毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
1.引言在当今的建筑行业中水泥行业是不可或缺的重要部分，水泥不仅具有良好的水硬性、可塑性、和易性。而且耐侵蚀、耐久性能良好。水泥与沙石等集料制成的混凝土是一种低能耗建筑材料，应用非常广泛且目前难以替代。从长远来看，由发展中国家的城市化发展以及世界人口的增长速度来看，整个世界依然需要大量的水泥作为建筑材料。比如，在未来几十年来里，来自印度、中国等发展中国家的水泥需求量几乎要翻番。水泥是建筑用胶凝材料，按化学组成可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和硫酸盐水泥三大类。硅酸盐水泥是普遍常用的水泥，又称波特兰水泥，铝酸盐水泥和硫酸盐水泥是特征用途的水泥。自1824年波特兰水泥诞生以来，水泥的生产设备和装备经历了大量的重大改革，特别是20世纪70年代出现的预热预分解技术（新型干法技术）[1]在不断的改革中国家一边加大力度淘汰技术落后、能源消耗高、污染环境和资源浪费严重、产品质量差的小水泥生产线，一边积极推广发展新型干法水泥生产线，形成了淘汰与发展相结合的结构调整机制。伴随着近几年各种有利的发展条件以及国家对于新型干法水泥技术的积极发展，促进了我国新型干法水泥跨越式的发展，而从2010年起，我国新型干法水泥的比重已经达到了我国水泥总产量的80%以上，水泥实物产量连续30多年位居世界之首[2]。2.建厂意义随着国家经济的迅速增长，对各种基础设施的建设投入也不断加大，所以水泥的需求量也越来越大，在徐州青龙山建厂符合发展的趋势。青龙山矿区矿产储量大，化学成分稳定，开采条件好，矿石品位高，而且该地区交通运输便利，电力、燃料、供水等条件好的优点，是一个较理想的水泥原料基地，适于建厂。徐州市周围紧邻宿迁、连云港、淮安、宿州、商丘、枣庄、临沂、济宁、菏泽等十多个城市，周围具有巨大的销售市场。3.新型干法水泥生产随着建筑工程领域新型干法水泥生产技术的出现,在水泥工厂运营中会带来了诸如高效节能,环境友好等一系列优点[3]。新型干法水泥极大地提升了水泥生产的质量和效率，在新型干法水泥的生产中最核心的部分就是新型干法烧成技术，而烧成设备采用的新型干法水泥窑（悬浮预热器和预分解窑的统称）则是新型干法烧成技术的关键因素。新型干法水泥窑是老式干法水泥窑（又称干法中空窑）的换代窑型，在热效率、耐火砖等部件和材料消耗、适宜大型化、熟料质量等方面新型干法水泥窑均比立窑、干法中空窑、立波尔窑、湿法窑优越的多。新型干法水泥的发展分为两个阶段，20世界50年代-70年代是第一阶段，这一阶段，是悬浮预热技术和发展阶段。20世纪70年代初期是新型干法水泥生产技术发展的第二阶段，是预分解技术诞生和发展阶段。自20世纪50年代开始新型干法水泥技术发展以来至今，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在1976年投产。经过分析水泥立窑生产固有的问题及立窑企业建设新型干法水泥生产线的有利条件，结合新型干法水泥技术的成熟条件，我们认为，立窑企业建设新型干法窑是立窑企业在水泥领域发展的必然趋势。中国实现工业化必须走一条科技含量高，经济效益好，资源消耗低，环境污染少，人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。立窑水泥企业只有走新型干法生产的道路才是符合科技发展、创造好的经济效益的道路[4]。新型干法水泥生产技术有:传热迅速，热效率高，单位容积较湿法水泥产量大，热耗低，自动化程度高，有害物排放低等优点。4.生料粉磨系统4.1在风扫磨内进行烘干兼粉磨在磨尾排风机的抽力作用下，热风进入磨内，已被粉磨的生料由通过磨内的热风带入粗粉分离器内分选，粗粉再次回磨，细粉由旋风收尘器收集。为了节约热耗，部分废气重新返回磨内循环使用，其余废气经收尘器净化后，排入大气中[5]。其流程的优点是：热废气利用率高，流程简单，输送设备少，维修工作量小，设备利用率高，允许进磨物料水分较高，可烘干水分含量8~12%的原料。其缺点是：粉磨单位产量总电耗较高，不宜用于粉磨硬质难磨得物料。4.2中卸提升循环烘干兼粉磨喂入磨内物料先在烘干仓内经过烘干，再进入粗磨仓进行初次粉碎。然后从磨机中部卸出，由提升机送入选粉机，选出合格细粉。粗粉中的少部分入磨头，大部分入磨尾细磨仓，比例约为1:4。部分入磨头的粗粉，可以起到加速物料流速，增强粉磨的作用，同时也均衡了两仓的负荷。磨内废气全部由磨机中部排出，这样通风阻力小，不至于造成风料逆行，此流程物料出粗磨仓后经过分级设备及时选出产品，减少了细磨仓喂料中的细料，消除了过粉磨现象，从而提高了粉磨效率[6]-[7]。4.3辊式磨系统辊式磨类型很多，有LM（莱歇磨）、TRM、MPS（普费佛磨）、KVM、CK、FM、VR、ATOX、Polysius（伯力鸠斯磨）、E（彼得斯磨）、NE、雷蒙磨等。辊式磨本身设有选粉装置（粗粉分离器），物料在回转的地盘与转子的辊子间受到挤压而被粉碎，从磨机底部进入的热风，由周围喷嘴喷出（风速高达60~80m/s），及时将被粉碎的物料带到粉磨室上部的分离器内，粗粒被甩离气流后返回磨盘再进行磨细，细粉随气流到收尘器被收集下来[8]。其优点是：流程简单、设备布置紧凑、占地少、噪音小、电耗低、设备运转率高。其缺点是：不能适应磨制硬度大的原料，否则磨辊，磨盘衬板磨损大，影响产量、质量。辊式磨流程可按有无循环风分为两类：没有循环风的辊式磨系统要求磨机用风量和窑排风风量一致。窑尾废气全部通过磨机，当停磨时，窑尾分歧由旁路入收尘器。如磨机需风量少，则在增湿塔中或磨中喷水以降温，该系统阻力较小，但需要收尘器能适应高的粉尘浓度。设有旋风筒、循环风的辊式磨系统适用于当磨机需风量大于由窑尾入磨的废气量时增加旋风筒及循环风。其优点是减少收尘风量，进收尘器的粉尘浓度降低。5.窑系统预分解(或称窑外分解)技术是指将已经悬浮预热后的水泥生料，在达到分解温度前，进入到分解炉内与进入炉内的燃料混合，在悬浮状态下迅速吸收燃料燃烧热，使生料中的碳酸钙迅速分解成氧化钙的技术。预分解窑的特点是在悬浮预热器与回转窑之间增加一个分解炉或利用窑尾上升烟道,原有预热器装设燃料喷人装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程,在其中以悬浮态或流化态下极其迅速地进行,从而使人窑生料的分解率从悬浮预热窑30%左右提高到85%一90%。这样,不仅可以减轻窑内锻烧带的热负荷，有利于缩小窑的规格及生产大型化,并且可以节约单位建设投资,延长衬料寿命,有利于减少大气污染[9-11]。预分解窑内有简称筒-管-炉-窑-机的五个关键技术装备：旋风筒、换热管、分解炉、回转窑、冷却机。这五个关键装备五位一体，彼此关联制约。具有一个完整的热工体系。分别承担着水泥熟料预热、分解、煅烧、冷却的任务。而分解炉是预分解系统的核心设备,其性能优劣对全系统影响甚大.作为一种高温多相反应器,它应该完成物料与煤粉在气流中的分散、煤粉燃烧、气固相间的热交换、碳酸盐分解反应以及包括对流传质及颗粒内部的扩散传质在内的各种质量传递等一系列物理化学过程[12]。水泥回转窑的窑型是随着生产工艺的进步在不断进步的，而其中最重要的核心指标就是热效率。众所周知，水泥工业既是能源密集型产业，同时又是天然资源密集型产业。易言之，水泥工业不仅是耗能大户，同时也是排放大户，尤其是二氧化碳的排放强度很高[13]。水泥工业的能量消耗主要是热能，约占总能量消耗的80%-90%[14]所以出于规模、能耗、投资、寿命等方面的考虑，本设计采用预分解窑系统。然而还有一点需要考虑的是水泥生产过程中排尘量约占全国排放总量的70%以上，成为工业粉尘的主要排放源,严重污染了环境，作为新型干法水泥生产线热力设备，窑头和窑尾的粉尘排放是水泥厂的粉尘污染源，应新标准的排放限值要求，水泥厂窑头和窑尾只有采用高效袋除尘器、高效电除尘器和高效电-袋复合除尘器才能使废气排放达标。而布袋除尘器1.除尘功率很高，通常可达99%，可补集粒径大于0.3微米的细小粉尘颗粒，能满足严格的环保需求。2.除尘骨架功能稳定。处置风量、气体含尘量、温度等作业条件的变化，对袋式除尘器的除尘效果影响不大。3.粉尘处置简单。袋式除尘器是一种干式净化设备，不需要用水，所以不存在污水处理或泥浆处理的问题，收集的粉尘简单回收利用。4.运用灵活。处置风量可由每小时数百立方米到每小时数十万立方米，能够作为直接设于室内、邻近的小型机组，也可做成大型的除尘室。5.布局比较简单，运行比较安稳，初始投资少，维护便利。然而所有产品都有利有弊，因此我们也要了解布袋除尘器的缺点，从而有效的规避风险。1.袋式除尘器所接受的温度才能有一定的极限，在净化温度较高的烟气时,必须采取措施降低烟气的温度。2.某些类型的袋式除尘器工人工作条件差,检查和更换滤袋时,需要进入箱体。3.有的烟气含水分较多,或者所携粉尘有较强的吸湿性,往往导致滤袋黏结,堵塞滤料。为保证袋式除尘器正常工作,必须采取必要的保温措施以保证气体中的水分不会凝结。因袋式除尘器具有能处理微细粉尘、除尘效率高、结构简单、适应性强、系统运行稳定等优点，所以目前一般采用布袋除尘器。6.水泥粉磨系统水泥粉磨的主要功能在于将水泥熟料及其混合材粉磨至适宜的粒度,形成一定的颗粒级配,增大其水化面积,加速水化速率,满足水泥浆体凝结,、硬化要求[15]。而在水泥生产过程中，粉磨系统产生的能耗是非常大的，因此降低能耗是水泥企业节能的重要目标之一。当今生产能力最大的水泥粉磨系统是辊压机混合型的，这也是如今世界上最盛行的水泥粉磨系统，与传统的球磨机相比较，该系统可节约30%的单位电耗。而且在节能的同时该系统还是闭路粉磨，闭路粉磨是当今全世界都采用的重要设备方式，目前国内产量质量指标与效益指标最好的水泥均来自闭路粉磨工艺[16]。故本设计采用辊压机混合粉磨系统。
7.结束语
虽然经济跟社会都在不停的发展但水泥扔是工程建设中需求量非常大的一个材料，并且在今后的很长一段时间内都无法用别的材料代替。并且随着时代的不断进步和发展水泥行业也会迸发出全新的生命力，新时代的到来对水泥行业来说不光是挑战更是机遇。只要积极地调整产业结构，大力推动水泥生产步入生态化阶段。水泥行业就能在国家政策的帮扶下走向世界迎接更多的发展机遇。在青龙山地区新建一座新型干法水泥厂符合国家政策，具有良好的建厂环境和销售市场，以及良好的经济效益。同时，水泥厂的建立还可以提供更多的就业岗位，改善当地居民的生活条件。
参考文献
[1] 王君伟. 新型干法水泥生产工艺读本[M], 化学工业出版社，2001
[2] 康建红，代文治. 新型干法水泥工艺设计计算及实用技术[M],武汉理工大学出版社，2002
[3]许晓强，段晓慧，李少波，阳杰.建筑工程新型干法水泥生产工艺设计[J],工程与建设，2019
[4]季尚行，徐凤娟.建设新型干法生产线是立窑企业在水泥行业发展的必然趋势[J].水泥工程，2004
[5]. 周良致，顾存茂.上海联合水泥有限公司2000t/d熟料生产线简介[J]，水泥工程，1996
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