水泥熟料煅烧ppt课件.ppt

四、硅酸盐水泥熟料的煅烧1.干燥层间水在100℃左右即可排除，而配位水则必须高达
400-600℃以上才能脱去。T↑，有利反应向正方向进行，且分解速率加快
600℃开始分解，890℃时PCO2=1个大气压，1100℃-1200℃反应迅速。
慢加快迅速
------------→每T↑50℃，分解速度约增1倍分解反应特点两个传热过程：热气流向颗粒表面传热、热量以传导方式由物料表面向分解面传热；
一个化学反应过程：分解面上的CaCO3分解并放出CO2；
两个传质过程：分解放出的CO2穿过分解层(CaO层)向表面扩散、表面CO2向大气中扩散。五个过程中，传热和传质都为物理过程，
仅有一个化学反应过程。各过程的阻力不同，
所以CaCO3的分解速率受控于其中最慢的一个过程。提高反应温度有利于加快分解反应速率，同时促使CO2扩散速率加快；但应注意温度过高，将增加废气温度和热耗，预热器和分解炉易结皮、堵塞。
加强通风，及时排出反应生成的CO2气体，可加速分解反应。通风不畅时，废气中CO2含量增加，不仅影响燃料燃烧，而且使分解速率减慢。结构致密、质点排列整齐、结晶粗大、晶体缺陷少的石灰石不仅质地坚硬，而且分解反应困难，如大理石的分解温度较高。质地松软的白垩和内含其他较多的泥灰岩，则分解所需的活化能较低，分解反应容易。
当石灰石中伴生有其他矿物和杂质时，一般具有降低分解温度的作用。生料细度细，颗粒均匀，粗粒少，物料的比表面积大，可使传热和传质速率加快，有利于分解反应。影响碳酸钙分解反应的因素
在熟料形成过程中，从碳酸钙开始分解起，物料中便出现了游离氧化钙，它与生料中的SiO2、、Al2O3和Fe2O3等通过质点的相互扩散而进行固相反应，形成熟料矿物。
固相反应：是指固态物质间发生的化学反应，有时也有气相或液相参与，而作用物和产物中都有固相。熟料形成过程的固相反应过程大致如下：
约800℃：开始形成CA、CF与C2S；
C＋ACA
C＋FCF
2C＋SC2SC2S开始形成
800-900℃：开始形成C12A7、C2F；
7CA＋5CC12A7
约800℃：开始形成CA、CF与C2S；
800-900℃：开始形成C12A7、C2F；
900-1100℃：
2C＋A＋SC2ASC2AS形成后又分解
C12A7＋9C7C3AC3A开始形成
C2F＋2C＋C12A77C4AFC4AF开始形成
1100-1200℃：大量形成C3A、C4AF，C2S含量达最大值
约800℃：开始形成CA、CF与C2S；
800-900℃：开始形成C12A7、C2F；
900-1100℃：C2AS形成后又分解、C3A、C4AF开始形成
1100-1200℃：大量形成C3A、C4AF，C2S含量达最大值
由上可见，水泥熟料矿物的形成是一个复杂的多级反应，反应过程是交叉进行的。
上述反应为放热反应，用普通原料约放热420-450J/g，足以使物料升温300℃以上。约800℃：开始形成CA、CF与C2S；
800-900℃：开始形成C12A7、C2F；
900-1100℃：C2AS形成后又分解、C3A、C4AF开始形成
1100-1200℃：大量形成C3A、C4AF，C2S含量达最大值由于固体原子、分子或离子之间具有很大的作用力，因此固相反应的反应活性较低，反应速率较慢。生料愈细，则其颗粒尺寸愈小，比表面积愈大，各组分间的接触面积愈大，同时表面的质点自由能亦大，使反应和扩散能力增强，因此反应速率愈快。
但是，当生料磨细到一定程度后，如继续再细磨，则对固相反应的速率增加不明显，而磨机产量却大大降低，粉磨电耗剧增。因此，必须综合平衡，优化控制生料细度。
生料的均匀性好，即生料内各组分混合均匀，这就可以增加各组分之间的接触，所以能加速固相反应。当温度较低时，固体的化学活性低，，因此固相反应通常需要在较高的温度下进行。提高反应温度，可加速固相反应。由于固相反应时离子的扩散和迁移需要时间，所以，必须要有一定的时间才能使固相反应进行完全。当原料中含有如燧石、石英砂等结晶SiO2或方解石结晶粗大时，因破坏其晶格困难，所以固相反应的速率明显降低，特别是当原料中含有粗粒石英砂时，其影响更大。当物料温度升高到1250-1280℃时，即达到其最低共熔温度，开始出现以氧化铝、氧化铁为主的液相，液相的组分中还有氧化镁和碱等。
随着温度的升高和时间延长，液相量增加,液相粘度降低，氧化钙、硅酸二钙不断溶解、扩散，硅酸三钙晶核不断形成，并逐渐发育、长大，最终形成几十微米大小、发育良好的阿利特晶体。与此同时，晶体不断重排、收缩、密实化，物料逐渐由疏松状态转变为色泽灰黑、结构致密的孰料．我们称以上过程为熟料的烧结过程，简称熟料烧结。最低共熔温度：物料在加热过程中，两种或两种以上组分开始出现液相时的温度。
组分性