內容簡介
本書對水泥預分解窯煅燒技術進行了全面、系統的介紹，主要包括預分解窯系統的基本知識和基本理論;工藝設計方案與設備選型;主要設備的類型、結構、工作原理、主要參數、操作方法、日常維護及管理、常見故障及其排除方法等。本書尤其針對水泥預分解窯協同處置廢棄物的技術優勢，詳細介紹了城市生活垃圾、城市污泥的處置工藝、套用實例及展望;針對如何減排NOx，詳細介紹了預分解窯減排NOx的技術和進展、國外的技術及實例等。 本書可供水泥生產企業的技術人員、管理人員、相關崗位員工閱讀使用，從事水泥科研開發、工程設計的科技人員也可參考，高等院校相關專業師生可用作教學參考讀物。
《水泥預分解窯煅燒技術及裝備》一書內容翔實豐富，深入淺出，重點突出了實用性，又保持了必要的系統性、完整性。 待修改
作者簡介
丁奇生，長期從事水泥工業生產方面的設計、研發等工作。崔素萍，長期從事水泥生產教學與科研工作。崔素萍，長期從事水泥工業生產方面的設計、研發等工作。崔素萍，長期從事水泥生產教學與科研工作。王亞麗，長期從事水泥工業生產方面的設計、研發等工作。崔素萍，長期從事水泥生產教學與科研工作。 待修改
圖書目錄
第一章水泥熟料
第一節水泥的發明
一、膠凝材料發展簡史
二、現代水泥的發明
第二節水泥熟料的組成
一、水泥熟料的化學組成
二、水泥熟料的礦物組成
第三節水泥熟料的形成過程
一、生料的乾燥與脫水
二、碳酸鹽分解
三、固相反應
四、液相的形成與熟料的燒結
五、熟料的冷卻
第四節水泥熟料的煅燒過程
一、熟料在迴轉窯內的煅燒
二、熟料形成熱
三、迴轉窯內熱經濟分析
四、迴轉窯煅燒對熟料質量的影響
第五節水泥熟料的特性及分析方法
一、水泥熟料的結構特徵及分析方法
二、水泥熟料的水化特徵
三、影響水泥水化速率的因素
第二章水泥窯的演變
第一節瓶窯與倉窯
一、瓶窯
二、倉窯
第二節立窯
一、立窯的發明
二、立窯水泥在我國的發展
三、立窯煅燒技術及裝備在我國的發展
四、我國立窯水泥的逐步退出
第三節乾法迴轉窯
一、乾法中空迴轉窯
二、餘熱鍋爐窯
三、乾法長窯
第四節濕法迴轉窯
一、濕法迴轉窯的誕生
二、濕法迴轉窯的特點
三、濕法迴轉窯在我國的發展與淘汰
第五節立波爾窯
一、立波爾窯的誕生
二、立波爾窯的特點
第六節預分解窯
一、懸浮預熱窯
二、預分解窯的發明
三、預分解窯技術
四、第二代新型乾法水泥技術
第三章預分解窯技術及裝備
第一節旋風預熱器
一、預熱器的作用
二、預熱器的列數
三、預熱器的級數
四、旋風筒
五、換熱管道、撒料裝置的作用及結構
六、換熱管道中鎖風翻板閥的作用及結構
七、提高預熱器熱效率的途徑及預熱器的發展趨勢
第二節分解爐
一、分解爐的作用
二、分解爐種類及原理
三、分解爐技術的發展方向
四、對分解爐的要求
五、分解爐內碳酸鹽分解、煤粉燃燒
六、燃無煙煤分解爐的開發設計
七、燃無煙煤與低NOx主流爐型
第三節迴轉窯
一、迴轉窯的工作流程
二、迴轉窯的設備組成
三、迴轉窯內氣固兩相傳熱、固相反應
四、迴轉窯內物料的運動時間計算
五、迴轉窯的生產能力計算
第四節篦式冷卻機
一、水泥熟料冷卻技術的發展
二、篦式冷卻機的作用
三、對篦式冷卻機的要求
四、篦式冷卻機的工作原理
五、篦式冷卻機的主要設計參數
六、篦式冷卻機的結構
七、國內外幾種冷卻機的特點
第五節多通道燃燒器
一、水泥窯用燃燒器的發展
二、煤粉氣流的著火、燃燒及影響因素
三、熱回流和濃縮燃燒技術
四、多通道煤粉燃燒器的燃燒機理
五、多通道煤粉燃燒裝置的構成和操作使用
第六節增濕塔
一、增濕塔的作用
二、增濕塔的工作原理
三、增濕塔的布置位置
四、增濕塔的噴霧系統
第七節窯尾煙室、窯頭罩及三次風管
一、窯尾煙室
二、三次風管
三、窯頭罩
第八節預分解窯系統主機設備配置
第四章煤粉製備技術及裝備
第一節煤的組成與特性
一、煤的岩相組成與化學結構
二、煤質的鑑定指標
三、煤質指標的表示方法
四、煤的燃燒特性及其分析方法
五、煤中礦物質及其對水泥熟料煅燒的影響
第二節預分解窯用煤
一、煤的分類
二、煤的質量控制
三、煤的品質指標
四、煤粉在預分解窯系統的燃燒進程
五、煤的揮發分對預分解窯煅燒的影響
六、預分解窯使用無煙煤
第三節煤粉製備
一、煤粉的製備及意義
二、原煤的易磨性
三、煤粉細度
第四節煤粉製備系統的設計
一、煤粉製備系統煤磨的選擇
二、煤粉製備系統設計規範
三、煤粉製備工藝與系統主機配置
第五節煤磨系統的安全運行
一、系統操作的安全注意事項
二、安全措施
三、安全檢查
四、應急處理
五、消防要求
六、日常維護及保養
第五章水泥窯用耐火材料
第一節預分解窯對耐火材料的要求
一、窯溫較高的影響
二、窯速較快的影響
三、鹼等揮發性組成侵蝕的影響
四、窯系統結構複雜的影響
五、節能要求的影響
第二節鹼性耐火材料的損壞機理
一、熟料熔體滲入
二、鹼鹽滲入
三、還原和還原—氧化反應
四、過熱
五、熱震
六、機械應力
七、磨刷
第三節水泥窯用鹼性耐火材料品種和特徵
一、鎂鉻磚
二、白雲石磚
三、尖晶石磚
四、高鋁磚
五、黏土磚
六、耐火澆注料
第四節隔熱材料
一、矽酸鈣板的性能指標
二、隔熱磚的性能指標
三、保溫塗料性能指標
第五節耐火材料的選擇與砌築
一、預分解窯系統配套窯襯材料選擇
二、大型預分解窯用耐火材料選擇
三、耐火磚砌築要求
四、耐火澆注料施工要求
第六節耐火材料的維護
一、減緩襯體受力
二、減少生產事故
三、穩定窯系統熱工制度
第七節水泥窯用耐火材料的發展趨勢
一、內襯材料的發展
二、各種鹼性磚的技術發展過程
三、內襯材料的技術發展趨勢
四、展望
……
第六章預分解窯的操作與維護
第七章水泥窯餘熱發電
第八章水泥窯除塵技術及裝備
第九章水泥窯協同處置城市生活垃圾
第十章水泥窯協同處置城市污泥
第十一章水泥窯減排NOx
第十二章預分解窯系統熱工標定實例與先進生產線實例
參考文獻
序言
1824年10月21日，英國利茲（Leeds）城的泥水匠阿斯普丁（J.Aspdin）獲得了英國第5022號的“波特蘭水泥”（Portland Cement）專利證書，從此揭開了人工合成無機矽酸鹽水硬性膠凝材料的歷史，一舉成為流芳百世的水泥發明人。然而，水泥的發明是一個漸進的過程，隨著社會生產力的發展，水泥生產技術及裝備也有一個不斷進步、成熟和完善的過程。今天，人們把水泥的生產過程形象地概括為“二磨一燒”，即按一定比例配合的原料，先經粉磨製成生料，再在窯內燒成熟料，最後通過粉磨製成水泥。在這個過程中，窯是核心設備，所以人們在研究水泥技術發展史的時候，往往以窯為代表。當年，阿斯普丁採用的水泥熟料煅燒設備為瓶窯（Bottle Kiln），其形狀像瓶子。回顧過去的190年，水泥熟料煅燒設備先後經歷了瓶窯、倉窯、立窯、乾法迴轉窯、濕法迴轉窯、立波爾窯、懸浮預熱窯等發展階段，然後才研究開發出現在的預分解窯。
懸浮預熱技術是指低溫粉體物料均勻分散在高溫氣流之中，在懸浮狀態下進行熱交換，使物料得到迅速加熱升溫的技術。預分解（也稱窯外分解）技術是指將已經過懸浮預熱後的水泥生料，在達到分解溫度前，進入到分解爐內與進入爐內的燃料混合，在懸浮狀態下迅速吸收燃料燃燒熱，使生料中的碳酸鈣迅速分解成氧化鈣的技術。
預分解窯的關鍵技術及裝備包括旋風筒、換熱管道、分解爐、迴轉窯、冷卻機、燃燒器，有人稱之為“六位一體”。這些關鍵技術及裝備彼此關聯、互相制約，形成了一個完整的熱工體系，承擔著水泥熟料的預熱、分解、煅燒、冷卻任務。預分解窯誕生以來的發展、完善、提高，主要是圍繞“六位一體”的技術發展和創新進行的。
新型乾法水泥技術是以懸浮預熱和預分解技術及裝備為核心，以先進的環保、熱工、粉磨、均化、儲運、線上檢測、信息化等技術為基礎，採用新技術和新材料，節約資源和能源，充分利用廢料、廢渣，促進循環經濟，實現人與自然和諧相處的現代化水泥生產方法。
從已開發國家的發展經驗來看，水泥工業的可持續發展，不僅需要解決“潔身自好”的清潔生產問題，即成為資源節約型、環境友好型產業（所謂“兩型”產業），還必須向環保型產業轉型，成為社會和環境綠色可持續發展離不開的產業。這不是想像，而是國內外水泥工業發展實踐所展現和證明的。
在中國，巨大的水泥產業市場培育了今天中國的預分解窯為核心的新型乾法水泥生產技術，在廣大水泥工作者的不懈探求下，並經業內企業家的大力推動，通過引進先進技術及裝備、消化吸收、國產化等過程，具有自主智慧財產權的預分解窯熟料煅燒技術及裝備已經成熟，並正一步一步順應著世界水泥工業新型乾法水泥生產技術及裝備的發展潮流——大型化、信息化、節能、環保、安全、生態化，迅猛發展，令人矚目。
中國建築材料聯合會喬龍德會長指出，中國水泥工業的發展經歷了三個時期：一是跟隨時期，完全是學習、引進、消化國外先進技術；二是追趕時期，集成創新，真正實現了低成本、國產化，達到了世界先進水平；三是超越和引領時期，今天我們的一些技術水平已經超越了世界先進水平，“過去當徒弟，現在當師傅”。
預分解窯水泥生產技術已在我國水泥工業中確立了主導地位，裝備水平已經達到國際先進水平，中國建造的大型現代水泥生產企業不僅在國內淘汰落後的水泥生產企業，而且已經大批量地涉足國外的水泥行業。截至2013年年底，我國共有預分解窯生產線1714條，水泥熟料產能達17億噸。2013年，我國水泥產量達24.14億噸，其中預分解窯水泥產量占93%以上，我國水泥產量已超過世界水泥總產量的60%。值得一提的是，中國水泥工程技術已出口包括歐美國家在內的50多個國家和地區;在國際水泥工程建設市場，我國承建的國外工程已占50%以上的份額;截至2013年年底，以EPC和EP總承包模式完成和正在建設的國外水泥生產線已接近200條。
目前，我國水泥工業發展已經進入了一個新階段——第二代新型乾法水泥技術的研發階段。第二代新型乾法水泥技術，是指以懸浮預熱和預分解技術為核心，利用現代流體力學、燃燒動力學、熱工學、計算流體力學、粉體工學等現代科學理論和技術，並採用計算機及其網路化信息技術進行水泥工業生產的綜合技術。其主要產品為波特蘭體系膠凝物質，具有“協同處置”廢棄物、充分利用餘熱、發展低碳技術、高效防治污染物排放、減少CO2排放的功能，其產業不但可為國民經濟建設提供高質量基礎原材料，而且逐步發展成新型社會環保產業的一員。
為了適應我國水泥工業的發展趨勢，總結水泥預分解窯煅燒技術及裝備，我們編著了本書，力求全面介紹水泥預分解窯生產相關的最新技術及裝備，尤其介紹了水泥工作者普遍關注的水泥窯低溫餘熱發電、水泥窯協同處置城市生活垃圾和城市污泥、水泥窯減排氮氧化物等技術及裝備的現狀、展望。在內容上，既有必要的基本知識、理論闡述，同時更注重介紹水泥預分解窯系統相關的設計選型、實際操作要點和實踐經驗等實用性知識，以期對廣大水泥工作者提供一定的幫助和啟發。
本書由丁奇生策劃，提出編著大綱，並負責全書的審稿、統稿。本書共分十二章，各章編著人員如下：第一章王亞麗、呂秋瑞；第二章丁奇生；第三章孫德群、陳建南、丁蘇東、丁奇生、向澤強；第四章丁奇生；第五章丁奇生；第六章陳建南；第七章潘炯、丁奇生、陳建南、劉玲玲；第八章焦永道；第九章丁奇生、王亞麗、崔素萍、趙珏；第十章丁奇生、王亞麗、崔素萍、侯偉芳、陳夢夢；第十一章丁奇生、崔素萍、王亞麗、馬海峰、吳晨光；第十二章賈慶國、丁奇生、陳建南、王亞麗、郭志偉、陳新中、田國蘭、張揚。
本書的編著參考了相關的文獻資料，汲取了眾多同行的精華思想，主要的參考資料已列在書後參考文獻中，在此特向文獻的作者致以誠摯的謝意！
本書在編著過程中，得到了業界同仁的關心和鼎力支持，在此表示衷心的感謝！
由於編著者水平有限及時間倉促，書中難免存在不妥之處，懇請廣大讀者批評和指正。
編著者
2014年6月
