第一章 水泥熟料 1
第一节 水泥的发明 1
一、胶凝材料发展简史 1
二、现代水泥的发明 2
第二节 水泥熟料的组成 3
一、水泥熟料的化学组成 3
二、水泥熟料的矿物组成 5
第三节 水泥熟料的形成过程 8
一、生料的干燥与脱水 8
二、碳酸盐分解 8
三、固相反应 9
四、液相的形成与熟料的烧结 10
五、熟料的冷却 10
第四节 水泥熟料的煅烧过程 11
一、熟料在回转窑内的煅烧 11
二、熟料形成热 12
三、回转窑内热经济分析 13
四、回转窑煅烧对熟料质量的影响 14
第五节 水泥熟料的特性及分析方法 16
一、水泥熟料的结构特征及分析方法 16
二、水泥熟料的水化特征 19
三、影响水泥水化速率的因素 21
第二章 水泥窑的演变 23
第一节 瓶窑与仓窑 23
一、瓶窑 23
二、仓窑 24
第二节 立窑 24
一、立窑的发明 24
二、立窑水泥在我国的发展 25
三、立窑煅烧技术及装备在我国的发展 27
四、我国立窑水泥的逐步退出 28
第三节 干法回转窑 28
一、干法中空回转窑 28
二、余热锅炉窑 28
三、干法长窑 29
第四节 湿法回转窑 29
一、湿法回转窑的诞生 29
二、湿法回转窑的特点 30
三、湿法回转窑在我国的发展与淘汰 30
第五节 立波尔窑 32
一、立波尔窑的诞生 32
二、立波尔窑的特点 32
第六节 预分解窑 33
一、悬浮预热窑 33
二、预分解窑的发明 34
三、预分解窑技术 36
四、第二代新型干法水泥技术 37
第三章 预分解窑技术及装备 40
第一节 旋风预热器 41
一、预热器的作用 41
二、预热器的列数 42
三、预热器的级数 43
四、旋风筒 43
五、换热管道、撒料装置的作用及结构 47
六、换热管道中锁风翻板阀的作用及结构 48
七、提高预热器热效率的途径及预热器的发展趋势 49
第二节 分解炉 51
一、分解炉的作用 51
二、分解炉种类及原理 52
三、分解炉技术的发展方向 52
四、对分解炉的要求 53
五、分解炉内碳酸盐分解、煤粉燃烧 54
六、燃无烟煤分解炉的开发设计 55
七、燃无烟煤与低NOx主流炉型 56
第三节 回转窑 62
一、回转窑的工作流程 62
二、回转窑的设备组成 63
三、回转窑内气固两相传热、固相反应 64
四、回转窑内物料的运动时间计算 66
五、回转窑的生产能力计算 67
第四节 篦式冷却机 68
一、水泥熟料冷却技术的发展 68
二、篦式冷却机的作用 68
三、对篦式冷却机的要求 69
四、篦式冷却机的工作原理 69
五、篦式冷却机的主要设计参数 70
六、篦式冷却机的结构 71
七、国内外几种冷却机的特点 73
第五节 多通道燃烧器 88
一、水泥窑用燃烧器的发展 88
二、煤粉气流的着火、燃烧及影响因素 89
三、热回流和浓缩燃烧技术 90
四、多通道煤粉燃烧器的燃烧机理 91
五、多通道煤粉燃烧装置的构成和操作使用 92
第六节 增湿塔 93
一、增湿塔的作用 93
二、增湿塔的工作原理 93
三、增湿塔的布置位置 94
四、增湿塔的喷雾系统 94
第七节 窑尾烟室、窑头罩及三次风管 95
一、窑尾烟室 96
二、三次风管 96
三、窑头罩 97
第八节 预分解窑系统主机设备配置 98
第四章 煤粉制备技术及装备 101
第一节 煤的组成与特性 101
一、煤的岩相组成与化学结构 101
二、煤质的鉴定指标 102
三、煤质指标的表示方法 103
四、煤的燃烧特性及其分析方法 105
五、煤中矿物质及其对水泥熟料煅烧的影响 107
第二节 预分解窑用煤 108
一、煤的分类 108
二、煤的质量控制 109
三、煤的品质指标 111
四、煤粉在预分解窑系统的燃烧进程 114
五、煤的挥发分对预分解窑煅烧的影响 114
六、预分解窑使用无烟煤 115
第三节 煤粉制备 122
一、煤粉的制备及意义 122
二、原煤的易磨性 122
三、煤粉细度 123
第四节 煤粉制备系统的设计 124
一、煤粉制备系统煤磨的选择 124
二、煤粉制备系统设计规范 125
三、煤粉制备工艺与系统主机配置 127
第五节 煤磨系统的安全运行 132
一、系统操作的安全注意事项 132
二、安全措施 132
三、安全检查 133
四、应急处理 135
五、消防要求 135
六、日常维护及保养 135
第五章 水泥窑用耐火材料 137
第一节 预分解窑对耐火材料的要求 137
一、窑温较高的影响 138
二、窑速较快的影响 138
三、碱等挥发性组成侵蚀的影响 139
四、窑系统结构复杂的影响 139
五、节能要求的影响 139
第二节 碱性耐火材料的损坏机理 140
一、熟料熔体渗入 140
二、碱盐渗入 140
三、还原和还原－氧化反应 140
四、过热 141
五、热震 141
六、机械应力 141
七、磨刷 141
第三节 水泥窑用碱性耐火材料品种和特征 141
一、镁铬砖 141
二、白云石砖 142
三、尖晶石砖 143
四、高铝砖 144
五、黏土砖 144
六、耐火浇注料 145
第四节 隔热材料 145
一、硅酸钙板的性能指标 145
二、隔热砖的性能指标 146
三、保温涂料性能指标 146
第五节 耐火材料的选择与砌筑 146
一、预分解窑系统配套窑衬材料选择 146
二、大型预分解窑用耐火材料选择 147
三、耐火砖砌筑要求 147
四、耐火浇注料施工要求 149
第六节 耐火材料的维护 151
一、减缓衬体受力 151
二、减少生产事故 151
三、稳定窑系统热工制度 152
第七节 水泥窑用耐火材料的发展趋势 152
一、内衬材料的发展 152
二、各种碱性砖的技术发展过程 153
三、内衬材料的技术发展趋势 154
四、展望 154
第六章 预分解窑的操作与维护 156
第一节 预分解窑工艺流程 156
一、生料预热与分解 156
二、窑头至分解炉热风管道 157
三、熟料煅烧 157
四、熟料冷却和破碎 157
第二节 耐火材料的烘干 158
一、耐火材料烘干的必要性 158
二、衬料烘干前的准备 158
三、预热器、分解炉和回转窑耐火材料的烘干操作要求 158
四、三次风管耐火材料的烘干 160
五、篦式冷却机耐火材料的烘干 160
六、衬料烘干操作注意事项 161
第三节 预分解窑操作及要求 161
一、第一次投料运转的操作原则 161
二、投料操作 162
三、正常操作原则 164
四、正常点火操作 165
第四节 预分解窑主机设备的日常维护 166
一、预热器与分解炉 166
二、回转窑 166
三、冷却机及冷却风机 167
四、窑头喷煤管 167
五、窑头除尘器引风机 167
第五节 预分解窑系统常见故障及处理方法 167
一、窑头点火喷油装置 167
二、窑头喂煤系统 168
三、分解炉喂煤系统 168
四、预分解窑通风系统 169
五、窑及预分解系统 169
六、冷却机及冷却风机系统 170
第六节 熟料质量的控制 172
一、原燃料质量的控制 172
二、熟料烧成系统的操作控制 172
三、熟料的颜色与直观判断 173
第七节 提高熟料产量的措施 173
一、优化设计和设备设施 174
二、选用优质原料和燃料 174
三、提高系统运转率 175
第七章 水泥窑余热发电 176
第一节 余热发电技术在我国的发展 176
一、余热发电的发展历程 176
二、水泥窑余热发电技术现状 177
第二节 低温余热电站主要设备 178
一、余热锅炉 178
二、汽轮发电机组 179
三、锅炉水处理设备 181
四、热力系统 181
第三节 低温余热电站技术参数 182
一、2500t/d熟料生产线配套4.5MW低温余热电站 183
二、5000t/d熟料生产线配套9MW低温余热电站 184
第四节 预分解窑配套建设余热电站 185
一、采用余热发电技术应遵循的基本原则 185
二、预分解窑配套建设余热发电系统技术方案 185
三、预分解窑余热发电系统的优化 188
四、影响水泥熟料生产的控制 189
第五节 低温余热发电工程实例 190
第八章 水泥窑除尘技术及装备 193
第一节 烟气调质 193
一、烟气调质的目的 193
二、烟气调质的方式 193
第二节 窑尾除尘技术及装备 196
一、窑尾废气特性 196
二、窑尾袋式除尘技术及装备 197
三、窑尾电除尘技术及装备 199
第三节 熟料篦冷机除尘技术及装备 203
一、窑头废气特性 203
二、篦冷机电除尘技术及装备 203
三、篦冷机袋式除尘技术及装备 205
第四节 电－袋复合除尘技术及装备 206
第五节 废气处理系统的检修维护和故障处理 207
一、检修与维护 207
二、常见故障及处理方法 208
第六节 除尘系统的运行与维护管理 208
一、一般规定 208
二、袋式除尘系统运行管理 209
三、电除尘系统运行管理 209
四、除尘系统维护管理 209
第九章 水泥窑协同处置城市生活垃圾 211
第一节 城市生活垃圾的主要成分 211
一、有机易腐败垃圾成分 211
二、可燃成分 212
第二节 城市生活垃圾的处置方法 212
一、城市生活垃圾的焚烧处理 212
二、城市生活垃圾的堆肥处理 213
三、城市生活垃圾的填埋处理 214
四、城市生活垃圾的其他处理 215
第三节 水泥窑协同处置城市生活垃圾的优势 215
一、良好的节能和经济效益 215
二、保护环境 216
第四节 国外水泥窑协同处置城市生活垃圾技术及装备 217
一、由垃圾制备垃圾衍生燃料 217
二、垃圾衍生燃料的技术特点及装备 218
三、日本利用水泥窑处置生活垃圾技术和政策 219
四、水泥窑已成为发达国家焚烧处置城市生活垃圾的重要设施 223
五、发达国家水泥窑处置城市生活垃圾的一些经验 223
第五节 我国水泥窑协同处置城市生活垃圾现状 226
一、“减量化、无害化、资源化”处理已成为一项紧迫任务 226
二、利用水泥窑协同处置城市生活垃圾的焚烧工艺 227
三、我国水泥窑协同处置城市生活垃圾已经起步 229
四、我国水泥窑协同处置城市生活垃圾展望 229
第六节 我国水泥窑协同处置城市生活垃圾实例 231
一、铜陵海螺水泥有限公司利用水泥窑处置城市生活垃圾 231
二、华新水泥（武穴）有限公司水泥窑协同处置城市生活垃圾 235
三、洛阳黄河同力水泥有限责任公司水泥窑协同处置城市生活垃圾 235
四、江苏天山水泥集团有限公司溧阳分公司水泥窑协同处置城市生活垃圾 236
第十章 水泥窑协同处置城市污泥 238
第一节 城市污泥的主要成分 238
一、污泥中的养分 238
二、污泥中的重金属 239
三、污泥中的有机污染物 240
四、污泥中的病原体 241
第二节 城市污泥的处置方法 241
一、城市污泥的处置方法 242
二、城市污泥各种处置方法的比较 244
第三节 水泥窑协同处置城市污泥 244
一、水泥窑协同处置城市污泥的优势 245
二、水泥窑协同处置城市污泥的典型工艺 245
三、水泥窑协同处置城市污泥原则 246
第四节 国外水泥窑协同处置城市污泥技术及装备 246
一、国外非主流干燥工艺及设备 247
二、国外主流干化工艺及设备 248
第五节 污泥处理处置的风险分析与管理 259
一、安全风险分析与管理 259
二、环境风险分析与管理 259
第六节 我国水泥窑协同处置城市污泥实例 260
一、广州越堡水泥有限公司利用水泥窑协同处置城市污泥 260
二、北京新北水水泥有限责任公司利用水泥窑协同处置城市污泥 260
三、北京市琉璃河水泥有限公司利用水泥窑协同处置城市污泥 261
四、拉法基瑞安公司南山水泥厂利用水泥窑协同处置城市污泥 261
第十一章 水泥窑减排NOx 263
第一节 NOx的危害 263
一、NOx对人的危害 263
二、NOx对植物的危害 263
三、NOx对生态环境的危害 263
第二节 水泥窑NOx的形成机理 264
一、热力型NOx形成机理 264
二、燃料型NOx形成机理 264
三、瞬时反应型NOx形成机理 267
第三节 水泥窑减排NOx技术及装备 267
一、低氮燃烧器 268
二、分级燃烧 268
三、降低燃料量技术 268
四、选择性非催化还原技术 269
五、选择性催化还原技术 269
六、SNCR技术与SCR技术的差异 270
第四节 国外水泥窑减排NOx技术及实例 271
一、分级燃烧技术在水泥厂的应用 271
二、SNCR技术在水泥厂的应用 271
三、SCR技术在水泥厂的应用 272
第五节 我国水泥窑减排NOx进展 273
一、我国水泥行业NOx排放现状 273
二、SNCR脱硝技术应用研究 274
三、SNCR脱硝技术应用实例 277
四、SCR脱硝技术应用研究 278
第十二章 预分解窑系统热工标定实例与先进生产线实例 280
第一节 预分解窑系统的热工标定实例 280
一、2500t/d水泥熟料生产线烧成系统热工标定报告实例 281
二、5000t/d水泥熟料生产线烧成系统热工标定报告实例 294
第二节 我国预分解窑先进生产线实例 307
一、天瑞集团汝州水泥有限公司2500t/d、5000t/d熟料生产线 307
二、山东水泥集团安丘水泥有限公司5000t/d熟料生产线 312
三、宝鸡市众喜金陵河水泥有限公司5000t/d熟料生产线 315
四、河北燕赵水泥有限公司5000t/d熟料生产线 316
第三节 国外预分解窑先进生产线实例 317
一、巴西Mare Cimento水泥公司Mizu水泥厂3000t/d熟料生产线 317
二、沙特北方水泥公司6000t/d熟料生产线 319
三、阿联酋联合水泥公司10000t/d熟料生产线 323
参考文献 330