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第一章 水泥熟料1

第一节 水泥的发明1

一、胶凝材料发展简史1

二、现代水泥的发明2

第二节 水泥熟料的组成3

一、水泥熟料的化学组成3

二、水泥熟料的矿物组成5

第三节 水泥熟料的形成过程8

一、生料的干燥与脱水8

二、碳酸盐分解8

三、固相反应9

四、液相的形成与熟料的烧结10

五、熟料的冷却10

第四节 水泥熟料的煅烧过程11

一、熟料在回转窑内的煅烧11

二、熟料形成热12

三、回转窑内热经济分析13

四、回转窑煅烧对熟料质量的影响14

第五节 水泥熟料的特性及分析方法16

一、水泥熟料的结构特征及分析方法16

二、水泥熟料的水化特征19

三、影响水泥水化速率的因素21

第二章 水泥窑的演变23

第一节 瓶窑与仓窑23

一、瓶窑23

二、仓窑24

第二节 立窑24

一、立窑的发明24

二、立窑水泥在我国的发展25

三、立窑煅烧技术及装备在我国的发展27

四、我国立窑水泥的逐步退出28

第三节 干法回转窑28

一、干法中空回转窑28

二、余热锅炉窑28

三、干法长窑29

第四节 湿法回转窑29

一、湿法回转窑的诞生29

二、湿法回转窑的特点30

三、湿法回转窑在我国的发展与淘汰30

第五节 立波尔窑32

一、立波尔窑的诞生32

二、立波尔窑的特点32

第六节 预分解窑33

一、悬浮预热窑33

二、预分解窑的发明34

三、预分解窑技术36

四、第二代新型干法水泥技术37

第三章 预分解窑技术及装备40

第一节 旋风预热器41

一、预热器的作用41

二、预热器的列数42

三、预热器的级数43

四、旋风筒43

五、换热管道、撒料装置的作用及结构47

六、换热管道中锁风翻板阀的作用及结构48

七、提高预热器热效率的途径及预热器的发展趋势49

第二节 分解炉51

一、分解炉的作用51

二、分解炉种类及原理52

三、分解炉技术的发展方向52

四、对分解炉的要求53

五、分解炉内碳酸盐分解、煤粉燃烧54

六、燃无烟煤分解炉的开发设计55

七、燃无烟煤与低NOx主流炉型56

第三节 回转窑62

一、回转窑的工作流程62

二、回转窑的设备组成63

三、回转窑内气固两相传热、固相反应64

四、回转窑内物料的运动时间计算66

五、回转窑的生产能力计算67

第四节 篦式冷却机68

一、水泥熟料冷却技术的发展68

二、篦式冷却机的作用68

三、对篦式冷却机的要求69

四、篦式冷却机的工作原理69

五、篦式冷却机的主要设计参数70

六、篦式冷却机的结构71

七、国内外几种冷却机的特点73

第五节 多通道燃烧器88

一、水泥窑用燃烧器的发展88

二、煤粉气流的着火、燃烧及影响因素89

三、热回流和浓缩燃烧技术90

四、多通道煤粉燃烧器的燃烧机理91

五、多通道煤粉燃烧装置的构成和操作使用92

第六节 增湿塔93

一、增湿塔的作用93

二、增湿塔的工作原理93

三、增湿塔的布置位置94

四、增湿塔的喷雾系统94

第七节 窑尾烟室、窑头罩及三次风管95

一、窑尾烟室96

二、三次风管96

三、窑头罩97

第八节 预分解窑系统主机设备配置98

第四章 煤粉制备技术及装备101

第一节 煤的组成与特性101

一、煤的岩相组成与化学结构101

二、煤质的鉴定指标102

三、煤质指标的表示方法103

四、煤的燃烧特性及其分析方法105

五、煤中矿物质及其对水泥熟料煅烧的影响107

第二节 预分解窑用煤108

一、煤的分类108

二、煤的质量控制109

三、煤的品质指标111

四、煤粉在预分解窑系统的燃烧进程114

五、煤的挥发分对预分解窑煅烧的影响114

六、预分解窑使用无烟煤115

第三节 煤粉制备122

一、煤粉的制备及意义122

二、原煤的易磨性122

三、煤粉细度123

第四节 煤粉制备系统的设计124

一、煤粉制备系统煤磨的选择124

二、煤粉制备系统设计规范125

三、煤粉制备工艺与系统主机配置127

第五节 煤磨系统的安全运行132

一、系统操作的安全注意事项132

二、安全措施132

三、安全检查133

四、应急处理135

五、消防要求135

六、日常维护及保养135

第五章 水泥窑用耐火材料137

第一节 预分解窑对耐火材料的要求137

一、窑温较高的影响138

二、窑速较快的影响138

三、碱等挥发性组成侵蚀的影响139

四、窑系统结构复杂的影响139

五、节能要求的影响139

第二节 碱性耐火材料的损坏机理140

一、熟料熔体渗入140

二、碱盐渗入140

三、还原和还原－氧化反应140

四、过热141

五、热震141

六、机械应力141

七、磨刷141

第三节 水泥窑用碱性耐火材料品种和特征141

一、镁铬砖141

二、白云石砖142

三、尖晶石砖143

四、高铝砖144

五、黏土砖144

六、耐火浇注料145

第四节 隔热材料145

一、硅酸钙板的性能指标145

二、隔热砖的性能指标146

三、保温涂料性能指标146

第五节 耐火材料的选择与砌筑146

一、预分解窑系统配套窑衬材料选择146

二、大型预分解窑用耐火材料选择147

三、耐火砖砌筑要求147

四、耐火浇注料施工要求149

第六节 耐火材料的维护151

一、减缓衬体受力151

二、减少生产事故151

三、稳定窑系统热工制度152

第七节 水泥窑用耐火材料的发展趋势152

一、内衬材料的发展152

二、各种碱性砖的技术发展过程153

三、内衬材料的技术发展趋势154

四、展望154

第六章 预分解窑的操作与维护156

第一节 预分解窑工艺流程156

一、生料预热与分解156

二、窑头至分解炉热风管道157

三、熟料煅烧157

四、熟料冷却和破碎157

第二节 耐火材料的烘干158

一、耐火材料烘干的必要性158

二、衬料烘干前的准备158

三、预热器、分解炉和回转窑耐火材料的烘干操作要求158

四、三次风管耐火材料的烘干160

五、篦式冷却机耐火材料的烘干160

六、衬料烘干操作注意事项161

第三节 预分解窑操作及要求161

一、第一次投料运转的操作原则161

二、投料操作162

三、正常操作原则164

四、正常点火操作165

第四节 预分解窑主机设备的日常维护166

一、预热器与分解炉166

二、回转窑166

三、冷却机及冷却风机167

四、窑头喷煤管167

五、窑头除尘器引风机167

第五节 预分解窑系统常见故障及处理方法167

一、窑头点火喷油装置167

二、窑头喂煤系统168

三、分解炉喂煤系统168

四、预分解窑通风系统169

五、窑及预分解系统169

六、冷却机及冷却风机系统170

第六节 熟料质量的控制172

一、原燃料质量的控制172

二、熟料烧成系统的操作控制172

三、熟料的颜色与直观判断173

第七节 提高熟料产量的措施173

一、优化设计和设备设施174

二、选用优质原料和燃料174

三、提高系统运转率175

第七章 水泥窑余热发电176

第一节 余热发电技术在我国的发展176

一、余热发电的发展历程176

二、水泥窑余热发电技术现状177

第二节 低温余热电站主要设备178

一、余热锅炉178

二、汽轮发电机组179

三、锅炉水处理设备181

四、热力系统181

第三节 低温余热电站技术参数182

一、2500t/d熟料生产线配套4.5MW低温余热电站183

二、5000t/d熟料生产线配套9MW低温余热电站184

第四节 预分解窑配套建设余热电站185

一、采用余热发电技术应遵循的基本原则185

二、预分解窑配套建设余热发电系统技术方案185

三、预分解窑余热发电系统的优化188

四、影响水泥熟料生产的控制189

第五节 低温余热发电工程实例190

第八章 水泥窑除尘技术及装备193

第一节 烟气调质193

一、烟气调质的目的193

二、烟气调质的方式193

第二节 窑尾除尘技术及装备196

一、窑尾废气特性196

二、窑尾袋式除尘技术及装备197

三、窑尾电除尘技术及装备199

第三节 熟料篦冷机除尘技术及装备203

一、窑头废气特性203

二、篦冷机电除尘技术及装备203

三、篦冷机袋式除尘技术及装备205

第四节 电－袋复合除尘技术及装备206

第五节 废气处理系统的检修维护和故障处理207

一、检修与维护207

二、常见故障及处理方法208

第六节 除尘系统的运行与维护管理208

一、一般规定208

二、袋式除尘系统运行管理209

三、电除尘系统运行管理209

四、除尘系统维护管理209

第九章 水泥窑协同处置城市生活垃圾211

第一节 城市生活垃圾的主要成分211

一、有机易腐败垃圾成分211

二、可燃成分212

第二节 城市生活垃圾的处置方法212

一、城市生活垃圾的焚烧处理212

二、城市生活垃圾的堆肥处理213

三、城市生活垃圾的填埋处理214

四、城市生活垃圾的其他处理215

第三节 水泥窑协同处置城市生活垃圾的优势215

一、良好的节能和经济效益215

二、保护环境216

第四节 国外水泥窑协同处置城市生活垃圾技术及装备217

一、由垃圾制备垃圾衍生燃料217

二、垃圾衍生燃料的技术特点及装备218

三、日本利用水泥窑处置生活垃圾技术和政策219

四、水泥窑已成为发达国家焚烧处置城市生活垃圾的重要设施223

五、发达国家水泥窑处置城市生活垃圾的一些经验223

第五节 我国水泥窑协同处置城市生活垃圾现状226

一、“减量化、无害化、资源化”处理已成为一项紧迫任务226

二、利用水泥窑协同处置城市生活垃圾的焚烧工艺227

三、我国水泥窑协同处置城市生活垃圾已经起步229

四、我国水泥窑协同处置城市生活垃圾展望229

第六节 我国水泥窑协同处置城市生活垃圾实例231

一、铜陵海螺水泥有限公司利用水泥窑处置城市生活垃圾231

二、华新水泥（武穴）有限公司水泥窑协同处置城市生活垃圾235

三、洛阳黄河同力水泥有限责任公司水泥窑协同处置城市生活垃圾235

四、江苏天山水泥集团有限公司溧阳分公司水泥窑协同处置城市生活垃圾236

第十章 水泥窑协同处置城市污泥238

第一节 城市污泥的主要成分238

一、污泥中的养分238

二、污泥中的重金属239

三、污泥中的有机污染物240

四、污泥中的病原体241

第二节 城市污泥的处置方法241

一、城市污泥的处置方法242

二、城市污泥各种处置方法的比较244

第三节 水泥窑协同处置城市污泥244

一、水泥窑协同处置城市污泥的优势245

二、水泥窑协同处置城市污泥的典型工艺245

三、水泥窑协同处置城市污泥原则246

第四节 国外水泥窑协同处置城市污泥技术及装备246

一、国外非主流干燥工艺及设备247

二、国外主流干化工艺及设备248

第五节 污泥处理处置的风险分析与管理259

一、安全风险分析与管理259

二、环境风险分析与管理259

第六节 我国水泥窑协同处置城市污泥实例260

一、广州越堡水泥有限公司利用水泥窑协同处置城市污泥260

二、北京新北水水泥有限责任公司利用水泥窑协同处置城市污泥260

三、北京市琉璃河水泥有限公司利用水泥窑协同处置城市污泥261

四、拉法基瑞安公司南山水泥厂利用水泥窑协同处置城市污泥261

第十一章 水泥窑减排NOx263

第一节 NOx的危害263

一、NOx对人的危害263

二、NOx对植物的危害263

三、NOx对生态环境的危害263

第二节 水泥窑NOx的形成机理264

一、热力型NOx形成机理264

二、燃料型NOx形成机理264

三、瞬时反应型NOx形成机理267

第三节 水泥窑减排NOx技术及装备267

一、低氮燃烧器268

二、分级燃烧268

三、降低燃料量技术268

四、选择性非催化还原技术269

五、选择性催化还原技术269

六、SNCR技术与SCR技术的差异270

第四节 国外水泥窑减排NOx技术及实例271

一、分级燃烧技术在水泥厂的应用271

二、SNCR技术在水泥厂的应用271

三、SCR技术在水泥厂的应用272

第五节 我国水泥窑减排NOx进展273

一、我国水泥行业NOx排放现状273

二、SNCR脱硝技术应用研究274

三、SNCR脱硝技术应用实例277

四、SCR脱硝技术应用研究278

第十二章 预分解窑系统热工标定实例与先进生产线实例280

第一节 预分解窑系统的热工标定实例280

一、2500t/d水泥熟料生产线烧成系统热工标定报告实例281

二、5000t/d水泥熟料生产线烧成系统热工标定报告实例294

第二节 我国预分解窑先进生产线实例307

一、天瑞集团汝州水泥有限公司2500t/d、5000t/d熟料生产线307

二、山东水泥集团安丘水泥有限公司5000t/d熟料生产线312

三、宝鸡市众喜金陵河水泥有限公司5000t/d熟料生产线315

四、河北燕赵水泥有限公司5000t/d熟料生产线316

第三节 国外预分解窑先进生产线实例317

一、巴西Mare Cimento水泥公司Mizu水泥厂3000t/d熟料生产线317

二、沙特北方水泥公司6000t/d熟料生产线319

三、阿联酋联合水泥公司10000t/d熟料生产线323

参考文献330