1.介紹
水泥的歷史可以追溯到古羅馬人在建築中使用的石灰和火山灰的混合物，這與現代的石灰-火山灰水泥非常相似。硬化後，用它膠結的碎石制成的混凝土不僅強度高，而且能抵抗淡水或鹽水的侵蝕。長期以來，它作為壹種重要的膠凝材料，被廣泛應用於建築工程中。但是，水泥是高汙染、高能耗、高排放的產品。因此，人們壹直試圖改進其燒成系統，以滿足水泥生產的要求，並盡量減少能源消耗和環境汙染。自1824、10、21，J. Aspdin獲得英國第5022號專利(矽酸鹽水泥)以來，水泥窯的發展經歷了立窯-回轉窯-懸浮預熱器窯-流化床煆燒的發展過程。在這些發展過程中，水泥燒結系統變得越來越優化，為社會的發展做出了巨大的貢獻。
2.水泥窯的發展歷程
2.1筒倉窯
倉庫窯:1824年，矽酸鹽水泥的煆燒設備是瓶窯。48年後，在瓶窯的基礎上，發明了專門用於水泥燒制的倉窯，成為第壹代水泥窯，開創了水泥生產的倉窯時代。
2.2立式窯
立窯:1884迪茨奇發明了立窯並獲得專利權。與筒倉窯最大的區別在於，它將燒制過程由水平運動改為垂直方向。
中國目前使用的立窯有兩種:普通立窯和機械立窯。我國經歷了從手工間歇操作的普通立窯到連續生產的機械立窯的發展過程，帶來了勞動強度降低、產量提高、質量提高的變化。
普通立窯是手動進料手動卸料或者機械進料手動卸料；機械立窯是機械進料，機械卸料。機械立窯連續運轉，其產量、質量和勞動生產率均高於普通立窯。根據建材技術政策要求，小型水泥廠采用機械化立窯逐步取代普通立窯。
2.3幹式回轉窯
從幹式空心回轉窯開始，發展了余熱鍋爐窯、幹式長窯和立窯。幹法將生料制成生料幹粉，含水量壹般小於65438±0%，因此比濕法減少了蒸發水分所需的熱量。由於空心窯排煙溫度高，熱耗不低。幹法生產，生料制成幹粉，流動性比泥漿差。所以原料沒有混合好，成分不均勻。
中空回轉窯:英國克萊姆頓在1877獲得英國專利；1895美國人赫裏和希曼成功獲得煆燒水泥並獲得專利；
余熱鍋爐窯:德國I.A.Bachman於1897年發明，解決了幹式空心回轉窯窯尾排煙溫度高、熱效率低的問題。這種窯循環時間長，但熱效率低，不是常見的水泥燒結設備。
幹式長窯:20世紀三四十年代采用，但熱效率差，窯尾粉塵大，未大面積推廣。
利珀窯:1928，由德國勒萊普公司與德國Polysius公司合作制造，以“勒波爾”命名，為半幹法生產，壹度盛行於世界各地，直到20世紀60年代才被新的窯型所取代。
2.4濕法回轉窯
1912年，丹麥的F.L.Smith公司首先做了壹次成功的煆燒試驗，後來被廣泛推廣成為流行的窯型。濕法生產是將生料制成含水量為32%~40%的料漿。由於制備了具有流動性的料漿，原料混合均勻，原料成分均勻，燒結熟料質量高，這是濕法生產的主要優勢。
這類窯包括普通濕法窯、料漿蒸發器濕法窯、濕法長窯等。
2.5新型幹法回轉窯
懸浮預熱器窯出現於20世紀50年代，預分解窯發展於20年後。
懸浮預熱器窯:1932捷克首次提出四級旋風懸浮預熱器專利，由德國洪堡公司於50年代初首次應用於水泥生產。
組成:預熱器+分解爐等窯尾系統+回轉窯+冷卻器+窯頭燃燒器等。
懸浮預熱器窯和預分解窯統稱為新型幹法水泥生產。
旋風懸浮預熱器窯流程圖
懸浮預熱器簡稱SP，帶懸浮預熱器的回轉窯稱為SP窯。
預分解窯生產流程圖
預熱器分為旋風預熱器和垂直管式預熱器。旋風預熱器窯主要包括Humboidt、Smidth和Dopel立式預熱器窯主要有克拉普、ZAB、普雷羅夫等。不同預熱器的流動和傳熱特性包括順流旋流、逆流旋流、射流-旋流、噴動和旋流-旋流。
預分解窯:由石川島重工業株式會社於1971年首創。它與SP窯的區別是在窯尾和預熱器之間增加了壹個預分解窯，預分解窯簡稱NSP窯。
2.6流化床水泥窯
回轉窯是壹種可靠的水泥熟料煆燒設備，但其致命弱點是熱效率低、旋轉功率大、體積龐大，壹直是人們想要“革命”的對象。因此，從20世紀50年代開始，美國、日本、中國、俄羅斯、印度等國家相繼研究了無回轉窯沸騰燒結工藝。由於當時科學技術的限制，水泥熟料在高溫(65，438+0，300℃-65，438+0，400℃)下很難自粒化而不粘爐壁，很難結塊和維持正常流化運行。90年代以前沒有完全成功，達不到工業化的要求。在水泥行業，流態化技術已成功應用於水泥生料的預熱和預分解，從根本上改變了生料預熱和預分解過程中物料與氣流的熱交換過程，將生料預熱和預分解時間縮短至幾十秒，從而使窯產量翻倍，燃料消耗大幅降低。可以說，流態化技術在水泥生料預熱和預分解中的成功應用，是水泥發展史上的壹次重大變革。基於流態化技術的上述優點，水泥熟料的燒成過程能否也置於流態化狀態，壹直是各國水泥工作者研究的課題之壹。然而，由於高溫氣固反應的復雜性、大顆粒流態化技術的不成熟性以及各種因素對實驗裝置放大的影響，該技術的研究工作僅處於理論研究和半工業實驗研究階段。流化床水泥窯的特點是:1，大大擴展了煤種的選擇範圍。可以選擇煙煤、無煙煤或低質煤。2.節能指標好。熱耗可降低10-25%。3.熱回收效率高。將制粒裝置和燒結裝置結合起來，熱回收率大於80%，比現有篦冷機高20%以上。4.環保性能好。二氧化碳排放減少10-25%，氮氧化合物排放減少40%以上。5.節約建設成本，降低運行成本。與同規格回轉窯相比，設備投資節省20%，運行成本降低25%。由於其工作指標好，占地面積小，適合我國大規模、大範圍的立窯改造。
5.結論
水泥熟料燒成系統在長期的發展過程中越來越完善，為人類現代化帶來了巨大的貢獻，但仍有很多問題需要解決，比如中國水泥能耗超過發達國家。水泥仍然是高能耗、高排放、高汙染的產品，我們還有很多問題需要解決。這些問題是我們水泥人義不容辭的責任，路漫漫其修遠兮，我會上下求索。