水泥熱工過程與節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)

前言

　　我國水泥消耗量日趨增大，預(yù)計國家4萬億投資中每萬元投資將會帶來1噸以上的水泥消耗量。其中鐵路建設(shè)在2009年會拉動1．2億噸的水泥需求；公路交通建設(shè)提出未來兩年1億～1．2億噸的水泥需求量；考慮到我國每年城鎮(zhèn)新增住房約4．6億平方米，每年增加水泥需求超過1．4億噸；災(zāi)后重建共需水泥在1．2億噸左右。2008年，我國水泥總產(chǎn)量達到13．9億噸，約占全世界水泥當(dāng)年產(chǎn)量的50％；年燃料消耗在1．57億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上，年排放CO2近14億噸、排放SO2和NOx等有害氣體數(shù)百萬噸，對能源與環(huán)境都帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。而目前我國水泥工業(yè)的熱效率僅有30％～40％，距國際先進水平的55％還有不少差距。　　水泥工業(yè)的主要特點是水泥生產(chǎn)核心過程需在高溫下進行，涉及燃料燃燒、熱量傳遞及熱平衡等方面，也是水泥工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能的核心問題。本書主要就這些方面做重點的介紹與說明，并結(jié)合最新的學(xué)術(shù)研究及工程實例闡述如何對上述環(huán)節(jié)作出合理的處理，以期達到水泥工業(yè)節(jié)能減排的效果。本書在介紹熱工方面基本知識的同時，將詳細闡述水泥生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)中的節(jié)能技術(shù)措施，對實際生產(chǎn)操作提供指導(dǎo)。水泥工業(yè)在傳統(tǒng)觀念中是高耗能、高資源消耗并且污染環(huán)境的工業(yè)，但實際上，只要把握好各個環(huán)節(jié)的節(jié)能處理，水泥工業(yè)完全可以轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)境友好型工業(yè)，不僅可以繼續(xù)滿足國家的建設(shè)需求，還可以通過自身的高綜合消納性來處理其他工業(yè)廢棄物（如粉煤灰、礦渣、鋼渣等）?！　∧壳八喙I(yè)在生產(chǎn)工藝方面，尤其是熱工方面缺乏對口專業(yè)人才，工廠的技術(shù)人員所掌握的相關(guān)知識缺乏系統(tǒng)性。本書根據(jù)水泥生產(chǎn)工藝專業(yè)的實際要求進行編寫，書中基礎(chǔ)理論知識以應(yīng)用為目的，加強專業(yè)的針對性和適用性，以現(xiàn)行工廠的實用技術(shù)為主，并介紹國內(nèi)外的最新技術(shù)。

內(nèi)容概要

本書緊密結(jié)合國家關(guān)于節(jié)能減排的要求，主要介紹了水泥生產(chǎn)熱工過程的基本知識、常用燃料及燃燒過程計算、傳熱設(shè)備及其強化技術(shù)與節(jié)能措施、熱工測量與熱平衡等，同時對于水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)、熟料與水泥制備中節(jié)能利廢技術(shù)進行了詳細闡述，列舉了生產(chǎn)實例。     本書適合于水泥生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)人員閱讀，也可作為高校相關(guān)專業(yè)師生的教學(xué)用書。

書籍目錄

第一章　水泥工業(yè)熱工基本知識 　第一節(jié)　熱平衡基本概念 　第二節(jié)　熱平衡理論基礎(chǔ) 　第三節(jié)　熱工工質(zhì)的性質(zhì)與計算 　　一、理想氣體狀態(tài)方程式 　　二、混合氣體的性質(zhì) 　　三、比熱容 　　四、濕空氣基本性質(zhì) 　　五、水蒸氣的性質(zhì) 　　參考文獻 第二章　水泥工業(yè)生產(chǎn)常用燃料及燃燒過程 　第一節(jié)　常用燃料的主要性質(zhì) 　　一、燃料的組成及其性質(zhì) 　　二、燃料的發(fā)熱量及著火點 　第二節(jié)　燃燒的基本原理及實際燃燒條件 　　一、燃燒的基本原理 　　二、實際燃燒條件 　第三節(jié)　燃料燃燒計算 　　一、燃燒計算的目的及內(nèi)容 　　二、燃燒的主要計算方法 　　三、燃燒溫度的計算 　　四、分解爐內(nèi)煤粉燃燒過程的數(shù)值模擬 　　五、煤質(zhì)變化對水泥窯爐預(yù)熱分解系統(tǒng)的影響 　第四節(jié)　水泥工業(yè)生產(chǎn)燃燒過程的節(jié)　能措施 　參考文獻 第三章　水泥工業(yè)生產(chǎn)過程的熱量傳遞 　第一節(jié)　傳熱基本方式 　　一、傳導(dǎo)傳熱 　　二、對流換熱 　　三、輻射傳熱 　　四、綜合傳熱 　第二節(jié)　水泥工業(yè)生產(chǎn)傳熱的主要設(shè)備及強化技術(shù) 　　一、分解爐 　　二、回轉(zhuǎn)窯 　　三、篦冷機 　　四、回轉(zhuǎn)烘干機 　　五、傳熱過程的強化 　第三節(jié)　水泥工業(yè)生產(chǎn)傳熱過程的節(jié)　能措施 　　一、材料熱導(dǎo)率的影響因素 　　二、水泥生產(chǎn)傳熱過程的節(jié)　能措施 　參考文獻 第四章　水泥工業(yè)熱工測量與熱平衡 　第一節(jié)　水泥工業(yè)熱工測量技術(shù)及儀表 　　一、溫度測量及儀表 　　二、壓力測量及儀表 　　三、流量測量及儀表 　　四、氣體含塵率的測量及儀表 　　五、氣體濕含量的測量及儀表 　　六、煙氣成分的測量及儀表 　　七、煤的工業(yè)分析 　第二節(jié)　回轉(zhuǎn)窯的熱工測量與熱平衡 　　一、熱平衡體系 　　二、熱平衡測量方案 　　三、回轉(zhuǎn)窯的熱平衡測量與計算 　　四、回轉(zhuǎn)窯熱平衡計算實例 　第三節(jié)　干燥器的熱工測量與熱平衡 　　一、濕空氣的I?x圖 　　二、干燥器熱平衡測試方案的制定 　　三、干燥器的熱平衡計算 　參考文獻 第五章　水泥工業(yè)純低溫余熱發(fā)電技術(shù) 　第一節(jié)　余熱能源概述 　　一、余熱能源種類 　　二、余熱能源主要利用方式 　　三、水泥工業(yè)余熱發(fā)電技術(shù)前景 　第二節(jié)　余熱發(fā)電設(shè)備 　　一、余熱回收設(shè)備 　　二、余熱發(fā)電水處理設(shè)備 　　三、汽輪機 　　四、余熱發(fā)電的循環(huán)水處理系統(tǒng) 　　五、余熱發(fā)電裝置管道 　第三節(jié)　水泥窯純低溫余熱發(fā)電 　　一、國內(nèi)外水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)進展 　　二、水泥窯純低溫余熱發(fā)電工藝 　　三、水泥工業(yè)純低溫余熱發(fā)電的經(jīng)濟效果 　參考文獻 第六章　水泥熱工節(jié)　能關(guān)鍵技術(shù) 　第一節(jié)　水泥工業(yè)制備低環(huán)境負(fù)荷化關(guān)鍵技術(shù) 　　一、低熱焓廢棄物能量匹配關(guān)鍵技術(shù) 　　二、低分解熱廢棄物應(yīng)用理論與節(jié)　能技術(shù) 　第二節(jié)　熟料生產(chǎn)低環(huán)境負(fù)荷化關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備 　　一、劣質(zhì)、廢棄燃料的活化燃燒技術(shù) 　　二、高效、低能耗預(yù)分解系統(tǒng) 　　三、煤粉高效催化燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計 　　四、高效、低能耗、低污染燃燒設(shè)備 　第三節(jié)　水泥工業(yè)生產(chǎn)高效節(jié)　能關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備 　　一、礦渣硅酸鹽水泥 　　二、粉煤灰硅酸鹽水泥 　　三、鋼渣水泥 　　四、復(fù)合硅酸鹽水泥 　第四節(jié)　水泥工業(yè)節(jié)　能的經(jīng)濟、環(huán)境效益分析 　　一、水泥工業(yè)節(jié)　能措施的技術(shù)經(jīng)濟分析 　　二、水泥工業(yè)節(jié)　能對環(huán)境效應(yīng)的影響 　參考文獻 附錄 　附錄一　國際制、工程制和英制單位換算表 　附錄二　干空氣的物理參數(shù) 　附錄三　中國煤分類（以煉焦用煤為主）方案

章節(jié)摘錄

　　隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，我國水泥工業(yè)的技術(shù)進步工作取得了長足的進展。以預(yù)分解技術(shù)為中心的新型干法水泥生產(chǎn)工藝的出現(xiàn)，使水泥工業(yè)走上了高效、低耗的發(fā)展道路，為水泥工業(yè)的節(jié)能降耗奠定了良好的基礎(chǔ)。　　水泥熱工過程的分析與研究是實現(xiàn)水泥工業(yè)節(jié)能減排的理論基礎(chǔ)。因此，本章主要介紹與水泥熱工相關(guān)的基本知識，為進一步了解和研究水泥工業(yè)的熱工過程及節(jié)能技術(shù)奠定基礎(chǔ)。　　第一節(jié)熱平衡基本概念　　能量平衡是對體系收入能量與支出能量在數(shù)量上的平衡關(guān)系進行考察。它是對生產(chǎn)中的使用能量的情況進行定量分析的科學(xué)方法。能量平衡簡稱能平衡，通稱熱平衡?！　「鶕?jù)進行熱平衡的具體對象和范圍，熱平衡一般分為設(shè)備熱平衡與企業(yè)熱平衡。前者是對一臺設(shè)備、一臺機器的熱平衡；后者是對一個車間、一座工廠的熱平衡。很明顯，設(shè)備熱平衡是企業(yè)熱平衡的基礎(chǔ)，企業(yè)的能量利用水平，在很大程度上取決于企業(yè)內(nèi)眾多設(shè)備的熱利用好壞，因而做好設(shè)備能量平衡是十分重要的。同時，企業(yè)熱平衡又是設(shè)備熱平衡的綜合與提高，設(shè)備之間用能的相互配合，各種不同能源利用的合理安排，能量的調(diào)度、分配等均需通過企業(yè)熱平衡來加以解決，因而企業(yè)熱平衡對合理利用能源來說；更顯得迫切和具有重要意義?！　崞胶獾母灸康木褪枪?jié)約能源的消耗。其任務(wù)就是摸清設(shè)備工況及用能情況，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，進一步提出改進措施。通過熱平衡測定，以一定的順序和計量與測試手段、方法對設(shè)備或企業(yè)的燃料使用進行考查和分析，使其能達到以下幾個方面。

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