水泥烧成系统热工计算书
② 生成1kg熟料的生料中CaCO3消耗量：
mCaCO3CaOsh-CaOA?mA100=?kg/kgsh
10056式中：CaOsh—熟料中CaO的含量,％；由前述知：CaOsh = 62.937%；
CaOA—煤灰中CaO的含量,％；由前述知：CaOA = 5.41%；
mCaCO3=62.937-5.41?0.0294100?kg/kgsh100561.121kg/kgsh
③ 生成1kg熟料的生料中MgCO3消耗量:
mMgCO3MgOsh-MgOA?mA84.3=?kg/kgsh
10040.3式中：MgOsh—熟料中MgO的含量,％；由前述知：MgOsh = 4.065%；
MgOA—煤灰中MgO的含量,％；由前述知：MgOA = 0.91%；
mMgCO3=4.065-0.91?0.029484.3?kg/kgsh10040.30.0845kg/kgsh
④ 生成1kg熟料的生料中高岭土消耗量:
mAS2H2Al2O3sh-Al2O3A?mA258=?kg/kgsh
100102式中：Al2O3sh—熟料中Al2O3的含量，%;由前述知：Al2O3sh = 5.139%;
Al2O3A—煤灰中Al2O3的含量，%;由前述知：Al2O3A = 31.53%;
mAS2H2=5.139-31.53?0.0294258?kg/kgsh1001020.1066kg/kgsh
⑤ 生成1kg熟料的生料中二氧化硅消耗量:
mSiO2SiO2sh-SiO2A状mA260.9=-mAS2H2?kg/kgsh
100258式中：SiO2sh—熟料中SiO2的含量，%;由前述知：SiO2sh = 21.397%;
SiO2A—煤灰中SiO2的含量，%;由前述知：SiO2A = 49.00%;
mSiO2=21.397-49.00创0.0294260.9-0.1066?1002580.1493kg/kgsh
⑥ 生成1kg熟料的生料中氧化铁消耗量:
mFe2O3Fe2O3sh-Fe2O3A?mA=kg/kgsh
100式中：Fe2O3sh—熟料中Fe2O3的含量，%;由前述知：Fe2O3sh = 3.426%;
Fe2O3A—煤灰中Fe2O3的含量，%;由前述知：Fe2O3A = 7.59%;
mFe2O3=3.426-7.59?0.0294=0.032kg/kgsh
100ms=ma+mCaCO3+mMgCO3+mAS2H2+mSiO2+mFe2O3(kg/kgsh)
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⑦ 生成1kg熟料主要干物料消耗量之和:
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式中：ms—生成1Kg熟料主要干物料消耗量之和；
ms=0.0294+1.121+0.0845+0.1066+0.1493+0.032=1.5228kg/kgsh
⑧ 生成1kg熟料干物料消耗量：
mgy=ms′100kg/kgsh
100-Sm式中：mgy—生成1Kg熟料物料消耗量，Kg/Kgsh；
∑m—熟料中其他成分含量之和，由前述知：∑m=3.025；
mgy=1.5228′100＝1.5703kg/kgsh
100-3.0252. 吸收热量计算
①物料从0℃加热到450℃吸收热量:
q1=mgy鬃Csd(450-0)kJ/kgsh
式中：q1—物料从0℃加热到450℃吸收的热量，KJ/Kgsh；
Csd—干物料在0℃~450℃的平均比热，Csd=1.058（KJ/Kg.℃）； q1=1.5703创1.058(450-0)＝747.62kJ/kgsh ②粘土脱水吸收热量:
粘土原料的主要成分一般是高岭土，因此粘土脱水实际是高岭土的脱水:
HHOq2=mA?6690kJ/kgsh S式中：mASHH2O—高岭土的化学结合水，(Kg/Kgsh);
2HH2OmAS=mAS2H2?2×MH20MAS2H20.14?mAS2H20.0149kg/kgsh
6690—高岭土脱水热效应（KJ/Kg-H2O） q2=0.0149?6690＝99.681kJ/kgsh
③脱水后物料由450℃加热到600℃吸收量:
HH2Oq3=（mgy-mAS)鬃Cm(600-450)kJ/kgsh
式中：Cm—脱水后物料在450~600℃间的平均比热, Cm=1.076（KJ/Kg.℃）
q3=（1.5703-0.0149)创1.076150=251.042kJ/kgsh ④MgCO3分解吸热量:
sq4=mMgCO?1420kJ/kgsh 3式中：mSMgCO3—生料中碳酸镁的含量,由前知mMgCO3＝0.0845(KJ/Kgsh)；
1420—MgCO3在600℃时的分解热效应，KJ/Kg-MgCO3； q4=0.0845?1420119.99kJ/kgsh ⑤物料由600℃加热到900℃吸热量：
HH2OCO2q5=（mgy-mAS-mMgCO)鬃Cm1(900-600)kJ/kgsh 3 - 22 - 泰安中意粉体热工研究院
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式中：mCOMgCO—MgCO3分解出的CO2量,Kg/Kgsh；
23s2mCOMgCO3=0.52mMgCO3=0.52?0.08450.0439kg/kgsh；
Cm1—物料在600—900℃之间的平均比热，Cm1=1.189(KJ/Kg.℃)； q5=（1.5703-0.0149-0.0439)创1.189300=539.152kJ/kgsh ⑥CaCO3分解吸收的热量：
sq6=mCaCO?1660kJ/kgsh 3式中：1660—CaCO3在900℃时的分解热效应，KJ/Kg-CaCO3；
q6=1.121?16601860.86kJ/kgsh ⑦物料由900℃加热到1400℃时吸收的热量：
HH2OCO2CO2q7=（mgy-mAS-mMgCO-mCm2(1400-900)kJ/kgsh CaCO3)鬃3CO式中：mCaCO—CaCO3分解出的CO2量,Kg/Kgsh；
23mCO2CaCO3=msCaCO3?MCO2MCaCO31.121?44.0098100.090.4929kg/kgsh
Cm2—物料在900℃~1400℃间的平均比热，Cm2=1.034（KJ/Kgsh）; q7=（1.5703-0.0149-0.0439-0.4929)创1.034500=526.616kJ/kgsh ⑧形成液相吸收的热量：
q8=109kJ/kgsh（见GB4179-84)
⑨吸收热量的和：
qXR=q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8=747.62+99.681+251.042+119.99+539.152+1860.86+526.616+109 =4253.961kJ/kgsh3. 放出热量计算
①粘土中无定形物质转变成晶体放热:
sq9=mAS2H2创0.86302kJ/kgsh
式中：0.86—偏高岭土(Al2O3·2SiO2)和高岭土(Al2O3·SiO2·2H2O)分子量
比；
301—脱水高岭土的结晶热,KJ/Kg－AS2； q9=0.1066创0.86302＝27.594kJ/kgsh ②熟料矿物形成放热量
q10=C3S?465C2S?610C3A?88100C4AF?105)kJ/kgsh
式中：C3S、465—熟料中C3S含量(%)和C3S形成放热( KJ/Kg-C3S)；
由前述知：C3S＝54.233％；
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C2S、610—熟料中C2S的含量(%)和C2S形成放热( KJ/Kg-C2S)； 由前述知：C2S＝20.449％；
C3A、88—熟料中C3A的含量(%)和C3A形成放热(KJ/Kg-C3A)； 由前述知：C3A＝7.808%； C4AF、105—熟料中 C4AF含量(%)和C4AF形成放热(KJ/Kg-C4AF)； 由前述知：C4AF = 10.415％；
q10=54.233?46520.499?6107.808?8810010.415?105)＝394.756kJ/kgsh
③熟料由1400℃冷却到0℃时放出的热量：
q11=msh鬃C(1400-0)kJ/kgsh
式中：msh—熟料量，msh＝1Kg；
Csh—熟料在0~1400℃的平均比热，Csh=1.092(KJ/Kg·℃)； q11=1创1.0921400=1528.8kJ/kgsh ④CO2由600℃、900℃冷却到0℃时放出的热量：
CO2q12=（mCaCO?9003CO2mMgCO醋600)CCO2kJ/kgsh 3式中：CCO2—CO2在0—900℃时的平均比热，CCO2=1.104（KJ/Kg·℃）；
q12=（0.4929?9000.0439创600)1.104＝518.924kJ/kgsh ⑤水蒸汽由450℃冷却到0℃时放出热量：
HH2Oq13=mA[1.966?(450S0)+2496)kJ/kgsh
式中：1.966—水气的平均比热,KJ/Kg·℃（见GB4179—84）；
2496—0℃时水的汽化潜热,KJ/Kg-H2O（见GB4179—84）； q13=0.0149创(1.966450+2496)=50.372kJ/kgsh ⑥放热量和qFR
qFR=q9+q10+q11+q12+q13=27.594+394.756+1528.8+518.924+50.372 =2520.446kJ/kgsh4. 熟料形成热：
Qsh=qXR-qFR=4253.961-2520.446 =1733.515kJ/kgsh3.22以胡道和主编《水泥工业热工设备》单位熟料形成理论热耗为参考: 用石灰石、粘土、铁粉作原料配制生料，经煅烧后所得熟料的化学成分为：
Al2O3 5.16％ Fe2O3 3.42％ CaO 62.66％ MgO 4.05％ 理论料耗 1.51kg/kgsh 计算基准：1Kg熟料；0℃；
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热平衡关系示意于图3-1中。
图3-1 Qsh计算热平衡示意图
⒈吸收热量：
⑴ 原料由0℃--900℃升温吸热Q1： Q1=1.51创1.086900=1475.9kJ/kgsh
式中：1.086—生料的比热容，kJ/kgsh.℃；
⑵ CaCO3、MgCO3分解及混合料分解共耗热量Q2：
Q2=2985CaO+2458MgO+2358Al2O3=2958?0.6266=2074.7kJ/kgsh2458?0.04052358?0.0516
式中：2958—CaCO3分解产生1kgCaO所需热量数；
2458—MgCO3分解产生1kgMgO所需热量数； 2358—混合料产生1kgAl2O3所需热量数；
CaO、MgO、Al2O3分别为熟料中该组分的百分含量。 ⑶ 分解后原料由900℃~1450℃需吸热Q3： Q3=1.108创14501-0.978创9001＝726.4kJ/kgsh
式中：1.108、0.978—分解后生料在1450℃和900℃时的比热容，kJ/kgsh.℃； 总计吸收热量：
Q吸=Q1+Q2+Q3＝1475.9+2074.7+726.4=4277kJ/kgsh
⒉放出热量：
⑴ 1000℃～1400℃范围内矿物形成放出热量： 按Nacken所提供的数据估算得： Q4=420kJ/kgsh
⑵ 900℃分解出CO2及H2O（汽）得显热Q5:
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