前言

回轉窯的種類較多，不同類型的回轉窯，由于窯內熱力分布狀況的不同，它們所具有的反應帶分布亦有所不同，其間的傳熱、傳質、動量傳遞及物理化學反應狀況當然也有所不同。但在各種類型的窯系統中只有濕法窯在窯內承擔了水泥熟料煅燒所有的物理化學反應任務。因此，濕法窯可以作為研究不同熟料煅燒過程的對比基礎。各種不同窯系統內物料溫度和氣體溫度以及各反應帶劃分的大致情況如下圖所示。

回轉窯內物料溫度和氣體溫度以及各帶劃分的大致情況

回轉窯內物料溫度和氣體溫度以及各帶劃分的大致情況各反應帶內生料的物理、化學反應過程如下。但是由于溫度及反應速率的不同，其中許多反應帶在邊緣地區有相當一部分是交叉的。

一、干燥帶

承擔生料中水分的蒸發任務。反應溫度100℃，實際上物料的溫度大約在20~50℃進入窯系統，超過露點溫度后，大約在75~150℃水分蒸發，反應式：H2O →H2O↑，反應吸熱約2675KJ/Kg。

承擔粘土質等原料中化學水的分解脫水任務。反應溫度450℃，反應熱很小。反應式：Al2O3 · 2SiO2 · H2O→Al2O3 +2SiO2 +H2O↑。

主要承擔碳酸鎂及碳酸鈣的分解任務。耗熱量：碳酸鎂為815KJ/Kg· MgCO3 ，碳酸鈣為1656KJ/Kg· CaCO3 。由于生料中碳酸鈣含量多，故本帶需熱量是很大的。同時，在分解帶中還伴有CA、CF、C2F、C5A3等過渡礦物形成(一般在濕法及傳統干法窯內形成較多，而在懸浮預熱和預分解系統內形成較少)。反應溫度及反應式如下：

MgCO3→MgO+CO2↑(600~700℃)

CaCO3→CaO+CO2↑(650~900℃)

CaO+Al2O3→CaO·Al2O3(800℃)

CaO+Fe2O3→ CaO·Fe2O3(800℃)

CaO+CaO·Fe2O3→2CaO· Fe2O3(800℃)

3(CaO·Al2O3)+2CaO→5CaO·3Al2O3 (900~950℃)

主要承擔固相反應任務，為放熱反應。放熱量：C2S形成放熱602KJ/Kg·C2S，C4AF形成放熱38KJ/kg· C4AF，C3A 形成放熱109KJ/Kg· C3A (20℃時值)。本帶上部為熾熱火焰，下部物料反應放熱，故物料升溫很快。反應溫度及反應式如下：

２CaO +SiO2→ ２CaO ·SiO2 (1000℃)

3(2CaO· Fe2O3 )+5CaO· 3Al2O3  +CaO→ 3(４CaO·Al2O3· Fe2O3 )(1200~1300℃)

5CaO· 3Al2O3 +4CaO → ３(3CaO·Al2O3)(1200~1300℃)

主要承擔熟料中的主要礦物C3S的形成，f-CaO的吸收，完成熟料的最后燒成任務。在本帶中由1280℃開始出現液相，直到1450℃ C3S大量形成，f-CaO 最后基本吸收，完成熟料的最后燒結過程，離開火焰高溫區逐漸降溫到1300℃左右進入冷卻帶。在該帶1350~1450℃時液相量可達20％ ～30％，Al2O3 、Fe2O3及其他組分進入液相。C3S形成為放熱反應，放熱量為4471KJ/Kg· C3S。反應溫度及反應式如下：

2CaO· SiO2 +CaO→３CaO·SiO2(1280~1450℃)

主要任務有三項：一是使熟料中的C3A、C4AF及少量C5A3重新結晶；二是使部分液相形成玻璃體；三是回收熟料中的熱焓加熱燃燒用空氣。本帶反應溫度為1350~1200℃以下。由于新型篦冷機的出現，在預分解窯系統中，熟料的主要冷卻任務已移到冷卻機內進行。

作者：林宗壽

所屬：《水泥“十萬”個為什么》

來源：《水泥“十萬”個為什么》

如有侵權，請與我們聯系！

如果您有想與大家分享的文章，歡迎大家踴躍投稿

投稿郵箱：chong.zhang@cement365.com

更多文章關注微信公眾號：備件網

（本文來源網絡，若涉及版權問題，請作者來電或來函聯系！）