你对水泥熟料烧成系统的发展历史有什么认识？

1.介绍

水泥的历史可以追溯到古罗马人在建筑中使用的石灰和火山灰的混合物，这与现代的石灰-火山灰水泥非常相似。硬化后，用它胶结的碎石制成的混凝土不仅强度高，而且能抵抗淡水或盐水的侵蚀。长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，被广泛应用于建筑工程中。但是，水泥是高污染、高能耗、高排放的产品。因此，人们一直试图改进其烧成系统，以满足水泥生产的要求，并尽量减少能源消耗和环境污染。自1824、10、21，J. Aspdin获得英国第5022号专利(硅酸盐水泥)以来，水泥窑的发展经历了立窑-回转窑-悬浮预热器窑-流化床煅烧的发展过程。在这些发展过程中，水泥烧结系统变得越来越优化，为社会的发展做出了巨大的贡献。

2.水泥窑的发展历程

2.1筒仓窑

仓库窑:1824年，硅酸盐水泥的煅烧设备是瓶窑。48年后，在瓶窑的基础上，发明了专门用于水泥烧制的仓窑，成为第一代水泥窑，开创了水泥生产的仓窑时代。

2.2立式窑

立窑:1884迪茨奇发明了立窑并获得专利权。与筒仓窑最大的区别在于，它将烧制过程由水平运动改为垂直方向。

中国目前使用的立窑有两种:普通立窑和机械立窑。我国经历了从手工间歇操作的普通立窑到连续生产的机械立窑的发展过程，带来了劳动强度降低、产量提高、质量提高的变化。

普通立窑是手动进料手动卸料或者机械进料手动卸料；机械立窑是机械进料，机械卸料。机械立窑连续运转，其产量、质量和劳动生产率均高于普通立窑。根据建材技术政策要求，小型水泥厂采用机械化立窑逐步取代普通立窑。

2.3干式回转窑

从干式空心回转窑开始，发展了余热锅炉窑、干式长窑和立窑。干法将生料制成生料干粉，含水量一般小于65438±0%，因此比湿法减少了蒸发水分所需的热量。由于空心窑排烟温度高，热耗不低。干法生产，生料制成干粉，流动性比泥浆差。所以原料没有混合好，成分不均匀。

中空回转窑:英国克莱姆顿在1877获得英国专利；1895美国人赫里和希曼成功获得煅烧水泥并获得专利；

余热锅炉窑:德国I.A.Bachman于1897年发明，解决了干式空心回转窑窑尾排烟温度高、热效率低的问题。这种窑循环时间长，但热效率低，不是常见的水泥烧结设备。

干式长窑:20世纪三四十年代采用，但热效率差，窑尾粉尘大，未大面积推广。

利珀窑:1928，由德国勒莱普公司与德国Polysius公司合作制造，以“勒波尔”命名，为半干法生产，一度盛行于世界各地，直到20世纪60年代才被新的窑型所取代。

2.4湿法回转窑

1912年，丹麦的F.L.Smith公司首先做了一次成功的煅烧试验，后来被广泛推广成为流行的窑型。湿法生产是将生料制成含水量为32%~40%的料浆。由于制备了具有流动性的料浆，原料混合均匀，原料成分均匀，烧结熟料质量高，这是湿法生产的主要优势。

这类窑包括普通湿法窑、料浆蒸发器湿法窑、湿法长窑等。

2.5新型干法回转窑

悬浮预热器窑出现于20世纪50年代，预分解窑发展于20年后。

悬浮预热器窑:1932捷克首次提出四级旋风悬浮预热器专利，由德国洪堡公司于50年代初首次应用于水泥生产。

组成:预热器+分解炉等窑尾系统+回转窑+冷却器+窑头燃烧器等。

悬浮预热器窑和预分解窑统称为新型干法水泥生产。

旋风悬浮预热器窑流程图

悬浮预热器简称SP，带悬浮预热器的回转窑称为SP窑。

预分解窑生产流程图

预热器分为旋风预热器和垂直管式预热器。旋风预热器窑主要包括Humboidt、Smidth和Dopel立式预热器窑主要有克拉普、ZAB、普雷罗夫等。不同预热器的流动和传热特性包括顺流旋流、逆流旋流、射流-旋流、喷动和旋流-旋流。

预分解窑:由石川岛重工业株式会社于1971年首创。它与SP窑的区别是在窑尾和预热器之间增加了一个预分解窑，预分解窑简称NSP窑。

2.6流化床水泥窑

回转窑是一种可靠的水泥熟料煅烧设备，但其致命弱点是热效率低、旋转功率大、体积庞大，一直是人们想要“革命”的对象。因此，从20世纪50年代开始，美国、日本、中国、俄罗斯、印度等国家相继研究了无回转窑沸腾烧结工艺。由于当时科学技术的限制，水泥熟料在高温(65，438+0，300℃-65，438+0，400℃)下很难自粒化而不粘炉壁，很难结块和维持正常流化运行。90年代以前没有完全成功，达不到工业化的要求。在水泥行业，流态化技术已成功应用于水泥生料的预热和预分解，从根本上改变了生料预热和预分解过程中物料与气流的热交换过程，将生料预热和预分解时间缩短至几十秒，从而使窑产量翻倍，燃料消耗大幅降低。可以说，流态化技术在水泥生料预热和预分解中的成功应用，是水泥发展史上的一次重大变革。基于流态化技术的上述优点，水泥熟料的烧成过程能否也置于流态化状态，一直是各国水泥工作者研究的课题之一。然而，由于高温气固反应的复杂性、大颗粒流态化技术的不成熟性以及各种因素对实验装置放大的影响，该技术的研究工作仅处于理论研究和半工业实验研究阶段。流化床水泥窑的特点是:1，大大扩展了煤种的选择范围。可以选择烟煤、无烟煤或低质煤。2.节能指标好。热耗可降低10-25%。3.热回收效率高。将制粒装置和烧结装置结合起来，热回收率大于80%，比现有篦冷机高20%以上。4.环保性能好。二氧化碳排放减少10-25%，氮氧化合物排放减少40%以上。5.节约建设成本，降低运行成本。与同规格回转窑相比，设备投资节省20%，运行成本降低25%。由于其工作指标好，占地面积小，适合我国大规模、大范围的立窑改造。

5.结论

水泥熟料烧成系统在长期的发展过程中越来越完善，为人类现代化带来了巨大的贡献，但仍有很多问题需要解决，比如中国水泥能耗超过发达国家。水泥仍然是高能耗、高排放、高污染的产品，我们还有很多问题需要解决。这些问题是我们水泥人义不容辞的责任，路漫漫其修远兮，我会上下求索。