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摘 要

本设计是对6000t/d新型干法水泥生产线全厂的设计，重点在于生料粉磨和窑尾废气处理系统。首先根据任务进行厂址和工艺流程的选择，再通过物料平衡、储库平衡及主机平衡计算确定储存设备和主机设备，进而对全厂工艺流程和车间布置图进行绘制。粉磨是水泥生产的重要环节，合理的设备选型和工艺布置对节约能源、提高粉磨效率具有重大意义，窑尾废气处理也是水泥生产的关键步骤，它对环境保护及余热的回收利用有着至关重要的作用。该设计针对生料粉磨和窑尾废气处理进行了详细的计算说明及优化，采用先进的设备及生产工艺，充分考虑通风和除尘，以保证水泥高质高产，并实现降低能耗和环保设计的理念。

关键字：水泥 新型干法水泥生产工艺 生料粉磨 窑尾废气处理

Raw material grinding and tail gas treatment of 6000t/d clinker new dry process cement production line

Abstract

This design is the design of the 6000t/d NSP cement production line, the key lies in raw material grinding and kiln exhaust gas treatment system. First of all, the selection of site and process is carried out according to the task.and then through the material balance, reservoir balance and host balance calculation to determine the storage devices and the host device, and then to all the process and workshop layout drawing. Grinding is an important link in the cement production, equipment selection and layout of reasonable energy saving, is of great significance to improve the grinding efficiency of cement. Kiln exhaust gas treatment is the key step of production, its environmental protection and recycling of waste heat utilization plays a vital role .The design for raw material grinding and kiln exhaust gas treatment carried out a detailed description of the calculation and optimization, using advanced equipment and production technology, fully consider the ventilation and dust removal, to ensure high quality and high yield of cement, and to reduce energy consumption and environmentally friendly design.

Key Words: cement; new dry process cement production process; raw material grinding; kiln tail gas treatment

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 设计总论 1

1.1设计任务 1

1.2建厂的目的和意义 1

1.2.1目的 1

1.2.2意义 1

1.3建厂的原始资料 1

1.3.1原料资源 1

1.3.2原材料化学成分 2

1.3.3气象、水文、工程质地情况 2

1.4厂址选择 3

1.4.1厂址选择简介 3

1.4.2选址方案 3

第二章 配料计算和全厂物料平衡计算 4

2.1回转窑规格确定 4

2.1.1 回转窑内径 4

2.1.2回转窑筒体直径 4

2.1.3回转窑长度 5

2.2 熟料率值 5

2.3窑产量和热耗 5

2.3.1 窑产量 5

2.3.2 熟料热耗 5

2.3.3窑运转率 5

2.4石膏和混合材（矿渣）掺加量 6

2.4.1 石膏掺和量 6

2.4.2 矿渣掺入量 6

2.5配料计算 7

2.5.1 已知条件 7

2.5.2 计算煤灰掺入量 7

2.5.3 由熟料三率值计算熟料的化学成分 7

2.5.4 递减试凑法计算 8

2.5.5 计算配比 8

2.6 物料平衡计算 10

2.6.1 要求熟料年产量 10

2.6.2 烧成车间生产能力 10

2.6.3 工厂生产能力 10

2.6.4 原料、材料消耗定额计算 11

2.7物料平衡表 17

第三章 全厂生产流程选择及主机设备选型 18

3.1物料破碎系统 18

3.1.1石灰石破碎系统 18

3.1.2粘土破碎系统 19

3.1.3原煤破碎系统 20

3.1.4石膏破碎系统 20

3.1.5熟料破碎机 21

3.2生料粉磨系统 21

3.2.1生料磨选型计算 22

3.2.2选粉机选型计算 22

3.3煤粉制备系统 23

3.4熟料煅烧系统 23

3.4.1回转窑 23

3.4.2分解炉 24

3.4.3预热器 24

3.4.4熟料篦冷机 24

3.5主机平衡表 25

第四章 储库及堆场的计算选型 26

4.1拟堆场储量表 26

4.2堆场和堆棚计算 26

4.2.2粘土堆棚 26

4.2.3铁粉堆棚 27

4.2.4石膏的堆棚 27

4.2.5矿渣的堆棚 28

4.2.6原煤的预均化堆场 28

4.3储库计算 28

4.3.1生料库 28

4.3.2石灰石配料库 29

4.3.3粘土配料库 29

4.3.4铁粉库 29

4.3.5熟料库 29

4.3.6石膏配料库 30

4.3.7矿渣配料库 30

4.3.8水泥库 30

4.4储存设施表 31

第五章 重点车间主机设备选型与计算 32

5.1 主机设备的选型 32

5.1.1 立磨的选型 32

5.1.2 收尘器选型 32

5.2生料粉磨干燥热平衡计算 33

5.2.1 计算原始数据 33

5.2.2 热平衡计算 34

5.3料粉磨风量平衡计算 36

5.3.1所需风量 36

5.3.2循环风 36

5.3.3处理风量 36

5.4气力输送装置的计算 37

5.4.1空气斜槽的输送能力计算及选型 37

第六章 重点车间设计 42

6.1重点车间设计计算 42

6.1.1 计算条件 42

6.1.2 物料平衡 42

6.1.3 热平衡 43

6.1.4 窑尾袋收尘器和尾排风机的选型 43

6.1.5 原料磨系统风机风量确定 45

6.1.6增湿塔和高温风机选型 45

第一章 设计总论

1.1设计任务

在徐州青龙山地区设计一条6000d/t水泥熟料生产线，重点设计生料粉磨车间以及窑尾废气处理。

1.2建厂的目的和意义

1.2.1目的 

充分利用当地矿产资源‚开拓周边具有潜力的市场，带动当地经济以及带动就业。

1.2.2意义  

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。

1.3建厂的原始资料

1.3.1原料资源

1.石灰石：青龙山石灰石矿山

储量：B C级5581.1万吨，其中B级储量为1713.6万吨。

1. 粘土：位于孔家村

储量：一级品250万吨，二级品200万吨。

1. 铁矿：采用利国铁矿尾砂，其含Fe₂O₃约为66%
2. 矿渣（混合材）：徐州钢铁厂碱性矿渣，含水量15%
3. 石膏：青海产SO3：40%：W：少量；块度lt;300mm
4. 燃料：权台煤矿烟煤；易磨性系数1.36；块度lt;200mm
5. 电源：从彭场电力所接线入厂，35KV
6. 水源：可采用地下水或不牢河水
7. 交通：铁路从茅村车站或前亭车站与津浦线接轨。

1.3.2原材料化学成分

表1-1 原料化学成分

表1-2 原料水分

权台煤矿烟煤资料如下：

表1-3权台煤工业分析

表1-4 权台煤元素分析

1.3.3气象、水文、工程质地情况

1.3.3.1气象条件

1.气温：绝对最低温度：-22.6℃，绝对最高温度：40.6℃，平均温度:14℃。

2.降雨量：年平均降水量：689.9mm，最大月降水量：445.6mm(雨量主要集中在6-8月份）。

3.相对湿度：最高湿度：100%，最低：1-4%，平均：72%

4.最大冻土湿度：24cm

5.最大积雪厚度：22.5cm

6.风向：见风向玫瑰图，夏季多东南风，最大风速为19.3m/s

1.3.3.2水文、工程地质资料

1.洪水位最大标高：海拔33.58m（1963年9月8日），地区水利部门下达指标为34m。

2.经钻孔勘探未发现溶洞、断层和裂隙。

3.地震等级：国家地震局武汉地震大队71年调查6-7次，将该地区几十年内地地震烈度等级定为7级。

1.3.3.3矿区开采情况

该矿山矿层连续稳定，基本无盖层和非矿夹层，矿石物理性能好，且拥有良好的开采条件。矿床体位于地下水面以上，所以适于大规模露天开采。

1.4厂址选择

1.4.1厂址选择简介

根据青龙山地形图，有A、B两个厂址方案，其中A厂址位于石灰石矿山东北侧，在汤屯附近。B厂址位于石灰石矿山南侧，在后屯附近。

1.4.2选址方案

表1-5 选址方案

从以上比较情况可以看出，A厂址具有矿山储量大、矿石品位高、化学成分稳定、开采条件好、交通便利、电力燃料供水条件好等优点，所以选择A厂址较为适合

第二章 配料计算和全厂物料平衡计算

2.1回转窑规格确定

2.1.1 回转窑内径

G=f（D_i，L，K） （2-1）

G_（理想）=f（D_i，K） （2-2）

其中：K 取常数，设窑能力G=K·D_iⁿ·L^m

G是窑直径与长度的指数关系

G_（理想）=K·D_iⁿ （2-3）

其中：m，n——代表指数

以收集和整理的大量大型现代化干法生产线为样本，经统计分析得到如下公式：

G=8.495D_i^2.382L^0.6801 （2-4）

G_（理想）=53.5D_i^3.14 （2-5）

依据第二个公式：6000t=53.5D_i^3.14 D_i=4.50m

2.1.2回转窑筒体直径

一般回转窑的规格主要参数是窑直径D，是指窑筒体内径。可按下式计算

D=D_i 2 （2-6）

其中：D窑筒体内径，m

D_i窑耐火砖内径，m

窑最小耐火砖厚度，与窑筒体内径有关，mm，应符合下表

表2-1 水泥回转窑耐火砖厚度

D=4.50 2x0.22=4.94m

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