、高效的理念完成日产孰料5000t预分解窑水泥厂窑尾工艺设计。
2.2 设计思想
（1）贯彻“生产可靠、技术先进、节省投资、提高效益”的设计指导方针。以生产可靠为前提，尽可能采用先进的生产工艺和方案，以降低产品成本，取得较好的经济效益。
（2）充分挖掘和利用现有生产设施的潜力，以进一步发挥投资效益。
（3）汲取相类似项目的经验和教训，确保实现“低投资、低成本、高可靠性、高效益”的目标。
（4）重视节能，采用节能工艺过程和国家推荐的节能机电设备，以降低厂品成本。
（5）贯彻执行国家和地区对环保、劳动安全、工业卫生、计量、消防等方面的有关现行规定和标准。
2.3 设计思路
根据设计的指导思想，充分考虑资源的利用情况，构思生产技术方案，确定设计依据，并查阅关于水泥方面的期刊、文献，了解水泥的研究现状及其发展、在生产和生活中的应用，为设计做充分资料准备。结合资料和当地经济状况及环境条件，制定详细的生产工艺。完成生产工艺要求中物料平衡计算和配料计算，并根据计算结果完成工艺布置和设备选型。最后，根据设计内容绘制图纸。
2.4 设计原始数据
（1）煤得工业分析见表2-1
表2-1煤的工业分析
W Y/% V Y/% C Y/% A Y/% Q Y DW(kJ/kg)
4.76 27.20 49.40 19.50 23864
（2）物料的水分见表2-2
成分石灰石粘土铁粉石膏煤矿渣
％ 1.00 13.00 9.50 3.00 4.00 22.00
（3）原料及煤灰的化学组成见表2-3
名称Loss SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO SO3R2O
石灰石42.06 2.32 0.43 0.16 53.78 0.50 - 0.65
粘土7.60 54.34 24.61 7.89 3.78 0.60 0.35 1.23
铁粉0.35 33.88 10.39 49.07 3.64 1.88 - -
砂岩 3.06 83.73 7.81 1.85 1.37 0.60 0.05 1.80
矿渣 1.06 33.74 15.13 1.51 37.44 8.39 0.15 0.62
石膏20.89 2.61 0.94 0.38 31.31 0.89 42.01 -
煤灰 51.68 35.11 4.59 5.03 1.79 - - 设计环境：
地点：张家口市周边郊区，远离闹市区，且厂址处于下风口减少对市区的污染；
地势：平坦，且稍微有点倾斜度，以利于排水排污；
地质：基地耐力在20t/m2左右，适于供水、排水、供暖等管线的铺设；
交通：厂区临近国道、省级要道或铁路，即交通运输要方便；
水电：厂区设在张家口市周边郊区，专线保证供水供电。
第三章配料计算
3.1 配料计算的目的和意义
（1）计算从原料进厂至成品出厂各工序所需处理的物料量，作为确定车间生产任务、设备选型、及人员编制的依据。
（2）计算各种原料、辅助材料及燃料需要量作为总图设计中确定的运输量、运输设备、及计算各种堆场、料仓面积的依据。
3.2 主要计算参数的确定
3.2.1熟料热耗的确定
国内外部分厂家熟料热耗见表3-1
表3-1 国内外部分厂家熟料热耗
厂家A厂B厂C厂D厂E厂RSP厂DD厂SLC厂熟料热耗/kJ/kg 3265.4 3648.1 3996.6 3501.7 3568.2 3075.2 3136.2 3191.2 备注四级四级四级五级五级五级四级四级综合考虑，本设计将熟料烧成热耗确定为：q=3200kJ/kg熟料。
3.2.2熟料率值的选择
我国目前硅酸盐水泥熟料采用饱和比（KH）、硅酸率（SM）、铝酸率（IM）三个率值控制熟料质量。KH表示熟料中SiO2被CaO饱和成C3S的程度，KH值
高，硅酸盐矿物多，溶剂矿物少，熟料中C3S含量越高，强度越高；SM表示熟
料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比值，SM高，煅烧时液相量减少，出现飞砂料的
可能性增大，增加煅烧难度；IM表示熟料中溶剂矿物C3A和C4AF的比值，IM
高，液相黏度大，难烧IM低时黏度较小，对形成C3S有利，但烧成范围窄，不
利于窑的操作。硅酸盐水泥熟料配料率值和矿物组成建议范围见表3-2。
表3-2硅酸盐水泥熟料配料率值和矿物组成
窑型KH SM IM C3S% C2S% C3A% C4AF% 湿法窑0.88-0.92 1.9-2.5 1.0-1.8 51-59 16-24 5-11 11-17 干法窑0.86-0.89 2.0-2.35 1.0-1.6 46-67 19-28 6-11 11-18 立波尔窑0.85-0.88 1.9-2.3 1.0-1.8 44-53 22-30 5-11 11-17 预分解窑0.87-0.92 2.2-2.6 1.3-1.8 48-62 14-28 7-10 10-12 机立窑适宜范围0.86-0.93 2.0-2.5 1.1-1.5
有矿化剂0.92-0.96 1.6-2.0 1.1-1.3 55-63 18-22 12-16 6-10
预分解
窑
推荐值0.88 2.50 1.60 适宜范围0.86-0.90 2.40-2.80 1.40-1.90
查《新型干法水泥工艺设计手册》【6】
新型干法生产的熟料率值一般控制在：
KH=0.89±0.02；SM=2.4±0.1；IM=1.6±0.1。 3.2.3 原料、燃料的原始数据
（1）原料、燃料化学组成见表3-3。
名称 Loss SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 CaO MgO SO 3 R 2O 石灰石 42.06 2.32 0.43 0.16 53.78 0.50 - 0.65 粘土 7.60 54.34 24.61 7.89 3.78 0.60 0.35 1.23 铁粉 0.35 33.88 10.39 49.07 3.64 1.88 - - 砂岩 3.06 83.73 7.81 1.85 1.37 0.60 0.05 1.80 矿渣 1.06 33.74 15.13 1.51 37.44 8.39 0.15 0.62 石膏 20.89 2.61 0.94 0.38 31.31 0.89 42.01 - 煤灰
51.68
35.11
4.59
5.03
1.79
-
-
（2）煤的工业分析见表3-4。
表3-4 煤的工业分析
W Y /% V Y /% C Y /% A Y /% Q Y DW (kJ/kg) 4.76
27.20
49.40
19.50
23864
（3）物料的水分见表3-5。
表3-5 物料的水分
成分 石灰石 粘土 铁粉 石膏 煤 矿渣 ％
1.00
13.00
9.50
3.00
4.00
22.00
依据前面所确定的三个熟料的率值：KH=0.88；SM=2.5；IM=1.6。单位熟料热耗3200kJ/kg ，分析计算原料的配合比。
3.3 配料计算
3.3.1 计算煤灰的掺入量 y y A 320019.50100%
G q.A S /Q 100 2.61%23864100
??==
=?
（3-1） 式中： G A ——煤灰掺入量，以熟料百分数表示（100%）； Q y ——煤的应用基低热值（kJ/kg 煤）； y A ——煤的应用基灰分含量（%）； q ——熟料烧成热耗（kJ/kg 熟料）；
S —煤灰沉落率，%（窑外分解窑，有电收尘器的取100％）。
3.3.2物料平衡计算
（1）率值由以上述定为 KH=0.88；SM=2.5 ；IM=1.6。 （2）设∑=97%
()()%45.335
.124.452.22%
9735
.165.2118.232=++=
++++=
∑
IM SM IM KH O Fe （3-2）
Al 2O 3= IM×Fe 2O=3.45%×1.6=5.52% （3-3） SiO 2= SM(Al 2O 3 +Fe 2O 3)=2.5×（5.52%+3.45%）=22.43% （3-4） CaO=∑-( SiO 2+ Al 2O 3+ Fe 2O 3)=97%-（22.43%+5.52%+3.45%）=65.60% （3-5）
∑——设计熟料过程中Al 2O 3、Fe 2O 3、CaO 、SiO 2四种氧化物含量的总和，
一般在97%左右。
（3）煤灰掺入量G A =2.61%。
（4）以100kg 熟料为基准，用递减式凑法计算如下表3-6。
表3-6 递减式凑法计算表/%
计算步骤 SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 CaO 其他 要求熟料组成 22.43 5.52 3.43 65.60 3.0 -2.61kg 煤灰
1.35 0.92 0.12 0.13 0.05 差 21.08 4.60 3.33 65.57
2.95 -120kg 石灰石
2.78 0.52 0.19 64.54 1.26 差
18.30 4.08 3.14 1.03 1.69 -12kg 黏土
6.52 2.95 0.95 0.45 0.26 差 11.78 1.13 2.19 0.59 1.43 -4.5kg 铁粉
1.52 0.47
2.21 0.16 0.08 差 10.26 0.66 -0.25 0.44 1.35 -12kg 砂岩
10.05 0.94 0.22 0.16 0.30 差
0.21
-0.28
-0.45
0.27
1.05
所以：石灰石： 120 kg ，黏土：12kg ，铁粉：4.5 kg ，砂岩：12kg 。 干原料质量百分比为：
干石灰石=120/（120+12+4.5+12）×100%=80.8% 干黏土=12/（120+12+4.5+12）×100%=8.1% 干铁粉=4.5/（120+12+4.5+12）×100%=3.0% 干砂岩=12/（120+12+4.5+12）×100%=8.1% 3.3.3计算干燥原料配合比
（1）生料的化学成分见表3-7
表3-7生料的化学成分/%
名称 配合比 烧失量 S i O 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 CaO 石灰石 80.8 34.11 1.88 0.35 0.13 43.62 砂岩 8.1 0.25 6.78 0.63 0.15 0.11 黏土 8.1 0.62 4.40 1.99 0.64 0.31 铁粉 3.0 0.009 1.02 0.31 1.47 0.11 生料 100 34.99 14.08 3.28 2.39 44.15 灼烧生料
—
—
21.66
5.05
3.68
67.91
煤灰掺入量G A =2.61%，则灼烧生料配合比为（100-2.61）%=97.39%。 （2）熟料的化学成分见表3-8
表3-8熟料的化学成分/%
名称 配合比 S i O 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 CaO 灼烧生料 97.37 21.09 4.91 3.58 66.45 煤灰 2.61 1.35 0.92 0.12 0.13 熟料
100
22.44
5.83
3.70
66.58
则熟料的率值计算如下：
1.650.35
2.8C C C C C A F KH S --=
=44.228.270
.335.083.565.158.66??-?-=0.886 （3-6）
C C C S SM A F =
+=70
.383.544.22+=2.35 （3-7）
C C A IM F =
= 70
.383.5=1.58 （3-8） （3）湿原料质量配合比
原料的水分：石灰石1.00%，黏土13.00%，铁粉9.50%，砂岩 0.00%。 则湿原料质量配合比为：
湿石灰石=80.8×100/（100-1.00）=81.62 Kg 湿黏土=8.1×100/（100-13.00）=9.31Kg 湿铁粉=3.0×100/（100-9.50）=3.31Kg 湿砂岩=8.1Kg
将上述质量转化为百分数（计算结果四舍五入取值）：
湿原料的质量和=81.62+9.31+3.31+8.1=102.34Kg 湿石灰石=81.62/102.34×100%=79.75% 湿黏土=9.31/102.34×100%=9.10%
湿铁粉=3.31/102.34×100%=3.23% 湿砂岩=8.1/102.34×100%=7.91% 3.3.4熟料矿物组成及最大液相量的计算
（1）最大液相量的计算
140℃时： P=2.95A+2.2F=2.95×5.83+2.2×3.70=25.3 （3-9） 1450℃时： P=3.0A+2.25F= 3.0×5.83+2.25×3.70=25.8 （2）矿物组成的计算
32C S 3.83KH 2SiO 3.8(30.8862)22.44%56.11%=-=??-?=（） （3-10） ()22C S 8.601KH SiO 8.6010.88622.44%22.00%=-=?-?=（） （3-11） ()32323C A 2.65Al O 0.64Fe O 2.65 5.83% 3.70%0.649.17%=-=?-?=（） （3-12）
423C AF 3.04 Fe O 3.04 3.70%11.25%==?= （3-13）
（3） 熟料液相量的计算
液相量L 是熟料在不同温度下的液相百分数，液相量高低与烧结温度、组分含量有关，工程上常用1400℃和1450℃以下的液相量来考虑配料方案是否合理，以及分析窑的操作情况。本设计中采用技术先进的预分解窑，其热工制度良好、烧结温度一般为1450℃
因此，L= 3.00A+2.25F+R% (3-14) R=80.8×0.0065+8.1×0.0123+3.0×0+8.1 ×0.0180=0.85 则 L=3.00×5.83%+2.25×3.70%+0.85%=26.65%
这个数值在22%—30%范围内，故能满足生产的要求。
第四章全厂物料平衡
4.1物料平衡计算的目的和意义
4.1.1 物料平衡计算的目的
(1) 计算从原料进厂至成品出厂各工序所需处理的物料量，作为确定车间生产任务、设备选型、及人员编制的依据。
(2) 计算各种原料、辅助材料及燃料需要量作为总图设计中确定的运输量、运输设备、及计算各种堆场、料仓面积的依据。
4.1.2 影响石膏掺入量的因素
（1）石膏的种类：各种硫酸盐的溶解度、溶解速度与缓凝作用表4-1，根据表格表4-1各种硫酸盐的溶解度、溶解速度与缓凝作用
石膏种类分子式溶解度
（g/L）
相对溶
解速度
相对缓
凝作用
半水石膏CaSO4·0.5H2O 6 快很强烈
二水石膏CaSO4·2H2O 2.4 慢较强烈可溶性无水石膏CaSO4·0.001~0.5H2O 6 快很强烈
天然无水石膏CaSO4 2.1 最慢弱
可以看出石膏的溶解速度越慢，其掺量（以SO3计）应越多。
（2）熟料中SO3含量：当熟料中SO3含量较高时，要相应减少石膏掺量。
（3）熟料中C3A含量：C3A含量高，石膏掺量应相应增加，反之则减少。
（4）水泥细度：相同矿物组成的水泥，若增大细度，其比表面积增大，水化加快，则应适当增加石膏掺量。
（5）混合材料的品种和掺量：水泥中掺加不同种类和数量的混合材料时，其石膏掺入量也不一样。如采用矿渣作为混合材料时，可适当增加石膏掺量。
（6）水泥中碱含量：水泥中碱含量较高时，其凝结时间加快，应适当增加石膏掺量。
4.1.3 影响矿渣掺入量的因素
（1）化学组成
与硅酸盐水泥相比，矿渣化学成分中氧化钙含量较低，而氧化硅含量较高。SiO2含量较高时，矿渣熔体的粘度比较大，冷却时，易于形成低碱硅酸钙和高碱玻璃体，使矿渣活性降低。
（2）矿物组成与结构
矿渣的活性不仅受化学成分影响，还决定于玻璃体的数量和性能，玻璃体含量越高，矿渣活性越高。
4.1.4 水泥组成的确定
对于Ⅱ型硅酸盐水泥来说，我们主要依据国内几家水泥厂的水泥配比（见表4-2）。
表4-2几家Ⅱ型硅酸盐水泥配比/%
成分A厂B厂C厂D厂
熟料89 90 91 90
矿渣 4 3 44 12
石膏7 7 5 6 作为参考来确定本设计的强度等级为42.5的Ⅱ型硅酸盐水泥的配比为：石灰石4%，石膏4.52%，熟料91.48%。
作为参考来确定本设计的强度等级为42.5的矿渣硅酸盐水泥的配比为：矿渣50%，石膏5%，熟料45%。
4.2回转窑产量的标定
4.2.1回转窑规格的确定
依据设计任务书要求的日产5000t/d即台时产量208.33t/h，通过经验公式
G=1.5564D i3.0761 （4-1）式中：G—回转窑的台时产量，t/h；
D i——回转窑的筒体的衬砖内径，m。
=4.913m
则计算出D
i
再通过下图4-1、4-2、4-3查得【7】：
图4-1 回转窑M v与D i的关系图图4-2 回转窑M A与D i的关系图
图4-3 回转窑M F 与D i 的关系图
单位容积产量M v =d m t ?35.3 单位面积才产量M F =h m kg ?25.186 单位截面积产量M A =11.95h m t ?3 再由公式计算：
i F v D 0.096M /M 0.96186.5/3.5 5.11m ==?=
（4-2） A v L 24M /M 2411.95/3.581.94m =?=?=
（4-3）
i A F L /D 250M /M
250 11.95/186.516.01=
=?= （4-4）
考虑窑砖厚度，则筒体直径为：
D=D i +2δ （4-5） 按经验取值 δ =0.15m 则D=D i +2δ=5.11+2×0.15=5.41m
通过参考上面数据，考虑到窑体数据应取整数，我们将回转窑的筒体尺寸确定为
5.4×82m
4.2.2窑的产量标定
已知回转窑的筒体尺寸为5.4×82m ，则D i =D-2δ=5.4-2×0.15=5.1 分别应用公式：
G 1=1.556D i 30762
（4-6）
G 2=0.15362V i 0.97422
（4-7）
G 3=0.37743D i 2.5185L0.51861 （4-8） G 4=0.27250D 2.6804L 0.48912 （4-9）
分别代入已知数据，计算得：
30762307621i G 1.556D =1.556 5.1=234.28t /h =?
0.97422
22G 0.1536 5.182212.48t /h 4π??
=???= ?
??
G 3= 2.51850.518610.37743 5.182224.6t /h ??= G 4= 2.68040.489120.27250 5.182216.1t /h ??=
234.28212.48224.6216.1
224.6t /h 4G +++==平均
综合考虑以上计算结果，窑的产量标定为224.6t/h
4.3物料平衡计算
4.3.1 烧成系统生产能力计算
（1）回转窑台数计算 n =
09.16
.22485.08760365
500087601=???=h Y Q Q η （4-10）
窑台数取整数值则为1台 式中： n —窑的台数；
Y Q —要求的熟料年产量（t/a ）；
1h Q —所选窑的标定台时产量[t/(台·h)]；
η—窑的年利率，以小数表示。不同窑的年利率可参考下列数值：湿法窑 0.90，
传统干法窑0.85，机立窑0.8～0.85，悬浮预热器窑、预分解窑0.85
【8】
。
（2）计算孰料年产量
()()
11h1h1h1h1100550100d e Q G 0.469G 100P G 1004----=
=?=-?-（）（） （4-11）
()()
22h2h2h2h21004 4.52100d e Q G G 0.953 G 100P 1004----=?=?=--（）（）
Q h = Q h1+ Q h2=208.33 G h1 /G h2=2/8=0.25
综上所述：G h1=48.66t/h ； G h2=194.66t/h 则Q h1 =22.82 t/h Q h2=185.51 t/h
式中：Q h1、Q h2—表示水泥厂孰料小时产量（t/h ）；
G h1、G h2—表示水泥厂水泥的小时产量（t/h ）； d 、e —石膏、混合材的掺入量。 （3）计算烧成系统的生产能力
① 设生产矿渣硅酸盐水泥的熟料产量为：
熟料小时产量：h1Q 22.82 t /h = （4-12） 熟料的日产量：d1h1 Q 24Q 547.7t /d == （4-13）
熟料的年产量：y1h1Q 8760Q 17.00wt /y == （4-14）
② 生产Ⅱ型硅酸盐水泥的熟料产量为：
熟料小时产量：h2Q 185.51 t /h =
熟料的日产量：2h224Q 4452.24t /d d Q ==
熟料的年产量：2h 8760Q 138.13wt /y Y Q η==
式中： η—预定的主机年利用率，取 0.85。
（4）换算成水泥厂小时水泥产量和日产量分别为： ① 生产Ⅱ型硅酸盐水泥产量： 水泥小时产量：()h
2100p Q 194.66t /h
(100d e)
h G -?=
=-- （4-15） 水泥日产量： d2h G 24Q 4671.84t /d == （4-16）
水泥的年产量：y2h G 8760Q 144.94wt /y ==
（4-17）
② 矿渣硅酸盐水泥的产量为：
水泥小时产量：()h h1
100p Q G 48.66t /h (100d e)
-?==-- 水泥日产量：d1h G 24Q 1167.84t /d == 水泥的年产量：y1h G 8760Q 36.23wt /y ==
式中：d ——水泥中石膏的掺入量，为6%；
e ——水泥中混合材（矿渣）的掺入量，为4%； p ——水泥的生产损失（%）一般为3~5%，取4%； η——预定的主机年利用率，取0.85。
4.3.2 原、燃料消耗定额的计算
（1）原料的消耗定额
① 考虑煤灰掺如时，1t 熟料的干生料的理论消耗定额
100S 100 2.61K 1.50t /t 100I 10034.99--===--干（）（）
（）（） （4-18）
式中：K 干—— 干生料的理论消耗量（t/t 熟料）；
I ——干生料的烧失量（%）；
S ——煤灰掺入量，以熟料百分数表示(%)。
② 考虑煤灰掺入时，1t 熟料的干生料消耗定额 100 K 100 1.50
K 1.56t /t 100P 1004?===--干生生熟料（）（） （4-19）
湿生料的总水分： 100%0.808 1.00.081130.0039.5
W 2.15
100
??+?+?==（） （4-20） 湿生料的消耗定额
K 100 1.56100
K =1.59t /t 100w 100 2.15
??==--生湿生熟料（） （4-21）
式中：K 生——干生料消耗定额（t/t 熟料）；
P 生——生料的生产损失（%)一般为3~5%，取4%。 （2）石膏的消耗定额（单位：t/t 熟料）
① 对于强度等级为42.5的矿渣硅酸盐水泥：
()()()()1d111d 100d 500
K 0.114t /t 100d e 100P 1005501003===------熟料 （4-22）
湿石膏消耗定额
d1d1K 1000.114100
K 0.118t /t 1001003d W ??===--湿熟料（）（）
② 对于强度等级为42.5的Ⅱ型硅酸盐水泥：
()()()()2d222d 100d 452
K 0.0509t /t 100d e 100P 1004 4.52 1003===------熟料 湿石膏消耗定额
d2d2K 1000.0509100
K 0.0525t /t 1001003d W ??===--湿熟料（）（）
式中：K d ——干石膏消耗定额；
d 、
e ——表示石膏掺入量，混合材掺入量；
d W ——石膏含水量；
P d ——石膏的生产损失%，一般取3%。 （3） 混合材的消耗定额（单位：t/t 熟料）
① 对于强度等级为42.5的矿渣硅酸盐水泥：
矿渣： ()()()()1e111e 100e 4500
K 1.031t /t 100d e 100P 1005501003===------熟料 湿矿渣： e e1 e K 1001.031100
K 1.322t /t 100W 10022
??===--湿熟料 ② 对于强度等级为42.5的Ⅱ型硅酸盐水泥：
石灰石： ()()
()()2e222e 100e 400
K 0.045t /t 100d e 100P 100 4.5241003=
==------熟料
湿石灰石：e e2K 1000.044100
K 0.058t /t 100We 10022??===--湿熟料（）（）
式中：K e ——矿渣消耗定额；
d 、
e ——表示石膏掺入量（6%），混合材掺入量（4%）；
W e ——矿渣含水量；
P e ——矿渣的生产损失%，一般取3%。
（4）烧成用干煤消耗定额（单位：t/t 熟料）
()
()()y y
2386425 4.76100(25W )100
25181.6kJ /kg 100 4.76100 W y g
DW DW
Q Q +??+?===--熟料 （4-23）
5000t/d水泥熟料生产线烧成车间工艺设计 摘要 本设计详细地论述了日产5000吨水泥熟料新型干法水泥厂整个生产工艺流程，生产P·O42.5、P·C42.5两种品种水泥。根据产品要求进行熟料矿物组成设计和配料计算；完成了物料平衡、主机平衡及储库这三大平衡计算，由物料平衡确定主机选型以及由储库平衡来确定堆场、堆棚和圆库的规格。根据设计要求进行重点车间工艺计算和主要设备选型，合理安排车间工艺布置。同时编写说明书。工艺布置应做到生产流程顺畅、紧凑、简捷。力求缩短物料的运输距离，并充分考虑设备安装、操作、检修、和通行的方便，以及其它专业对工艺布置的要求。 关键词：水泥，配料计算，平衡，选型
THE DESIGN OF CEMENT FACTORY THAT ITS DAILY CLINKER PRODUCTION IS 5000 TON ABSTRACT This design is discussed in detail the nissan 5000 tons of cement clinker NSP cement plant in the whole production process, production P·O42.5, P·C42.5 two varieties of cement. Design include clinker mineral composition design and ingredients calculation; Balance process calculation; The production process instructions; Factory layout. Determined by material balance by nnderground selection and host todetermine the depot, balance of tents and circular library specifications. According to the design requirements for key workshop process calculation and major equipment selection, reasonable arrangement of workshop process arrangement. While writing instruction. Process arrangement should be accomplished production flow smoothly, compact, simple. Strive to shorten the distance, and the transport materials full consideration of equipment installation, operation, maintenance, and traffic convenience, and other specialized to process arrangement demands. KEYWORDS：Cement, balance, selection, decomposition furnace
泊头市新洁环保水泥行业除尘设计案例 一、水泥粉尘简介 水泥是世界上建筑材料中应用最为广泛的原料之一，水泥工业也是世界上能耗最高、物耗最高、污染物排放量最大的行业之一。水泥工业按污染特征分，属二类重污染企业。水泥生产给环境带来的主要是大气污染，污染物以（烟）粉尘为主，水泥生产几乎每道工序都伴随着粉尘的产生及排放。根据统计资料，水泥粉尘排放量历年都占工业粉尘排放总量的60～70%，居各工业部门粉尘排放量之首[1]。而水泥粉尘对环境的影响是很大的。水泥粉尘污染对人、农作物和植物等都会产生很大的危害作用。 本设计为省永春水泥厂2000t/d熟料水泥生产线技改工程项目的除尘设计。新型干法生产线窑尾排放是水泥厂最大的粉尘污染源，且将窑尾烟气用于烘干原料，并与原料磨共用一台除尘器。因此，窑尾系统的粉尘排放量占到整条生产线的二分之一强。世界发达国家对水泥窑的排放要求愈来愈严格，欧盟IPPC(综合污染预防与控制)指令(96、61、EC)关于《水泥制造业的最佳可用技术(BAT)与污染物排放指南》指出：采用袋除尘和电除尘技术，对应的排放控制水平为2O一30 mg／Nm3这份文件将成为欧洲各国制定排放标准的依据。有一些国家(如德国、荷兰)水泥工业粉尘排放甚至要求达10 mg／Nm3，尤其近年来“趋零排放”已为一种潮流[2]。而近几年来随着国家对新型干法水泥生产环保要求的不断提高，《水泥工业大气污染物排放标准》明确规定，“到2010年1月1日起，现有的水泥生产线窑尾粉尘排放浓度低于50mg／Nm3。”对水泥窑尾粉尘排放浓度作了严格的要求．规定现有的水泥窑电收尘器做到在生产工艺波动的情况下仍能正常运转．禁止非正常排放[3]。 二、设计概况 2.1工程概况 省永春水泥厂将新建一条2000t/d回转窑水泥熟料生产线，新线厂址选定永春一都镇仙友村，距省永春县城西110公里。该项目拟采用五级旋风预热及窑外分解的新型干法水泥生产工艺。根据《水泥厂大气污染物排放标准》GB4915-2004中规定自2005年1月1日起，新建水泥生产线窑尾排放浓度低于50mg／Nm3，单位产品排放量低于0.15kg/t。[5] 2.2基础资料
水泥厂工艺流程介绍 一.原料部分 1.原料部分工艺流程 本厂所用原料为石灰石，页岩，砂岩，以及铁粉。石灰石经过重型板喂机和单段锤式破碎机破碎到粒度≤25mm的石灰石颗粒。然后通过皮带机和三通分别输送到两个储量分别为1484t的石灰石储存库。页岩和砂岩通过中型板喂机和冲击式粘土破碎机破碎到粒度为30mm的颗粒，然后通过皮带机和犁式卸料器分别下到储量分别为280t的页岩储存库和280t的砂岩储存库。粒径小于210mm的铁粉通过颚式破碎机破碎到粒度为10mm的颗粒，然后通过皮带机输送到储量为316t的铁粉储存库。 2.原料部分主要设备工作原理 单段锤式破碎机PCF1612是一种仰击型锤式破碎机，主要是锤头在上腔中对矿石进行强烈的打击，矿石对反击衬板的撞击和矿石之间的碰撞而使矿石破碎。主电动机通过联组窄V带带动装有大带轮的转子，矿石用给矿设备喂入破碎机的进料口，送入高速旋转的转子上，锤头以较高的线速度打击矿石，同时击碎或抛起料块，被抛起的料块撞击到反击衬板上或自相碰撞而再次破碎，然后被锤头带入破碎板和蓖子工作区继续受到打击和粉碎，直至小于蓖缝尺寸时从机腔下部排出。 冲击式粘土破碎机机由电动机经三角皮带传送动力，驱使转子做固定方向旋转，机壳一侧有二个起冲击作用的辊桶和一对碾碎齿辊。另一侧上安有反击板。湿粘性物料或冻土由进料口直接进入破碎腔，被急速旋转的转子上的板锤打击后，再受辊筒的还击而落下。湿冻物料在转子与辊筒之间的破碎腔内形成周而复始的往复运动，出现强烈的冲击现象而被破碎。适欲破碎湿粘土质原料，及中硬和中硬以下金属和非金属的各种矿物。 PE250颚式破碎机由两块颚板，定颚和动颚。定颚固定在机架的前壁上，动颚则悬挂在心轴上可左右摆动，当偏心轴旋转时，带动连杆做上下往复运动，从而使两块推力板也做往复运动，通过推力板的作用，推动悬挂在悬挂轴上的动颚做左右往复摆动。当动颚摆向定颚时，落在颚腔的物料主要受到颚板的挤压作用而粉碎，当动颚摆离定颚时，已被粉碎的物料经颚腔下部的出料口自由卸出。 气箱脉冲式袋收尘器的工作原理：当含尘烟气由进风口进入灰斗后，一部分较粗尘粒在这里由于惯性碰撞、自然沉降等原因落入灰斗，大部分尘粒随气流上升进入袋室，经滤袋过滤后，尘粒被阻留在滤袋外侧，净化的烟气由滤袋内部进入箱体，再由阀板孔、出风口排入大气，达到收尘的目的。。随着过滤过程的不断进行，滤袋外侧的积尘也逐渐增多，从而使收尘器的运行阻力也逐渐增高，当阻力增到预先设定值（1245---1470Pa）时，清灰控制器发生信号，首先控制提升阀将阀板孔关闭，以切断过滤烟气流，停止过滤过程，然后电磁脉冲阀打开，以极短的时间（0.1---0.15秒）向箱体内喷入压力为0.5---0.7Mpa的压缩空气。压缩空气在箱体内迅速膨胀，涌入滤袋内部，使滤袋产生变形、震动，加上逆气流的作用，滤袋外部的粉尘便被清除下来掉入灰斗，清灰完毕后，提升阀再次打开，收尘器又进入过滤状态。 二.生料部分
5000T 污水处理厂设计计算书 设计水量： 近期（取K 总=1.75）：Q ave =5000T/d=208.33m 3/h=0.05787 m 3 /s Q max =K 总Q ave =364.58m 3/h=0.10127m 3 /s （截留倍数n=1.0）Q 合=n Q ave =416.67 m 3/h=0.1157m 3 /s 远期（取K 总=1.6）：Q ave =10000T/d=416.67m 3/h=0.1157m 3 /s Q max =K 总Q ave =667m 3/h=0.185m 3 /s 一．粗格栅（设计水量按远期Q max =0.185m 3 /s ） （1）栅条间隙数（n ）： 设栅前水深h=0.8m ，过栅流速v=0.6m/s ，栅条间隙b=0.015m ，格栅倾角a=75°。 °max sin 0.185sin 75=25Q n α==（个） （2）栅槽宽度（B ） B=S （n-1）+bn=0.01（25-1）+0.015*25=0.615m 二．细格栅（设计水量按远期Q max =0.185m 3 /s ） （1）栅条间隙数（n ）： °max sin 0.185sin 60=430.003 2.20.6 Q n bhv α==??（个） （2）栅槽宽度（B ） B=S （n-1）+bn=0.01（43-1）+0.003*43=0.549m 三．旋流沉砂池（设计水量按近期Q 合=0.1157m 3 /s ），取标准旋流沉砂池尺寸。
四、初沉池（设计水量按近期Q 合=416.67 m 3/h =0.1157m 3 /s ） （1）表面负荷：q （1.5-4.5m 3 /m 2 ·h ），根据姜家镇的情况，取1.5 m 3 /m 2 ·h 。 面积2max 416.67 277.781.5 Q F m q = == （2）直径418.8F D m π = =，取直径D=20m 。 （3）沉淀部分有效水深：设t=2.4h ， h2=qt=1.5*2.4=3.6m （4）沉淀部分有效容积： 2232*20*3.61130.44 4 V D h m π π '= = = 污泥部分所需的容积：设S=0.8L/（人·d ），T=4h ， 30.8120004 1.610001000124 SNT V m n ??= ==?? 污泥斗容积：设r1=1.2m ，r2=0.9m ，a=60°，则 512()(1.8 1.5)60=0.52h r r tg tg α=-=-o ，取0.6m 。 222235 111220.6 ()(1.8 1.5 1.8 1.5) 5.143 3 h V r r r r m ππ= ++= +?+= （5）污泥斗以上圆锥体部分污泥容积：设池底径向坡度0.1，则 4()0.1(10 1.8)*0.10.82h R r m =-?=-=，取0.8m 222234 2110.8 ()(1010 1.8 1.8)101.523 3 h V R Rr r m ππ= ++= +?+= （6）污泥总容积： V 1+V 2=5.14+101.52=106.66m 3＞1.6 m 3 （7）沉淀池总高度：设h 1=0.5m ， H= 0.5+3.6+0.8+0.6=5.5m （8）沉淀池池边高度 H ′=0.5+3.6=4.1m
5000t水泥厂设计说明书 设计总说明 水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。自水泥投入工业生产以来，水泥窑的发展经历了立窑、干法中空窑、湿法窑、悬浮预热器窑、预分解窑五个阶段。世界上用回转窑煅烧水泥是在1884年，我国于1996年建成第一台回转窑。20世纪70年代初，国际上出现了窑外分解新技术，使入窑生料碳酸盐的分解率从悬浮预热器窑的30%左右提高到90%左右，减轻窑内煅烧带的热负荷，缩小了窑的规格，减少了单位建设投资，窑衬寿命延长，减少了大气污染。20世纪90年代国际上以预分解烧成技术为主，进一步优化系统内各项装备技术，提高产量和质量，降低热耗和电耗，以提高劳动生产率，降低产品成本，增加经济效益，同时扩大原燃料的适用范围和减少粉尘及有害气体的排放，保持可持续发展。 我国新型干法水泥生产技术和装备水平已与国际先进水平相接近，但整体水平还存在较大差距。一方面，目前我国水泥熟料生产线的平均规模较小，水泥熟料生产工艺多样，各种生产工艺与技术装备水平之间差异较大。另一方面，新型干法水泥熟料的生产工艺中，技术与装备水平参差不齐，既有达到世界先进水平的生产线，也有一批规模较小的熟料生产线。这些规模较小的生产线的技术装备水平仍然不高，各项技术经济指标也比较落后。因此，从突破性转变到实现根本性转变，还要付出长期艰苦的努力。 根据国家制定的“十一五”计划及2010年远景目标，今后我国水泥工业的发展方针是控制总量、调整结构、提高效益和注重环保。新增大中型新型干法窑生产能力5000万吨，逐步淘汰年生产能力在4. 4万吨及以下的立窑水泥厂，原则上不再建立窑生产线，鼓励支持有实力的大水泥企业通过股份制及吸收外资等形式组建和发展大型企业集团，积极消化吸收引进的水泥技术装各。大力支持发展2000t/d以上的(特别是4000t/d及以上)新型干法生产线。而5000 t/d熟料预分解生产线在我国各设计院技术已达成熟，很适合我国水泥工业发展现状。 目前，5000t/d熟料生产线已成为我国具普遍意义的设计课题之一。设计要求依据建厂资料设定目标水泥产品，经过配料计算、物料平衡计算、主机设备选型和平衡计算、主要车间工艺设计、全厂工艺平面布置及绘图等环节，重点进行窑尾烧成车间的工艺设计。 本设计的指导思想是：在给定建厂条件下，按照生产要求选用合理的生产工艺，通过合理的设备选型及较优的配方，配合采用先进合理的水泥工艺外加剂技术，以期生产出质量优良的水泥产品。同时量力采用先进的设计、新工艺、新技术与新设备，采用清洁的能源和原燃料，节省能源，提高资源的利用率，达到设
水泥窑协同处置固废方案 城市生活垃圾处理是城市环境卫生治理的一大难点，而利用新型干法水泥窑协同处置生活垃圾技术在处置成本、污染控制上有明显的优势，是目前实现垃圾减量化、无害化、资源化、能源化的有效手段之一。本文介绍了水泥窑协同处置生活垃圾技术的几种方式和发展历程，并重点对几种协同处置方式进行了对比分析。 一、背景 改革开放以来，随着我国经济的快速发展，人民生活水平迅速提高，城镇化进程不断加快，城市生活垃圾产量一直在增加。近年来，我国的城市生活垃圾排放量以每年10%以上的速度增长[1]，此外，国内存量垃圾堆放量已超过80亿吨，既占用土地又污染环境。另外，由于我国垃圾分类收集重视不够，垃圾基本是混合收集，垃圾含水量高、热值低、有机成分高，垃圾成分随地区、季节等变化较大。 目前，我国城市生活垃圾无害化处理方式包括：卫生填埋、高温堆肥和焚烧，图1为2014年我国垃圾处理方式比例，显示我国仍然以填埋为主[2]。但焚烧凭借其减量效果最明显、无害化最彻底、且焚烧热量可以有效利用的特点，近年来比例上升很快，可以预见，焚烧正逐步成为处理城市垃圾的最主要方式。 与传统的垃圾焚烧相比，焚烧发电所需建设与运营的费用较高，且产生的灰渣需要二次处理。城市生活垃圾单独焚烧后产生的灰渣包
括底灰和飞灰，其主要化学成分与水泥原料相似，且具有一定的胶凝活性二、水泥窑协同处置生活垃圾的几种方案介绍及对比2.1 国内外水泥窑协同处置生活垃圾的现状 国际上水泥窑协同处置废物技术开始于20世纪70年代，首次试验于1974年加拿大Lawrence水泥厂，随后美国的Peerless、德国Ruderdorf等十多家水泥厂先后进行了试验。截止到目前，在欧洲、北美、日本等发达国家已经有30多年的研究应用历史，在替代燃料研究和生态水泥生产方面积累了许多经验。据统计，2007年荷兰的燃料替代率已达85%以上，2013年日本、比利时、瑞士、奥地利等燃料替代率达50%以上，美国为30%左右。 我国水泥窑协同处置生活垃圾技术推广至今，仅有南京凯盛、海螺、中材、金隅、华新、华润、中信、中建材等几家领先的水泥企业集团和水泥装备集团开展了水泥窑协同处置生活垃圾工作，仅有贵州等少数省份组织推动了水泥窑协同处置生活垃圾工作。目前，全国已建成投产水泥窑协同处置生活垃圾生产线30 多条，占水泥生产线的比重不足2%。 2.2 水泥窑协同处置生活垃圾的主要方案 水泥窑协同处置生活垃圾的核心是在水泥的生产过程中，充分利用城市生活垃圾中的可燃成分和灰渣材料，结合水泥窑的生产特点，
5000t/d水泥生产线纯低温余热发电项目 基本设计方案 ××××年×月×日
目录 一、项目概况 (1) 二、余热条件 (1) 三、发电系统主参数的确定 (1) 四、余热发电工艺流程简述 (2) 五、余热锅炉与水泥生产工艺系统的衔接 (3) 六、工程条件 (4) 七、主要技术指标 (6) 八、项目定员 (7) 九、工程进度计划 (7)
一、项目概况 ××公司现有一条5000t/d新型干法水泥熟料生产线，为充分回收利用水泥生产线窑头、窑尾的余热资源，缓解日益紧张的电力供求矛盾，本工程拟对水泥熟料生产线建设一套装机容量均为10MW的纯低温余热发电系统，力求做到充分利用工艺生产余热，达到节约能源，降低能耗，提高企业经济效益的目的。 二、余热条件 依据以往的工程经验，对生产线的烟气参数进行了整理。 单条5000t/d水泥熟料生产线余热条件如下： 1）窑尾余热锅炉 窑尾预热器出口废气量：330,000Nm3/h 进锅炉废气温度：340℃ 余热锅炉出口温度：220℃（进原料磨烘干原料） 含尘浓度（进口）：80g/Nm3 2）窑头余热锅炉 熟料冷却机抽气口废气量：220,000Nm3/h 进锅炉废气温度：380℃ 余热锅炉出口温度：85℃ 含尘浓度（进口）：≤8g/Nm3（设置预除尘装置） 三、发电系统主参数的确定 根据目前纯低温余热发电技术及装备现状，结合水泥窑生产线余热资源情况，本工程装机采用纯低温余热发电双进汽技术。采用双进汽系统的主要目的是为了提高系统循环效率。使低品位的热源充分利用，获得最大限度的发电功率，降低窑头(AQC)双蒸汽余热锅炉的排气温度；其次，双进汽系统的二级蒸汽经过过热，保证汽轮机内的蒸汽最大湿度控制在14％的以下，使汽轮机末级叶片工作在安全范围内，提高机组的效率；再次，双进汽系统的低压蒸汽可用于供热、洗浴等方面，在烟气余热变化较大时，可不进行补汽，提高了系统运行灵活性。 5000t/d生产线10MW余热发电系统： SP炉：主蒸汽压力1.7MPa，主蒸汽温度320±10℃，产汽量为23.9t/h；
SBR法污水处理工艺设计计算书
SBR法污水处理工艺设计计算书
第一章 课程设计任务书 一、课程设计目的和要求 本课程设计是水污染控制工程教学的重要实践环节，要求综合运用所学的有关知识，在设计中熟悉并掌握污水处理工艺设计的主要环节，掌握水处理工艺选择和工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制，掌握设计说明书的写作规范。通过课程设计使学生具备初步的独立设计能力，提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，训练设计与制图的基本技能。 二、课程设计内容 1、污水水量、水质 （1）设计规模 设计日平均污水流量Q=学号1－25*8000 学号26－48*3000 m3/d ； 设计最大小时流量Q max =设计日平均污水流量/12－学号*100m3/h （2）进水水质 COD Cr =600mg/L ，BOD 5 =300mg/L ，SS = 300mg/L ，NH 3-N = 35mg/L 2、污水处理要求 污水经过二级处理后应符合以下具体要求： COD Cr ≤ 100mg/L ，BOD 5≤20mg/L ，SS ≤20mg/L ，NH 3-N ≤15mg/L 。 3、处理工艺流程 污水拟采用学号1－10活性污泥法 学号26－48生物膜法工艺处理。 4、气象资料 该市地处内陆中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候。年平均气温9~13.2℃，最热月平均气温 21.2~26.5℃，最冷月?5.0~?0.9℃。极端最高气温42℃，极端最低气温?24.9℃。年日照时数2045 小时。 多年平均降雨量577 毫米，集中于7、8、9 月，占总量的50~60%，受季风环流影响，冬季多北风和西北风，
第一章绪论 1.1 概述 水泥工厂设计是水泥工厂土建施工、投产后正常生产和未来发展的前提基础，最直接关系到水泥厂的投资成本和效益回报，具有至关重要的低位和意义。而水泥工厂设计的核心就是工艺设计，包括生产工艺流程的选择和工艺设备的选型及布置。 新型干法水泥生产经过多年的技术攻关和生产实践，在我国已经实现了5000T/D的国产化，并在投产后迅速达标。各设计院利用自己的核心技术优化烧成系统，能耗均能达到国际先进水平的。新型干法是以旋风预热器-分解炉-回转窑-篦冷机系统（既“筒-管-炉-窑-机”）为核心，使水泥生产过程具有高效、低耗、绿色环保和大型化、自动化的特征。同时有效降解利用生活垃圾、工业废渣和有毒有害废弃物，促使水泥工业实现清洁生产和可持续发展的战略目标。这在德国一些为发达国家已逐步显露。 我国水泥产量已经连续18年居世界各国首位，但产品质量不高、生产水平落后、污染严重的问题也十分突出，急需进行产业调整。新型干法水泥生产的水泥仅占水泥总量的55%，而发展国家都在90%以上。目前我国水泥生产企业有一定规模的近5000多家，国内十大水泥集团水泥产量仅达到全国总产量的23%，而世界十大水泥集团的产量占世界水泥总产量的1/3以上。另外我国的水泥散装率也非常低，2007年仅达到了40%，而世界发达国家水泥在上世纪60年代末就完成了从袋装到散装的改革，实现了水泥散装，散装率达到并保持在90%以上。因此，我国水泥工业的发展任重而道远。 经过5·12汶川大地震和国家大力发展西部的政策性引导，四川水泥出现了前所未有的火爆，国内水泥巨头纷纷在四川投产新生产线，随着大量中小立窑的淘汰，四川水泥资源配置正逐渐优化，步入良好的发展轨道。放到全国，中国水泥正发生着翻天覆地的变化。在2009年中国国际水泥峰会上中国水泥协会会长雷前治透露，有关部门正在酝酿制定水泥工业发展规划，推动产业联合重组将是主要内容之一。所以，中国水泥的前景值得期待。 1.2 本设计简介 本设计是5000t/d水泥熟料预分解窑烧成窑尾工艺设计，采用目前国内外水泥行业相对比较先进的技术和设备，特别结合我国原燃料条件，在设备选型上尽量考虑国产，最大限度的降低基建投资和能耗，同时又最大限度的提高产量和质量，做到技术经济指标先进、合理，生产过程绿色环保。 本设计采用4组分（石灰石、铝矾土、砂岩、硫酸渣）配料生产，因交通便利，离峨眉山市约12KM，铝矾土、砂岩、硫酸渣来源丰富、运距短，因此采用火车和汽车结合的运输方式。页岩配料仓底下设Centrex筒仓卸料器，以便湿物料的顺利排出。 本设计中石灰石的预均化采用圆形预均化堆场，相对矩形预均化堆场具有占地面积少、基建投资省、操作维护方便且均化效果相差不大等优势。其规模为φ110 m。石灰石矿山矿化学成分稳定，品质优良，均匀性好，全矿CaCO3 标准偏差只有3个台段超过3.0%，最大为3.5%，平均为2.25%。配料用石灰石存储圆库规格为1-φ8×18m，有效储量为1360t，实际存储时间为5.1h，能满足生产的正常进行。 原煤在预均化方式选择时亦采用圆形预均化堆场，原煤成分波动对外购煤而言质量很难预先控制，同时考虑到可能存在多点供煤，设置预均化堆场非常有必要。其规格为φ90m，有效储量为6207t。回转悬臂堆料机生产能力150t/h，桥式刮板取料机取料能力为60t/h。预均化堆场外设置一堆棚，作为原煤进厂的临时堆放地，也起缓冲作用。 生料磨采用TRM53.4的立磨一台，生产能力430 t/h，设有物料外循环系统。该生料磨2008年9月1日在辽宁富山水泥5000t/d生产线上投产运行，台时产量稳定在430 t/h，无论是产、质量均能满足5000t/d生产线的生产要求。
《大气污染控制工程》 课程设计 学院：制药学院 专业：环境监测与治理 班级： 学号：2010 姓名：
指导教师： 2012年6月
目录 1水泥厂除尘概述 (5) 1、水泥的生产工艺 (5) 2、水泥厂粉尘污染特点 (5) 3、我国水泥厂粉尘排放现状 (6) 1.3.1排放仍很严重 (6) 1.3.2乱排、偷排现象依然严重 (6) 1.3.3排放粉尘浓度高 (6) 4、水泥厂粉尘污染控制现状 (6) 5、水泥厂除尘设备 (6) 2、设计点情况分析 (6) 1、污染源分析 (6) 2.1.1.生产设备介绍： (6) 2.1.2.反击式破碎机主要产尘分析 (7) 2.1.3其废气收集和排放描述 (7) 2、设计参数确定 (8) 3、除尘要点分析 (8) 2.3.1.难点 (8) 2.3.2.技术要点 (8) 2.3.3.注意事项 (8) 3、除尘设备选型 (9) 1.XLP/B型旋风除尘器工作原理 (9) 2、MC-Ⅱ型脉冲式袋式除尘器的工作理 (10) 3、除尘设备选择理由 (10) 3.3.1.MX-Ⅱ型脉冲袋式除尘器的特点 (11) 3.3.2. XLP/B型旋风除尘器特点 (11) 4、除尘设备、风机和进出风管布局说明 (11) 5、回收粉尘去向的说明 (11) 4、设计计算 (11)
1、粉尘达标排放的验算 (12) 2、风管的选择计算 (12) 3、系统阻力的计算 (12) 4.3.1 除尘系统布置示意图 (12) 4.3.2 摩擦压力损失 (13) 4.3.3局部阻力损失 (14) 4.3.4系统总阻力 (15) 4、风机和电动机的选择及计算 (15) 4.4.1风机风量的计算 (15) 4.4.2风机风压的计算 (15) 4.4.3风机和电动机的选择 (15) 4.4.4电机功率的复核 (15) 5、设计说明 (15) 1、关于设计参数、设计依据的说明 (15) 5.1.1过滤速度 (16) 5.1.2滤袋规格 (16) 5.1.3过滤面积的确定 (16) 2、除尘器选型的各种因素 (16) 5.2.1处理风量（Q） (16) 5.2.2使用温度 (17) 5.2.3入口含尘浓度 (17) 5.2.4出口含尘浓度 (17) 5.2.5压力损失 (18) 5.2.6操作压力 (18) 5.2.7过滤速度 (18) 5.2.8滤袋的长径比 (18) 3、本设计实施应注意的事项 (18) 4、预期效果 (19) 5、预算费用 (19) 5.5.1设备投资费 (19) 5.5.2运行费用 (19) 5.5.3总费用 (19) 附：除尘系统布局图
带余热锅炉回转窑烟气治理方案 一、综述 回转窑窑尾收尘技术的发展，始终都存在着电收尘技术与袋收尘技术两大流派。在20世纪七八十年代以前，由于袋除尘器易烧、易堵等问题没有可靠的预防措施，电除尘器占据了统治地位。随着滤料、清灰自控等技术的发展，袋除尘器越发显示出电除尘器目前还无法替代的优点，国际上袋收尘技术得到了广泛的应用，很多过去选用电除尘器的老工艺线，也进行了袋除尘器的改造。二、LMC低压脉冲长布袋收尘器 LMC系列脉冲长布袋除尘器是我公司在喷吹脉冲（Jet Pulse）除尘技术的基础之上，结合国内外先进除尘技术，为满足大风量烟气净化需要而研制的脉冲长布袋除尘器。它不但具有比反吹布袋除尘器的清灰能力强、除尘效率高、排放浓度低等特点，还具有稳定可靠、耗气量低、占地面积小的特点，特别适合处理大风量烟气。LMC系列脉冲长布袋除尘器可广泛应用于水泥、冶金、石化、建材、粮食、机械、碳黑、电力、垃圾焚烧、工业窑炉等常温或高温含尘气体的净化及粉状物料的回收。 （1）、工作原理 LMC系列脉冲长布袋除尘器主要由上箱体、中箱体、灰斗、卸灰系统、喷吹系统和控制系统等几部分组成，并采用下进气分室结构。含尘烟气由进风口经中箱体下部进入灰斗；部分较大的尘粒由于惯性碰撞、自然沉降等作用直接落入灰斗，其他尘粒随气流上升进入各个袋室。经滤袋过滤后，粉尘被阻留在滤袋外面，净化后的气体由滤袋内部进入箱体，再通过袋口和上箱体由出风口排入大气。灰斗中的粉尘采用定时或连续由输送系统卸出。 随着过滤过程的不断进行，滤袋外面所附积的粉尘不断增加，从而导致袋收尘器本身的阻力逐渐升高。当阻力达到预先设定值时，清灰控制发出信号，首先令一个袋室的提升阀关闭以切断该室的过滤气流，然后打开电磁脉冲阀，压缩空气由气源顺序经气包、脉冲阀、喷吹管上的喷嘴以极短的时间（0.065-0.085秒）向每条滤袋喷射。压缩空气在箱内高速膨胀，使滤袋产生高频震动变形，再加上逆气流的作用，使滤袋外侧所附尘饼变形脱落。在充分考虑了粉尘的时间（保证
洛阳理工学院 课程设计说明书 课程名称：新型干法水泥生产技术与设备设计课题：5000t/d水泥熟料NSP窑的设计专业：无机非金属材料工程 班级： 学号： 姓名： 成绩： 指导教师（签名）： 年月日
课程设计任务书 设计课题：5000t/d水泥熟料NSP窑的设计 一、课题内容及要求： 1.物料平衡计算 2.热平衡计算 3.窑的规格计算确定 4.主要热工技术参数计算 5.NSP窑初步设计：工艺布置与工艺布置图（窑中） 二、课题任务及工作量 1.设计说明书（不少于1万字，打印） 2.NSP窑初步设计工艺布置图（1号图纸1张，手画） 三、课题阶段进度安排 1.第15周：确定窑规格、物料平衡与热平衡计算、主要热工参数计算 2.第16周：NSP窑工艺布置绘图 四、课题参考资料 李海涛. 新型干法水泥生产技术与设备[M].化学工业出版社 严生.新型干法水泥厂工艺设计手册[M].中国建材工业出版社 金容容.水泥厂工艺设计概论[M].武汉理工大学出版社 2011.5.3
设计原始资料 一、物料化学成分（%） 项目Loss SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO SO3其他合计干生料35.88 13.27 3.03 2.09 44.68 0.29 0.16 0.60 100 熟料0 22.48 5.54 3.79 66.83 0.59 0.05 0.72 100 煤灰0 51.60 31.79 4.16 3.62 0.68 2.20 5.95 100 二、煤的工业分析及元素分析 工业分析（%） Q net.ar kJ/kg M ar F.C ar A ar V ar 1.00 44.93 25.71 28.36 23614 元素分析（收到基）（％） C H O N S A W 60.10 3.96 7.91 0.97 0.35 25.71 1.00 三、热工参数 1. 温度 a. 入预热器生料温度：50℃； b. 入窑回灰温度：50℃； c. 入窑一次风温度：20℃； d. 入窑二次风温度：1100℃； e. 环境温度：20℃； f. 入窑、分解炉燃料温度：60℃； g. 入分解炉三次风温度：900℃； h. 出窑熟料温度：1360℃； i. 废气出预热器温度：330℃； j. 出预热器飞灰温度：300℃； 2. 入窑风量比(％)。一次风(K 1)：二次风(K 2 )：窑头漏风(K 3 )＝ 10:85:5； 3. 燃料比(％)。回转窑(K y )：分解护(K F )＝40:60； 4. 出预热器飞灰量：0.1kg/kg熟料； 5. 出预热器飞灰烧失量：35.20％； 6. 各处过剩空气系数：
第二篇设计计算书 1.污水处理厂处理规模 1.1处理规模 污水厂的设计处理规模为城市生活污水平均日流量与工业废水的总和：近期1.0万m3/d，远期2.0万m3/d。 1.2污水处理厂处理规模 污水厂在设计构筑物时，部分构筑物需要用到最高日设计水量。最高日水量为生活污水最高日设计水量和工业废水的总和。 Q设= Q1+Q2 = 5000+5000 = 10000 m3/d 总变化系数：K Z=K h×K d=1.6×1=1.6 2.城市污水处理工艺流程 污水处理厂CASS工艺流程图 3.污水处理构筑物的设计 3.1泵房、格栅与沉砂池的计算 3.1.1 泵前中格栅 格栅是由一组平行的的金属栅条制成的框架，斜置在污水流经的渠道上，或泵站集水井的井口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。在污水处理流程中，格栅是一种对后续处理构筑物或泵站机组具有保护作用的处理设备。 3.1.1.1 设计参数：
（1）栅前水深0.4m ，过栅流速0.6~1.0m/s ，取v=0.8m/s ，栅前流速0.4~0.9 m/s ； （2）栅条净间隙，粗格栅b= 10 ~ 40 mm, 取b=21mm ； （3）栅条宽度s=0.01m ； （4）格栅倾角45°~75°，取α=65° ,渐宽部分展开角α1=20°； （5）栅前槽宽B 1=0.82m ，此时栅槽内流速为0.55m/s ； （6）单位栅渣量：W 1 =0.05 m 3栅渣/103m 3污水； 3.1.1.2 格栅设计计算公式 （1）栅条的间隙数n ，个 max sin Q n bhv α= 式中， max Q －最大设计流量，3/m s ； α－格栅倾角，（°）； b －栅条间隙，m ； h －栅前水深，m ； v －过栅流速，m/s ； （2）栅槽宽度B ，m 取栅条宽度s=0.01m B=S （n －1）＋bn （3）进水渠道渐宽部分的长度L 1，m 式中，B 1－进水渠宽，m ； α1－渐宽部分展开角度，（°）； (4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L 2，m (5)通过格栅的水头损失h 1，m 式中：ε—ε=β（s/b ）4/3； h 0 — 计算水头损失，m ； k — 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3； 1 112tga B B L -= 1 25.0L L =αε sin 22 01g v k kh h ==
摘要 水泥是社会经济发展最重要的建筑材料之一，在今后几十年甚至是上百年之内仍然是无可替代的基础材料，对人类生活文明的重要性不言而喻。 现代最先进的水泥生产技术就是新型干法预分解窑。预分解窑是在悬浮预热器与回转窑之间增设分解炉，在分解炉中加入占总用量50%-60%的燃料，使燃料燃烧的过程与生料碳酸盐分解的吸热过程在悬浮状态或沸腾状态下迅速进行，从而使入窑生料的分解率从悬浮预热窑的30%-40%提高到85%-90%，使窑的热负荷大为减轻，窑的寿命延长，而窑的产量却可成倍增长。与悬浮预热器窑相比，在单机产量相同的条件下，预分解窑具有:窑的体积小，占地面积减小，制造、运输和安装较易，基建投资较低，且由于一半以上的燃料是在温度较低的分解炉内燃烧，，产生有害气较少，减少了对大气的污染。 体NO ｘ 为了符合当今水泥行业的发展需求同时也是对大学本科四年所学知识的考查，我选择了“日产5000吨水泥熟料新型干法生产线窑尾系统工艺设计”这个课题作为我的毕业课题。设计范围主要是窑尾系统，通过配料计算、工艺平衡计算等得出结果，并结合实际对主机及附属设备进行选型，进而对各种设备进行工艺布置，对全厂的设备进行简单规划。 为了使本次设计各项指标符合国家标准，本次设计的过程和结果完全依据水泥工厂设计规GB50295—1999；同时设计上参考了德州大坝水泥5000 t/d 熟料生产线、烟台东源5000 t/d 新型干法生产线等国内先进的相近规模生产线，并密切联系了毕业实习以及大学期间的认识实习、生产实习等。在符合最新生产发展要求的基础上，达到最大程度节约资源、能源，做到既降低生产成本又能稳定生产，经济效益和社会效益双赢的可持续生产。 关键词：电力系统；烧成系统；配料系统；粉磨系统
窑尾废气处理系统 窑尾废气处理系统是指预热器的废气处理、废气利用系统，当然也包含窑尾旁路放风系统。 一、旁路放风系统 旁路放风系统作用是为了适应高碱原、燃材料或生产低碱水泥的需要。预热器窑即采用了旁路系统，其方法就是在窑尾烟室与五级旋风筒下料口上，安装旁路放风系统，放出部分窑气和粉尘，从而减少系统内碱、氯、硫的含量，缓和预热器结皮和堵塞旁路系统。由于预分解窑只有40%左右的燃料在窑内燃烧，窑气中的碱、氯、硫的含量比预热器窑高一倍以上，所以其放风效率比预热器窑高。 旁路放风系统如图所示，窑中部分或全部窑气从尾部烟室抽出，混入冷空气或喷入雾化水使之急速冷却，窑气中的碱、氯等低融物质被凝固下来。混合气体再经调质处理后进入收尘器，净化后经排风机排出，而收集下来的灰尘，根据其成分特性，可用于肥料、铺路或它用。 对于旁路放风系统，不仅损失部分烟气的热能和料粉，并还要增添一系列设备，增加系统电耗、一次性投资、设备维护工作量等，所以是否采用旁路放风，其放风比率是多少，应视原、燃材料中碱、氯、硫的含量及熟料对碱含量的限制要求而定。在一定的原、燃料和正常操作的条件下，如果既要求降低熟料碱、硫或氯含量，又要求避免预热器结皮堵塞，那么只有采用旁路系统排出一部分碱、硫或氯，从而破坏他们在系统内的循环。因此，通过采取旁路放风系统窑外分解窑，可以使用更多的原、燃材料来生产水泥熟料。 二、出预热器的废气处理系统 我国目前新型干法水泥生产企业，大多不带旁路放风系统，对于不带旁路放风系统废气处理的工艺设备主要有增湿塔、高温风机、废热利用设备系统、收尘器及后排风机等，而这些系统设备中风机及废气余热利用在实际生产中影响调整的因素不太多，为了更好了解其窑尾工艺实质，选择增湿塔、电收尘器、高温风机、喷雾系统等设备进行分析。 1、出预热器废气处理的工艺布置 对于没有旁路放风工艺的窑尾系统的工艺布置一般有以下两种，如图
H R M4800立式磨在日产5000吨水泥熟料 生产线上的应用
HRM4800立式磨 在日产5000吨水泥熟料生产线上的应用 Application of HRM4800 Vertical Mill in a 5000t/d cement production line 作者：胡子龙、郑咸雨、赵才土 单位名称：浙江虎山集团浙江省江山市 324103 摘要：浙江虎山集团5000t/d熟料生产线生料粉磨系统选用了国产技术的首台 HRM4800立式磨，文章概述了该立磨的工作原理、结构特点；详细介绍了其安装程序及尺寸的把握；全部总结了安装及调试过程中出现的问题和注意事项。该立磨已经运行了将近18个月，通过整改和优化，其各项技术指标趋于合理，运转率达80%，产量稳定在440~450t/h；且其操作简单，维护方便，完全能替代进口产品。 关键词：HRM4800立式磨；生料粉磨系统；工艺流程；工作原理；5000t/d熟料abstract:Zhejiang Hshan Goup adopted the first domestic HRM4800 vertical mill for their 5000t/d cement production line’s raw material grinding system. The paper summarized the working principle and structure,introduced in detail the installation process and the installing dimension as well as the problems and precautions .Up to the present the vertical mill has run for eight months,by improving measures,the technical indexes became reasonable and the running rate was up to 80%,the output was stable at 440~450t/h,and it is simple operation and convenient maintenance,can substitute for import production completely. Key words: HRM4800 vertical mill;raw mill grinding system; process;working principle; 5000t/d clinker 0 前言
1 \ B ■ 「 C D E G J K L % || JOO 1UJ 21X ） ）1 1000 760 300 300 ---- 1 ---- son 1 goo noo 5000T 污水处理厂设计计算书 设 计水量： 3 3 近期（取 K 总=1.75 ）: Qve =5000T/d=208.33m /h=0.05787 m /s 3 3 Q max =K 总 Q ve =364.58m /h=0.10127m /s （截留倍数 n=1.0 ） Q 合=门 Q ave =416.67m /h=0.1157m /s 远期（取 K 总=1.6）: Q ve =10000T/d=416.67m 3 /h=0.1157m 3 /s 3 3 Q max =K 总 Qve =667m /h=0.185m /s 一?粗格栅（设计水量按远期 Qax =0.185m 3 /s ） （1）栅条间隙数（n ）： 设栅前水深h=0.8m ,过栅流速v=0.6m/s ，栅条间隙b=0.015m ，格栅倾角a=75 Q max Sin bhv 0.185. sin75° 0.015 0.8 0.6 =25 （个） （2）栅槽宽度（B ） B=S （ n-1 ） +bn=0.01 （25-1 ） +0.015*25=0.615m 3 二.细格栅（设计水量按远期 Qax =0.185m/s ） （1） 栅条间隙数（ Q max U sin ~ n bhv （2） 栅槽宽度（B ） B=S （ n-1 ） +bn=0.01 （43-1 ） +0.003*43=0.549m n ） : O.185 ,'s in 60 =43 （个） 0.003 2.2 0.6=43（，） .旋流沉砂池（设计水量按近期 Q 合=0.1157m 3 /s ）,取标准旋流沉砂池尺 寸。
2．煤的工业分析 4．水泥品种：用到公式: Q net.ar =( Q net.ad ＋ 25 M ad )× ad ar M M --100100－25ar M 散袋比 0.25：0.75 P .O 52.5 20% P .O 42.5 80% 1.1 煤粉掺入量的计算 由驻马店豫龙同力水泥有限公司提供数据为：KH=0.89±0.02；SM=2.65±0.1；IM=1.65±0.1，并设定熟料的热耗2968Kj/Kg 熟料，煤灰沉降率为100%。 计算煤灰掺入量 G A =ar net ar Q S qA .=2449810003.2430180000??= 2.96% 其中： G A ——熟料煤粉掺入量；q ——单位熟料热耗；Qnet ，ar ——煤的应用 基低位发热量；S ——煤的应用基沉降率； Aar ——煤的应用基灰分含量 1.2用误差尝试法计算原料配合比 设定熟料矿物组成为：C 3S=54%，C 2S=18%，C 3A=8%， C 4AF=10%。依据矿物相组成计算各率值和化学组成计算为： KH=0.898、SM=2.44、IM=1.56。 SiO 2=0.2631C 3S+0.3488C 2S=0.2631 ?54%+0.3488 ?18% =20.49% Al 2O 3=0.3773C 3A+0.2098C 4AF=0.3773 ?8%+0.2098 ?10% =5.12% Fe 2O 3=0.3286C 4AF =0.3286 ?10% =3.29%
CaO=0.7669C 3S+0.6512C 2S+0.6227C 2A+0.4616C 4AF=61.11% 1.3 将各原料的化学组成换算为灼烧基表1-2 各原料的化学组成换算为灼烧基 1.4 计算燃烧原料的配合比及率值和矿物组成 表1-3 熟料组成减去煤灰掺入成分 石灰石配比：P 石灰石≈ CaO CaO 无灰熟料石灰石 ≈ 03 .7901 .61≈77.20% 粉煤灰配比：P 粉煤灰≈ 232323Al O Al O P Al O -?无灰熟料石灰石石灰石 粉煤灰 ＝ 61 .32% 20.7794.120.4?-≈8.30% 砂岩的配比：P 砂岩＝2222SiO SiO P SiO P SiO -?-?无灰熟料石灰石粉煤灰粉煤灰砂岩/ ＝ 14 .94% 30.883.52%20.7713.689.18?-?-≈10.38%