第一篇：水泥工藝畢業論文

水泥聯合粉磨系統節能優化措施

水泥粉磨系統的節能優化措施有很多，而選擇一套合適的水泥粉磨系統是粉磨系統節能優化措施中的首要條件，人類在水泥粉磨方面的不斷發展進步、設備的不斷更新中由傳統的單一球磨機粉磨系統逐步發展到今天的水泥雙循環粉磨系統，經過對比雙循環系統的綜合優勢明顯較高。雙循環粉磨系統主要是由輥壓機、V型選粉機、球磨機、O-sepa選粉機組成的兩個循環粉磨系統，本文還主要介紹各設備由傳統系統改進為雙循環系統后需要的具體改進，從而更好的適應優化更新的粉磨系統，達到增產的目的。另外水泥雙循環粉磨系統的增產優化還可以從入磨物料的物理性質（如顆粒大小及水分含量等）及加入的助磨劑有很大的關系。

第1章 水泥粉磨系統的綜述

1.1 輥壓機和球磨機組成的開流系統

此系統主要由V型選粉機、輥壓機、旋風收塵器和球磨機組成。球磨機系統為開流系統，輥壓機系統放風與球磨機通風共用一套收塵系統。流程見圖1-1，主機配置見表1-1。此系統其特點是:流程簡單，設備及土建投資較少，但水泥顆粒級配中細粉較多，單位產品裝機功耗較高，特別是水泥溫度高，部分石膏有脫水現象。

1.2 輥壓機和球磨機組成的半開流系統

此系統組成與圖1-1系統基本相似，只是增加了一個O-Sepa選粉機(流程見圖1-2)，把輥壓機系統中一部分合格的細粉選出來當成品。其中0-Sepa選粉機規格N1500；最大喂料量270 t/h；成品量5490t/h(S=340-380㎡/kg)；選粉風量90 000 m3/h;裝機功率為75 kW。由于增加了選粉機，磨機的通風量可以增加。此系統的特點與圖1-1系統基本差不多，只是系統產量略有增加，水泥溫度略有降低，但仍較高;另產品裝機功耗(只考慮主機功率)也高，達45.83 kWh/t

1.3 輥壓機和球磨機(帶組合式選粉機)組成的聯合粉磨系統

此系統主要由V型選粉機、輥壓機、旋風收塵器、球磨機和組合式選粉機組成，球磨機系統為閉路系統，流程圖見圖1-3，主要的主機配置見表1-2。其中輥壓機系統設有單獨放風系統，球磨機單獨通風與組合式選粉機放風共用一套收塵系統。

此系統特點是：流程復雜，設備及土建投資較高，特別是組合式選粉機外形體積較大，占用的廠房面積較多，其選粉效率也不高；另外風機數量較多，增加了系統電耗；但成品水泥顆粒級配比開流更合理，產量也比開流系統高，特別是水泥溫度較低，水泥品質明顯比開流好。由于輥壓機配長球磨系統還存在一些過粉磨現象，因此此系統把細、長球磨改為短、粗球磨

1.4 輥壓機和球磨機(不帶組合式選粉機)組成的聯合粉磨系統

此系統組成和流程基本上與圖1-3一致，主要不同是圖1-3中的組合式選粉機被性能更優的。O-sepa選粉機(外形小，選粉效率高)替代；其系統優、缺點也與圖1-3系統基本相同；其產品裝機功耗(只考慮主機功率)為43.73 kWh/t。其中0-sepa選粉機規格N4000；最大喂料量750 t/h；成品量140240 t/h(S=340380 m3/kg)；選粉風量240 000 m3/h；裝機功率220 KW

1.5 輥壓機和球磨機(帶渦流選粉機)組成的聯合粉磨系統

此系統主要由V型選粉機、輥壓機、球磨機和渦流選粉機組成，球磨機系統為閉路系統，流程見圖1-4。該系統的V型選粉機、輥壓機、水泥磨和出磨提升機的配置及其性能完全同表1-2，其他主機配置見表1-

31.6 立磨和球磨機組成的聯合粉磨系統

此系統主要由立磨、組合式選粉機、球磨機和0-Sepa選粉機組成，球磨機系統為閉路系統，流程圖見圖1-5，主要的主機配置見表1-4

由圖1-5可知，本系統中立磨作為預粉磨設備，系統設有單獨放風系統。從球磨機抽出的氣體作為0-Sepa選粉機的一次風、二次風和三次風為環境空氣。此系統其特點是：流程相對復雜，設備投資與第4系統相當，但土建費相對較少，因為立磨可以露天布置；另外立磨的維修量比輥壓機要少，所以運轉率要高些。

1.7立磨終粉磨系統

此系統主要由立磨、高濃度袋收塵器和風機組成，流程圖見圖1-6，主要的主機配置見表1-5。此系統其特點是:流程簡單，系統電耗低;廠房占地少，立磨又可以露天布置，因此土建費用相對較少;另外立磨的維修量比輥壓機要少，所以運轉率較輥壓機系統高

第2章 水泥聯合粉磨技術的優化措施

聯合粉磨的主要優點是：能保證產品的粉磨細度合格率，能把磨內已經合格的產品及時地作為產品選出來。消除產品過粉磨現象，增加產量，降低電耗。達到水泥粉磨系統的節能優化目的。

2.1 球磨機的技術改造

2.1.1 適當擴大隔倉板蓖縫

2.1.2 合理調整各倉位置比例

2.1.3 合理調整研磨體級配

2.1.4 控制好合理的循環負荷率

2.2 采用擠壓粉磨新技術

輥壓機及擠壓粉磨技術，經過十余年的應用，完善已日趨成熟。其高效節能的特點得以充分體現，而且隨著可靠性的提高和工藝系統的日益完善，系統的運轉率得到大幅度提高。無論是新建水泥生產線還是老廠工藝改造，都是粉磨系統的優選方案。此外，由于輥壓機、打散機、球磨機、選粉機等組成多種粉磨工藝流程，可滿足不同生產線的產量要求和產品質量要求。

2.3 選粉機

由于O-Sepa選粉機不帶細粉收集裝置，需要配備與其處理風量相匹配的大規格的袋收塵器或電除塵器用于收集成品，這無疑較大幅度地增加了系統投資，也使工藝布置復雜，操作控制困難，在一定程度上限制了它的推廣和應用。上世紀90年代南京化工學院張少明教授等研究、開發的轉子式旋風選粉機，簡稱為轉子式選粉機。將籠型轉子選粉原理嫁接于旋風選粉機而形成的一種實用于立窯水泥廠的中、小型高效選粉機。針對“分散”、“分級”和“收集”3個關鍵技術，它在結構上比旋風式選粉機有了突破性的改進。在相同產量的情況下，與高效渦流選粉機相比效率相當，但可降低系統投資20%一30 %；與旋風式及高效離心式選粉機相比，不但可減少設備規格，而且可提高效率20%-40%。2.3 輥皮和襯板松動

第3章 物料性質對聯合粉磨系統節能的影響

3.1 縮小入磨物料的粒度

在水泥生產過程中，粉磨設備使物料粒度縮小300-400倍，而破碎過程一般僅使物料粒度縮小5-20倍。粉磨電耗遠遠大于破碎電耗。以石灰石為例，粉磨1噸石灰石消耗電量約為20-30kw/h，而破碎1噸石灰石僅需消耗電童1-3kW/h，粉磨消耗的電量是破碎消耗電量的10-20倍。據統計，縮小入磨物料粒度所節約的粉磨電量是破碎增加電量的27倍。所以，適當縮小入磨粒度是節電的有效途徑之一。表1為試驗磨入磨物料粒度與電耗的關系

3.2 合理控制入磨物料水分

當粉磨水泥時，物料水分對水泥粉磨的影響涉及到兩個方面，一是調節排料速度，其次是影響磨內溫度。在強力通風條件下，適當向磨內加水，可以降低磨內溫度，減少研磨體和襯板的“包球”和粘聚現象，從而提高粉磨效率。水泥磨內加水應視不同情況加以不同的控制。一般來說，入磨物料溫度高，加水量可適當增加。各廠可根據自己工廠的具體情況，由試驗確定具體的加水比例，切不可盲目從事。

3.3 助磨劑

水泥助磨劑是一種添加劑，適量地加入到被粉磨的物料中，能通過它對顆粒表面的物理化學作用，發揮力學效能，得以提高物料的易碎性和分散性，從而提高粉磨細度和降低粉磨電耗

3.3.1 作用機理

3.3.2 使用效果

合理科學地使用水泥助磨劑提高臺時產量10%-20%；普通水泥加助磨劑，提高臺時產量15%左右；礦渣水泥加助磨劑，提高臺時產量10%以上。同時助磨劑能提高水泥3d和28 d抗壓強度3-5 MPa，可多摻混合材6%-10%。水泥助磨劑的節能作用很容易理解，一方面：水泥助磨劑的使用能提高水泥磨的臺時產量，從而直接降低了粉磨電耗；另一方面，因水泥助磨劑的增強作用，導致水泥熟料的使用量減少，從而減少了因生產熟料而造成的煤電消耗。兩者相加，即是使用助磨劑對水泥工業節能減排的貢獻。大家知道，助磨劑對節能和減排的功效是相輔相成的，在實現上述節能功效的同時也實現了優化、減排的目的結 論

水泥雙循環粉磨系統的節能優化措施有很多，作者僅根據自己的所學及實習所見總結有以下幾方面：

第一、本文通過對水泥聯合粉磨系統及傳統的單一球磨機水泥粉磨系統的綜合對比，并舉例說明了水泥聯合粉磨系統在流程簡單、設備及土建投資較少及設備維修耗資少等方面突出了水泥雙循環粉磨系統的明顯優勢。水泥的聯合粉磨系統是人類在水泥粉磨方面不斷發展進步中逐漸總結積累而成，是當今比較成熟的水泥粉磨系統。

第二、由傳統的粉磨系統改進為水泥聯合粉磨系統后，為了保證產品的粉磨細度合格率，消除產品過粉磨現象，原有的水泥設備需在原有的結構基礎上加以改進之外，由傳統的單一球磨機粉磨系統改為輥壓機、斗式提升機及V型選粉機和球磨機、斗式提升機及O-Sepa選粉機組成的兩個循環粉磨系統，這樣可以更好的優化水泥粉磨系統，從而達到增產的目的。

第三、水泥粉磨系統的增產除了以上兩點涉及到的之外還與入磨物料的物理性質有著緊密的關系，例如：物料的顆粒大小、含水量；是否加入水泥助磨劑對粉磨效果及臺時有著直接關系，適量地加入水泥助磨劑，能通過它對物料顆粒表面的物理化學作用，發揮力學效能，得以提高物料的易碎性和分散性，從而提高粉磨細度和降低粉磨電耗，達到水泥聯合粉磨系統的節能優化。

第二篇：水泥工藝實習報告

水泥燒成工藝實習報告

實習目的：通過六個月實習試用期，了解燒成生產流程，為燒成操作工作打好基礎；通過本部實習。了解燒成車間生產流程和設備性能，并接手相關安全管理崗位工作，同時對燒成系統提出自己的看法

實習時間：2010-12-8至2011-4-10

實習單位：銅陵上峰水泥有限公司生產部燒成車間

工作范圍：工藝、現場培訓并參與安全管理。

實習內容:

一：12月初進入公司報道后，我就按照實習計劃由公司安排實習，第一個月主要是由公司組織培訓，以便對公司制度、考核、現場、安全、性質有個基本了解。其中主要還是對公司的性質重點了解，公司是一家生產水泥的股份制有限公司。既然是生產水泥的公司，自然就一定的安全隱患，首當其沖就是樹立安全意識，了解公司主要的危險源。當然對公司的規模、現場也是需要重點了解的。

在這一個月中我除了參加公司組織的內部培訓外，還了解了公司的現場設備和生產工藝流程走遍公司廠區，較深入的了解了公司的基本情況和生產工藝流程，現將第一個月工作做如下匯報：

公司基本情況：銅陵上峰水泥股份制有限公司成立于2003年10月，由浙江上峰集團有限公司、上峰集團有限公司、銅陵有色金屬集團控股有限公司、浙江富潤股份有限公司、浙江黑貓神蚊香集團有限公司共同發起成立。總投資17億元的一、二兩期工程被列入安徽省和銅陵市“861”行動計劃項目和銅陵市招商引資重點建設項目。三條日產4500噸水泥熟料生產線分別于2005年7月18日、2006年10月28日、2009年8月29日點火投產，配套的三套9000KW低溫余熱發電項目每年可發電1.8億度。配套工程5000噸級長江水運碼頭及全長

7.8KM的主廠區至長江碼頭國內首條遠程曲線雙層送料長皮帶輸送機于2006年5月份投入運行，目前碼頭年吞水泥熟料和原煤的能力可達到700萬噸。

礦石破碎下料入庫 皮帶輸送備料進入配料站生料入磨粉化電收塵收塵進入均化庫 入窯斗提進入預熱器預熱分解入窯煅燒篦冷機冷卻熟料破碎皮帶輸送裝運船只運輸對外銷售

進入企業后，來到人事管理員的崗位上時。本崗位人員早已離職。雖有文字交接。但全面接手仍有很多困難，在自己的努力和各位領導和同事的幫助下，順利的得以接手，并相應的步入正軌。

二：經過一個月廠區部門的實習，在第二個月我進入本部門人事管理員崗位。這時正是恰逢經濟危機好轉。我們的公司訂單逐步增加，企業產量相對增加。這樣各部門對一線工人的需求量增加。在人資部韓經理的正確指導下，充分利用自身專業特點在我們通常的廣告招聘、人員招聘、內部晉升選拔、從應屆生中招聘、人才市場、網絡招聘等手段中，根據崗位所需人員進行重點傾側。例如，對于一線工人，我們通常采用人才市場招聘，并輔助網絡招聘、人員招聘、廣告招聘等；而對于管理層，主要采用網絡招聘，并輔助人才市場，專場招聘，甚至獵頭等方式；而對于一些需培養崗位，我們主要從應屆生中招聘，輔助網絡，專場招聘，人才市場等方式。也正于此。我們人資部根據企業發展需求參加內蒙古工業大學2010年應

屆畢業生雙選會。并協助高科參加內蒙古科技大學稀土學院專場招聘會，取得了良好的效果。

新員工招聘來后，針對整個招聘流程進行了梳理。這些主要是因為針對2008年新的勞動合同法出臺后以及人們對法律的認知程度逐步提高，為減少企業用工風險而做的。其中包括錄用通知書制造與細化，新員工上崗通知單，轉正通知單等，同時為了整個招聘流程的細化還要梳理應聘登記表，入職登記表，勞動合同簽訂通知單等一系列文書，從而從招聘角度減少企業用工風險。

進入培訓，通常人們都說企業培訓的好壞決定企業發展長遠的一把利劍。無論從HR所說的人力資源規劃、招聘與配置、培訓與開發、績效管理、薪酬福利管理、勞動關系管理的六大模塊還是細分為人力資源規劃、企業文化、組織設計、流程設計、薪酬體系、激勵體系、績效體系、授權體系、招聘體系、員工關系、培訓體系、人事配置、素質模型，職業生涯體系十四個小塊說，培訓都是企業發展的必不可少的組成部分。遠不說海爾的商學院，近到蒙牛，伊利也在這方面逐步系統正規化。而對于我們公司所處北方，離總部比較遠，不能充分的利

用總部培訓資源。只能根據本地區實際情況來具體安排相應的培訓，并做好全年的培訓計劃。

我們人資部每三個月都會定時對新員工基礎培訓，讓員工更好的了解本企業文化、制度、輝煌的歷史、企業發展藍圖等。從而讓員工更好的融入韻升這個大家庭，同時各部門也要針對新員工做好相應的工作培訓，使得員工能更好的在本職崗位上工作。針對老員工主要從管理和技術兩方面著手進行培訓。在培訓技術創造價值的同時增加大家的管理藝術，從而 全面的提升企業附加值。在這三個月中我們組織了中層管理人員和骨干技術人員的《質量問題處理思路和方法》和新員工的基礎培訓，并取得了相應的效果。進入2010年，培訓工作在以

2010年培訓計劃為主題，做好每個季度，每個月份的工作安排。并根據培訓中存在的相關問題。做好培訓調整和處理方案。

說道考核，我們最多談到的是績效考核，薪酬考核。而針對我的崗位這方面的主要工作是，月底的工資考核匯總，并相應檢查各部數據的準確性等工作，在這份參與的工作中，我明確了各部的工作職責，并且明了很多與HR相關的考核原則。

三：轉眼三個月的實習期來到尾聲。我的收獲頗豐，在這里針對我三個月的工作談下我的看法，也是我這份實習報告的總結，也是我的一份思想匯報。如有不足之處，希望各位領導諒解。

人力資源部是我國企業存在較年輕的一個部門，從人事部到人力部，可以看到企業領導們觀念的轉變和對于人力資源的重視。通常人們都會說人力資源部是一個企業的潤滑劑，同時也要起到老總的左膀右臂作用。人力資源部門要在人力資源管理的六大模塊中結合本地區實際情況為領導出謀劃策。從而創造部門存在的真正價值。

從我自身崗位工作來講，在招聘到錄用的一系列流程中，我們要樹立企業用工的規范性，這樣不僅有利于企業形象樹立，而且有利于減少用工風險。當然這一點我們企業本身比其他企業做的相對較好。特別是新勞動合同法出臺后。各種相應的細節更是體現尤為重要。當然北方地區，特別是工人這個群體，人們的法律意識不是很強，但誰又能保證每個上崗的人都不關注，如有關注的人，必然會存在相應的風險。所有這個流程每個細節都尤為重要。針對我們這個流程，有些協議簽署不具有太多實際意義。比如保密協議不需每個人都簽署，只需設計這方面的人員即可，實習協議，主要針對來我廠實習人員。而相對崗位的實習計劃，這個協議又不是很適合。如果每個人都簽署，既浪費資源，又不具有實際意義。

對于培訓，從幾次培訓看來，企業部分人員對培訓重視不夠，我們的個別管理者、部分骨干人員和普通工人，對待培訓就是以應酬的心理對待。不把培訓看做再學習的機會。認為只要干好本職工作就萬事大吉，卻不知思想決定行動，觀念改變人生。沒有再學習的能力，很難跟上企業的發展，社會的進步。這需要我們加強培訓重視程度，規范化培訓體系。當然也要選定好培訓課程。這項工作是個長期的過程。

對于考核，現在企業提倡組織扁平化管理，而我們Xx公司談不上模具性組織扁平化管理，因到2010年1月25日統計人數為413人，現階層管理基本符合管理要求。而對于寬帶式薪酬體系卻被廣大企業的人們逐步認識到，這種薪酬體系能夠有效的實現企業人員合理化運用，在行政與技術方面達成一個共贏點。無論從馬斯洛需求層次理論，還是現代管理思想，以及斯蒂芬.羅賓斯的管理理念。每個管理者，特別是每個企業領導者都知道薪酬激勵在員

工管理中的重要性。當然每種方式都不能一條腿走路，否則難走多遠。

三個月的大家庭生活，深刻感觸到“誠信下的責任”的寓意，收獲了很多。同時也知道了自己的相對不足。這是我需要不斷努力去增進的目標。人們常說“十年磨一劍”，我希望在這樣一個融洽的大家庭中，使我百煉成鋼，磨練出豪情，磨練出光芒。

感謝各位領導在實習期間對我的關系，感謝同事們對我的包容與支持，感謝老總一直對我的信心。更感謝人資部韓經理，管勞資的孟姐對我細心的指導。我會努力工作，虛心學習。在各位領導的指引下，鑄就企業輝煌，展現Xx人的風采！

第三篇：水泥企業工藝質量知識

工藝相關知識

一、名詞解釋：

1、硅酸鹽水泥熟料中的主要礦物有以下四種：C3S、C2S、C3A、C4AF。

2、樣品保存主要是為對 質量糾紛、樣品抽查、質量復檢 時進行仲裁，因此樣品一定要 密封妥善保存；

3、為確保檢驗數據的準確性和 重復性，化驗室對各檢驗崗位人員要組織定期密碼抽查和操作考核，生產控制崗位每人每月不少于4個樣品，對化學全分析崗位每人每月不少于 2 個樣品。

4、礦山“ 三率”是指回采率、貧化率、回收率。

5、生產時要保證物流的暢通性，發生物料斷料時要及時采取有效措施，石灰石斷料應立即停磨或止料，硅鋁質原料和鐵質原料斷料5分鐘以上，應減產運行，硅鋁質原料和鐵質原料斷料10分鐘以上時，立即停磨或止料處理。

6、生料均化庫料位原則上要大于40%，月均不低于60%。

7、原則上煙煤立磨80um篩余細度應小于12%，球磨細度應小于6%，無煙煤立磨細度應小于6%，球磨細度應小于3%，以提高熟料煅燒質量。

7、入窯風、煤、料的配合應合理，統一操作，確保窯熱工制度的穩定

8、水泥磨配料秤與喂料皮帶應設連鎖裝臵，發生斷料或不能保證物料配比準確性時，應立即采取有效措施予以糾正。

9、粉磨中改品種或強度等級由低改高時，應用高強度等級水泥清洗磨和輸送設備，清洗的水泥全部按低強度等級處理，并做好相應的記錄。

10、入磨熟料溫度控制在100℃以下。出磨水泥溫度不大于135℃。超過此溫度應停磨或采取降溫措施，防止石膏脫水而影響水泥的性能。

11、出窯熟料可用貯量應保證5天的使用量，出磨水泥要保持3天以上的貯存量。

12、出磨水泥應按相關產品標準的規定進行檢驗，檢驗數據經驗證可以作為出廠水泥相關指標的確認依據，但不能作為出廠水泥的實物質量檢驗數據。

13、在生產過程中重要質量指標三小時以上或連續三次檢測不合格或單點嚴重超標時，屬于過程質量事故，質量管理部門應及時向責任部門反饋，責任部門應及時采取糾正措施，做好記錄并報有關部門。

14、水泥和水泥熟料的出廠決定權屬于質量管理部門。質量管理部門應配備出庫主管負責出廠水泥和水泥熟料的檢驗和過程管理，水泥和水泥熟料出廠應有質量管理部門通知方可出廠。

15、子公司必須建立出廠水泥和水泥熟料質量合格確認制度，經確認合格后方可出廠。

16、為保證出廠產品的實物質量，各子公司應制定嚴于海螺標準要求的內控指標，出口產品和重點工程水泥內控指標必須優于合同約定指標，以保證出廠產品的實物質量受控。

17、嚴禁無均化功能的水泥庫單庫包裝或散裝，嚴禁上入下出。每季度應進行一次水泥28天抗壓強度勻質性試驗。

18、水泥出入庫處要增加檔板、連鎖、熱電阻等方式進行監控，防止水泥出錯庫、漏庫事件發生。

19、袋裝水泥出廠采取過磅驗證方式確保袋重合格，不得采用補包方式彌補袋重不足的問題。散裝水泥應出具與袋裝水泥包裝標志內容相同的卡片。

20、袋裝水泥在確認或檢驗合格后存放一個月以上，質量管理部門應發出停止該批水泥出廠通知，并現場標識。經重新取樣檢驗，確認符合標準規定后方能重新簽發水泥出廠通知單。

21、出廠產品檢驗結果中任一項指標不合格時，應立即通知用戶停止使用該批產品，子公司與用戶雙方將該編號封存樣寄送省級或省級以上國家認可的建材行業質檢機構進行復檢，以復檢結果為準。

22、質量事故分為：重大質量事故、質量事故、一般質量事故。

23、重大質量事故：出廠產品不符合國家標準或合同約定指標要求。

24、質量事故：出廠產品不符合海螺內控標準要求，出廠產品質量指標數據弄虛作假，生產工藝控制不執行質量管理通知，進廠原燃材料質量不符合要求并嚴重影響生產。

25、一般質量事故：過程控制指標連續三次達不到內控指標要求或單點嚴重超標，檢驗用藥品、試劑、儀器或操作不符合要求導致錯誤的檢驗結果指導生產，生產單位不良質量行為。

26、重大質量事故和較大負面影響的曝光事件，追究子公司第一責任人和質量管理者代表相應的管理責任，按導致事故發生的原因追究相關部門負責人及責任人的直接責任和相應管理責任；并追究品質部相關人員相應管理責任。

27、質量事故，追究質量管理者代表相應管理責任，按導致事故發生的原因追究相關部門負責人及責任人的直接責任和管理責任。

28、一般質量事故，按導致事故發生的原因考核或追究相關責任人的直接責任。

29、硅酸鹽水泥熟料Portland Cement Clinker：即國際上的波特蘭水泥熟料（簡稱水泥熟料），是一種由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料按適當配比，磨成細粉，燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要礦物成分的產物。30、按照水泥熟料的主要特性與用途分為:通用水泥熟料和特性水泥熟料。

二、名詞解釋

1、硅酸鹽熟料：由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按適當比例磨成細粉燒至部分熔融所得以硅酸鈣為主要礦物成份得水硬性膠凝物質。

2、鐵質校正原料：用以補充配合生料中氧化鐵不足的原料。

3、水泥：凡細磨成粉磨狀，加入適量水后可成為塑性漿體，即能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能將砂、石等材料牢固地膠結在一起的水硬性膠凝材料。

4、質量：一組固有特性滿足需求的能力。

5、比表面積：單位質量的物料所具有的總表面積。

6、KH:表示熟料中氧化硅被氧化鈣飽和生成硅酸三鈣的程度。

7、燒失量:物料在高溫灼燒產生一系列物理化學反應, 所引起的質量增加與減少的代數和。

8、初凝: 從加水到失去可塑性的時間。

9、安定性:水泥硬化體積變化的均勻性。

10、不溶物:經過酸堿處理不能被溶解的殘留物。

11、誤差:真實值與測量值之間的差值。

12、終凝時間：為水泥加水拌和時到水泥漿完全失去可塑性并開始產生強度的時間。

13、細度：水泥顆粒的粗細程度。

14、水泥密度：水泥單位體積的質量。

15、標準稠度：為測定水泥的凝結時間、體積安定性等性能，使其具有準確的可比性，水泥凈漿以標準方法測試所達到統一規定的漿體可塑性程度。

16、活性混合材料：凡是天然的或人工制成的礦物質材料，磨細成粉，加水后其本身不硬化，但與石灰加水調和成膠凝狀態，不僅能在空氣中硬化，并能繼續在水中硬化，這類材料稱為活性混合材料或水硬性混合材料。

17、混凝土：一般是指以水泥為膠結料配制而成的一種復合材料，即水泥、水及砂、石、另外有時會摻入適當的摻合料（如粉煤灰、硅灰、粒化高爐礦渣、沸石粉等）和外加劑配制而成的復合材料。

18、粉煤灰：從煤粉爐煙道氣體中收集的粉末稱為粉煤灰。

19、火山灰質混合材：凡天然的或人工的以氧化硅、氧化鋁為主要成份的礦物質材料，本身磨細加水拌和并不硬化，但與氣硬性石灰石混合后，再加水拌和，則不但在空氣中硬化，而且能在水中繼續硬化。

三、問答題

1、如何選擇石膏最佳摻入量？在日常生產中，通常用同一熟料摻加不同百分比的石膏，磨到同一細度，然后進行凝結時間、安定性、強度試驗，根據各齡期強度情況綜合考慮，選擇在凝結時間正常、安定性合格時達到最高強度的SO3摻入量，作為生產中的控制指標。

2、燒成系統對熟料產品質量的影響？配料是前提，煅燒是關鍵。燒結過程是熟料礦物形成的關鍵過程。在配料滿足要求的前提下，優質熟料必須通過合理的煅燒來實現。燒成系統影響熟料質量的因素很多，歸根結底仍集中在“風、料、煤”的合理匹配上。“風、料、煤”的合理匹配是熟料生產的永恒主題，直接影響熟料的f-CaO合格率及熟料強度，熟料質量優劣，與燒成系統工藝狀況及操作狀況密不可分。“風”對熟料煅燒的影響主要體現在系統用風、篦冷機用風、一次風、二次風、三次風等。

3、燒成系統有哪六大熱工系統組成？

主要有：回轉窯系統、預熱器系統、燃燒器系統、蓖冷機系統、煤磨系統、分解爐系統。

4、生料為什么要控制0.2 mm以上的顆粒含量？ 生料細度偏粗：（1）細度大，特別是0.20mm篩余大，顆粒表面積減少了煅燒過程中顆粒之間的接觸，同時顆粒表面積小，自由能減少，不易參加反應，致使生料中碳酸鈣分解不完全，易造成f-CaO增加，熟料質量下降。（2）熟料礦物主要通過固相反應形成的。固相反應的速度除與原料的礦物性質有關外，在均化程度、煅燒溫度和時間相同的前提下，與生料的細度成正比關系，細度愈細，反應速度愈快，反應過程愈易完全。

5、評價物料均勻性的指標？

1、標準偏差

2、變異系數

3、均化效果

6、熟料冷卻目的是什么？

答：1）為防止出窯熟料C3S分解和C2S粉化，降低熟料強度；

2）回收熱量，提高熱使用效率，降低煤耗； 3）防止損壞輸送設備，延長設備的使用壽命。

7、如何根據熟料的外狀況來鑒別熟料的燒成質量？

根據熟料外觀形狀，可以將立窯熟料塊大致分為：黑色致密塊狀；黑灰爭葡萄串狀太致密塊狀；棕色致密塊狀；白色塊狀；灰黑色料；黃球，黃粉等。

灰黑色葡萄串狀及致密塊狀熟料（外表為深灰色或深黑色），特點是熟料質量較高，尤其是致密狀黑色塊更好。

棕色致密塊狀熟料處表為深棕色（少數呈紅棕或黃棕），致密大塊，孔隙很小，易粉化，屬于立窯中心部位的產物。

白色塊狀熟料外表呈灰白色（少數呈乳白色或白色略帶綠色）微密的塊狀。一般是在大粒煤塊直接接觸的周圍或煤比較集中的地方包在棕色大塊料中，屬于立窯中心極不通風部位的產物。

灰黑色粒疏松多孔，一般是在通風過剩，底火太淺處形成，f-CaO含量較高。黃粉、黃球基本屬于生燒料，一般在通風過強，或存有齜風孔眼、塌邊塌洞的情況下漏出形成。

8、KH、SM、IM對煅燒的影響？

在實際生產中KH過高，工藝條件難以滿足需要，f-CaO會明顯上升，熟料質量反而下降，KH過低，C3S過少熟料質量也會差，SM過高，硅酸鹽礦物多，對熟料的強度有利，但意味著熔劑礦物較少，液相量少，將給煅燒造成困難，SM過低，則對熟料溫度不利，且熔劑礦物過多，易結大塊爐瘤，結圈等，也不利于煅燒。IM的高低也應視具體情況而定。在C3A+C4AF含量一定時，IM高，意味著C3A量多，C4AF量少，液相粘度增加，C3S形成困難，且熟料的后期強度，抗干縮等影響，相反，IM過低，則C3A量少，C4AF量多，液相粘度降低，這對保護好窯的窯皮不利

9、分解率高低對熟料煅燒影響？ 預分解技術的出現是水泥煅燒工藝的一次技術飛躍。它是在預熱器和回轉窯之間增設分解爐和利用窯尾上升煙道，設燃料噴入裝臵，使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐內以懸浮態或流化態下迅速進行，使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來在回轉窯內進行的碳酸鹽分解任務，移到分解爐內進行；燃料大部分從分解爐內加入，少部分由窯頭加入，減輕了窯內煅燒帶的熱負荷，延長了襯料壽命，有利于生產大型化；由于燃料與生料混合均勻，燃料燃燒熱及時傳遞給物料，使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過程得到優化。因而具有優質、高效、低耗等一系列優良性能及特點。分解率一般控制在90-95％，并不是越高越好，因為生料的分解率越高，分解爐需要的氣體溫度越高，當分解率超過95％時分解爐的氣體溫度也直線上升，熱耗大大增加，還引起結皮和堵塞，同時延長了物料在爐內的停留時間。

10、液相對熟料形成有何影響，液相粘度和液相量的影響因素

1、熟料煅燒過程中液相量一般為20%-30%。如果液相量過多，則易結大塊、煉過、結瘤；如果液相量過少，則料子發散，不易形成完整的底火，易發生垮邊、塌窯等現象。液相量多，對于C3S的形成有利，少則對C3S不利。液相量的多少與生料成分、燒成溫度有關。生料組分種數較多，則在同樣溫度下形成的液相量比組分種數較少時多，溫度高時形成的液相量也多。

2、液相粘度與生料中Al2O3、Fe2O3的含量有關，IM高的生料則液相粘度大；IM低的生料則液相粘度小；溫度高液相粘度小；加入適量的礦化劑（CaF2＜0.5%）液相粘度減少；反之則液相粘度增大。液相粘度大，則物料燒結范圍較寬，物料不易被燒熔，底火嚴實，在落窯時，不易破壞，但對C3S的形成不利，這種熟料一般含Al2O3較高，熟料早期強度高。如果液相粘度小，則物料燒結范圍較窄，物料易被燒熔，底火較軟，易結大塊，對C3S的形成有利。

11、煤質對煅燒的影響。

煤質的好壞直接影響著水泥企業熟料產、質量及綜合效益。企業需根據地理環境合理定位，并嚴格按定位基準進行采購，保證窯產量、質量，降低消耗，最大限度的提高企業整體效益。煤灰分的變化，使摻入到熟料中的煤灰發生改變，會引起熟料的化學成分和率值變化，從而影響熟料強度。通過數據對比發現，煤灰每變化1%，熟料KH變化約0.008，可見煤質變化對熟料質量的影響。

煤的揮發分低，著火溫度低；煤的揮發分高，著火溫度高，燃燒速度快。煤的灰分高，熱值低，容易造成不完全燃燒，預分解系統結皮賭塞；煤灰參量過多，使窯內的煅燒溫度降低，易造成燒成帶長厚窯皮。實踐證明，煤的不完全燃燒是導致窯內結圈、結蛋的主要原因之一。

12、影響生料易燒性的主要因素

1、生料化學成分：KH、SM高，生料難燒；反之易燒，還可能易圈；SM、IM高，難燒，要求較高的燒成溫度。

2、原料的性質和顆粒組成

原料中石英和方解石售量多，難燒，易燒性差；結晶質粗粒多，易燒性差。

3、生料中次要氧化物和微量無素

生料中含有少量次要氧化物，如MgO、K2O、Na2O等有利于熟料形成，易燒性好，但含量過多，不利于煅燒。

4、生料的均勻性和生料粉磨細度

生料均勻性好，粉磨細度細，易燒性好。

5、礦化劑

摻加各種礦化劑，均可改善生料的易燒性。

6、生料的熱處理

生料的易燒性差，就要求燒成溫度高，煅燒時間長。生料煅燒過程式中升溫速度高，有利于提高新生態產物的活性，易燒性好。

7、液相

生料煅燒時，液相出現溫度低，數量少，液相粘度小，表面張力小，離子遷移速度大，易燒性好，有利于熟料的燒成。

8、燃煤的性質

燃煤熱值高，煤灰分少，細度細，燃燒溫度高，有利于熟料的燒成。

9、窯內氣氛 窯內氧化氣氛煅燒，有利于熟料的形成。

三、計算題

1、根據以下熟料成份計算熟料率值及C3S、C2S、C3A、C4AF？ SiO2:22.23% Al2O3:5.35% Fe2O3:3.47% CaO:66.16% MgO:1.14% f-CaO:0.43% KH= CaO-fCaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3/2.8SiO2 =0.895 SM=SiO2/Al2O3+Fe2O3=2.52 IM=Al2O3/Fe2O3=1.54 C3S=3.8SiO2(3KH-2)=57.86 C2S=8.6SiO2(1-KH)=20.1 C3A=2.65(Al2O3-0.64Fe2O3)=8.29 C4AF=3.04Fe2O3=10.55

第四篇：淺談水泥粉磨工藝

淺談水泥粉磨工藝-飽磨

輥壓機-球磨機聯合粉磨系統：即在物料進入球磨機終粉

前，先經過以輥壓機作為主要設備的預粉磨系統，然后分級符合要求的細料進入球磨進行終粉磨，這種方式比立磨-球磨機聯合粉磨系統效率更高，而且最后由球磨機進行終粉、顆粒級配及顆 粒表面形狀好。

出現磨機飽磨的原因有許多，有粗磨倉堵塞，細磨倉堵塞。從以下幾個方面可判斷出來：

1、現場聽磨音低沉；

2、磨機電流下降；

3、水泥磨出口負壓上升；

4、出磨提升機電流下降。采取措施：應立即停止喂料，增大磨機通風量。

總之，造成磨機飽磨和影響臺產的因素有很多種，例如：

熟料、煤渣、石灰石、粉煤灰的易磨性差；輥壓機的擠壓效果不好；入磨物料的粒度、水份過大；隔倉板損壞；研磨體級配不當；磨內通風不良；入磨物料溫度過高等等，都會影響磨機的臺產，而盲目的加大產量，極易造成飽磨。只要我們在工作中認真、正確的判斷，一定可以提高磨機的臺產，避免飽磨現象發生。

吉安南方粉磨工段：萬奎

二〇一一年五月二十七日

第五篇：畢業論文《合成氨工藝設計》

摘要

氨是重要的無機化工產品之一，合成氨工業在國民經濟中占有重要地位。除液氨可直接作為肥料外，農業上使用的氮肥，例如尿素、硝酸銨、磷酸銨、氯化銨以及各種含氮復合肥，都是以氨為原料的。合成氨是大宗化工產品之一，世界每年合成氨產量已達到1億噸以上，其中約有80%的氨用來生產化學肥料，20%作為其它化工產品的原料。

我國合成氨裝置很多，但合成氨裝置的控制水平都比較低，大部分廠家還停留在半自動化水平，靠人工控制的也不少，普遍存在的問題是：能耗大、成本高、流程長，自動控制水平低。這種生產狀況下生產的產品成本高，市場競爭力差，因此大部分化肥行業處于低利潤甚至處于虧損狀態。為了改變這種狀態，除了改變比較落后的工藝流程外，實現裝置生產過程優化控制是行之有效的方法。合成氨生產裝置是我國化肥生產的基礎，提高整個合成氨生產裝置的自動化控制水平，對目前我國化肥行業狀況，只有進一步穩定生產降低能耗，才能降低成本，增加效益。而實現合成氨裝置的優化是投資少、見效快的有效措施之一。合成氨裝置優化控制的意義是提高整個合成氨裝置的自動化水平，在現有工藝條件下，發揮優化控制的優勢，使整個生產長期運行在最佳狀態下，同時，優化系統的應用還能節約原材料消耗，降低能源消耗，提高產品的合格率，增強產品的市場競爭能力。

關鍵字 合成氨 農業 化學肥料 意義

目錄

摘要.............................................................................................................................1 正文.................................................................................................................................3 一.前言............................................................................................................................3 1.1 物理性質：.........................................................................................................3 1.2化學性質.............................................................................................................3 二.合成氨工業產品的用途................................................................................................3 2.1氨氣用途：..........................................................................................................3 2.2氨水用途.............................................................................................................3 三.合成氨的生產工藝.......................................................................................................4 ３．１原料氣制備.....................................................................................................4 ３．１．１ 一氧化碳變換過程..........................................................................4 ３．１．２脫硫脫碳過程...................................................................................4 ３．１．３氣體精制過程...................................................................................5 ３．１．４氨合成..............................................................................................5 ３．２合成氨的催化機理..........................................................................................5 ３．３催化劑的中毒.................................................................................................6 四．影響合成氨的因素：.................................................................................................6 ４.１溫度對氨合成反應的影響..................................................................................6 ４.２壓力對氨合成反應的影響..................................................................................7 ４.３空速對氨合成反應的影響..................................................................................7 ４.４氫氮比對氨合成反應的影響.............................................................................7 五．研究現狀...................................................................................................................8 六.發展趨勢.....................................................................................................................8 七.研究合成氨的意義:......................................................................................................9 ７.１、施用化肥之必然.............................................................................................9 ７.２.使用化肥的作用...............................................................................................9 ７．２．１提高糧食產量...................................................................................9 ７．２．２提高土壤肥力.................................................................................10 ７．２．３發揮良種潛力.................................................................................10 ７．２．４補償耕地不足..................................................................................11 ７．２．５增加有機肥量..................................................................................11 ７．２．６發展綠色資源..................................................................................11 ７．３、化肥與生物能增值......................................................................................11 致謝...............................................................................................................................13 參考文獻........................................................................................................................14

正文

一.前言

1.1 物理性質：

無色氣體,有刺激性惡臭味。分子式NH3。分子量17.03。相對密度0.7714g/l。熔點-77.7℃。沸點-33.35℃。自燃點651.11℃。蒸氣密度0.6。蒸氣壓1013.08kPa(25.7℃)。1.2化學性質

蒸氣與空氣混合物爆炸極限16～25%(最易引燃濃度17%)。

氨在20℃水中溶解度34%,25℃時,在無水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是許多元素和化合物的良好溶劑。

水溶液呈堿性,0.1N水溶液PH值為11.1。液態氨將侵蝕某些塑料制品,橡膠和涂層。

遇熱、明火,難以點燃而危險性較低;但氨和空氣混合物達到上述濃度范圍遇明火會燃燒和爆炸,如有油類或其它可燃性物質存在,則危險性更高。

與硫酸或其它強無機酸反應放熱,混合物可達到沸騰。

不能與下列物質共存:乙醛、丙烯醛、硼、鹵素、環氧乙烷、次氯酸、硝酸、汞、氯化銀、硫、銻、雙氧水等。

二.合成氨工業產品的用途

2.1氨氣用途：

a：工業上用氨氣來通過氧化制造硝酸，而硝酸是重要的化工原料。b：制造化肥。2.2氨水用途：

a.氨水是實驗室重要的試劑

b.軍事上作為一種堿性消毒劑，用于消毒沙林類毒劑。常用的是10%濃度的稀氨水（密度0.960），冬季使用濃度則為20%。c.無機工業用于制選各種鐵鹽。

d.毛紡、絲綢、印染等工業用于洗滌羊毛、呢絨、坯布，溶解和調整酸堿度，并作為助染劑等。

e.有機工業用作胺化劑，生產熱固性酚醛樹脂的催化劑。

f.醫藥上用稀氨水對呼吸和循環起反射性刺激，醫治暈倒和昏厥，并作皮膚刺激藥和消毒藥。

g.也用作洗滌劑、中和劑、生物堿浸出劑。還用于制藥工業，紗罩業，曬圖等。

三.合成氨的生產工藝

３．１原料氣制備

將煤和天然氣等原料制成含氫和氮的粗原料氣。對于固體原料煤和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣；渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對氣態烴類和石腦油，工業中利用二段蒸汽轉化法制取合成氣。

凈化，對粗原料氣進行凈化處理，除去氫氣和氮氣以外的雜質，主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精制過程。

３．１．１ 一氧化碳變換過程

在合成氨生產中，各種方法制取的原料氣都含有CO，其體積分數一般為12%~40%。合成氨需要的兩種組分是H2和N2，因此需要除去合成氣中的CO。變換反應如下：

CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ

由于CO變換過程是強放熱過程，必須分段進行以利于回收反應熱，并控制變換段出口殘余CO含量。第一步是高溫變換，使大部分CO轉變為CO2和H2；第二步是低溫變換，將CO含量降至0.3%左右。因此，CO變換反應既是原料氣制造的繼續，又是凈化的過程，為后續脫碳過程創造條件。

３．１．２脫硫脫碳過程

各種原料制取的粗原料氣，都含有一些硫和碳的氧化物，為了防止合成氨生產過程催化劑的中毒，必須在氨合成工序前加以脫除，以天然氣為原料的蒸汽轉化法，第一道工序是脫硫，用以保護轉化催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據一氧化碳變換是否采用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業脫硫方法種類很多，通常是采用物理或化學吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。粗原料氣經CO變換以后，變換氣中除H2外，還有CO2、CO和CH4等組分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化劑的毒物，又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。一般采用溶液吸收法脫除CO2。根據吸收劑性能的不同，可分為兩大類。一類是物理吸收法，如低溫甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法，如熱鉀堿法，低熱耗本菲爾法，活化MDEA法，MEA法等。

３．１．３氣體精制過程

經CO變換和CO2脫除后的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2。為了防止對氨合成催化劑的毒害，規定CO和CO2總含量不得大于10cm3/m3(體積分數)。因此，原料氣在進入合成工序前，必須進行原料氣的最終凈化，即精制過程。目前在工業生產中，最終凈化方法分為深冷分離法和甲烷化法。深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍(<-100℃)條件下用液氮吸收分離少量CO，而且也能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣，深冷凈化法通常與空分以及低溫甲醇洗結合。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應生成CH4和H2O的一種凈化工藝，要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分數)一般應小于0.7%。甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(CO+CO2)含量脫除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性氣體CH4的含量。甲烷化反應如下： CO+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔ CO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ

３．１．４氨合成

將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在催化劑的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨產品的工序，是整個合成氨生產過程的核心部分。氨合成反應在較高壓力和催化劑存在的條件下進行，由于反應后氣體中氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反應氫氮氣循環的流程。氨合成反應式如下： N2+3H2→2NH3(g)=-92.4kJ/mol ３．２合成氨的催化機理

熱力學計算表明，低溫、高壓對合成氨反應是有利的，但無催化劑時，反應的活化能很高，反應幾乎不發生。當采用鐵催化劑時，由于改變了反應歷程，降低了反應的活化能，使反應以顯著的速率進行。目前認為，合成氨反應的一種可能機理，首先是氮分子在鐵催化劑表面上進行化學吸附，使氮原子間的化學鍵減弱。接著是化學吸附的氫原子不斷地跟表面上的氮分子作用，在催化劑表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3，最后氨分子在表面上脫吸而生成氣態的氨。上述反應途徑可簡單地表示為： xFe + N2→FexN FexN +〔H〕吸→FexNH FexNH +〔H〕吸→FexNH2 FexNH2 ＋〔H〕吸FexNH3xFe+NH3 在無催化劑時，氨的合成反應的活化能很高，大約335 kJ/mol。加入鐵催化劑后，反應以生成氮化物和氮氫化物兩個階段進行。第一階段的反應活化能為126 kJ/mol～167 kJ/mol，第二階段的反應活化能為13 kJ/mol。由于反應途徑的改變（生成不穩定的中間化合物），降低了反應的活化能，因而反應速率加快了。

３．３催化劑的中毒

催化劑的催化能力一般稱為催化活性。有人認為：由于催化劑在反應前后的化學性質和質量不變，一旦制成一批催化劑之后，便可以永遠使用下去。實際上許多催化劑在使用過程中，其活性從小到大，逐漸達到正常水平，這就是催化劑的成熟期。接著，催化劑活性在一段時間里保持穩定，然后再下降，一直到衰老而不能再使用。活性保持穩定的時間即為催化劑的壽命，其長短因催化劑的制備方法和使用條件而異。

催化劑在穩定活性期間，往往因接觸少量的雜質而使活性明顯下降甚至被破壞，這種現象稱為催化劑的中毒。一般認為是由于催化劑表面的活性中心被雜質占據而引起中毒。中毒分為暫時性中毒和永久性中毒兩種。例如，對于合成氨反應中的鐵催化劑，O2、CO、CO2和水蒸氣等都能使催化劑中毒。但利用純凈的氫、氮混合氣體通過中毒的催化劑時，催化劑的活性又能恢復，因此這種中毒是暫時性中毒。相反，含P、S、As的化合物則可使鐵催化劑永久性中毒。催化劑中毒后，往往完全失去活性，這時即使再用純凈的氫、氮混合氣體處理，活性也很難恢復。催化劑中毒會嚴重影響生產的正常進行。工業上為了防止催化劑中毒，要把反應物原料加以凈化，以除去毒物，這樣就要增加設備，提高成本。因此，研制具有較強抗毒能力的新型催化劑，是一個重要的課題。

四．影響合成氨的因素：

４.１溫度對氨合成反應的影響

氨合成反應是一個可逆放熱反應。當反應溫度升高時，平衡向著氨的分解方向移動；溫度降低反應向著氨的生成方向移動。因此，從平衡觀點來看，要使氨的平衡產率高，應該采取較低的反應溫度。

但是從化學反應速度的觀點來看，提高溫度總能使反應的速度加快，這是因為溫度升高分子的運動加快，分子間碰撞的機率增加，同時又使化合時分子克服

[1]阻力的能力加大，從而增加分子有效結合的機率。

總之，溫度低時，反應有利于向合成氨的方向進行，但是氨合成的反應速度較低；提高溫度不利于向氨的合成方向移動，但反應速度可以增加。在實際生產中反應溫度的選擇主要決定于氨合成催化劑的性能。４.２壓力對氨合成反應的影響

氨的合成反應是一個分子的氮與三個分子的氫結合生成兩個分子的氨，即氨合成反應是分子數目減少、體積縮小的反應，提高壓力，可使反應向著生成氨的方向進行。對于氨合成反應來說，提高壓力就是提高反應氣體的濃度，從而增加反應分子間碰撞的機會，加快了反應的速率。

總之，增加壓力對氨的合成反應是有利的，既能增大平衡轉化率，又能加快反應速率。但壓力也不宜過高，否則，不僅增加動力的消耗，而且對設備和材料的要求也較高。根據我國具體情況，目前在小型合成氨廠，設計壓力一般為31.4MPa[2]。

４.３空速對氨合成反應的影響

氣體與催化劑接觸時間的長短，通常用空速來表示。它的物理意義是：在標準狀況下，單位時間內在1m3的催化劑上所通過的氣體體積。其單位為m3(標)氣體/（m3催化劑·h）,或簡寫為h-1。在一定的合成條件下，空速增加，氣體與催化劑接觸時間減少，出合成塔氣體氨含量降低。

例如：在29.4MPa、475℃下反應，空速由10000h-1增加到20000h-

1、40000h-1,出塔氣體氨含量由25%降至21.5%、16.2%。這看來對生產不利，但由于空速的提高，單位時間內通過催化劑的氣體增加，則氨的實際產量增加。在一定條件下，空速由10000h-1 增加到20000h-

1、30000h-

1、40000h-1，催化劑生產能力由1950kgNH3/(h·m3)增加到3340、4280、5040 kgNH3/(h·m3)。

由此看出，增加空間速度可以提高氨的產量。但由于空間速度的增加，每生產一噸氨所需的循環氣量，輸送氣體所需克服的阻力等都要增大，因而消耗的能量也隨之加大。尤其是空間速度過大，從合成塔出來的氣體帶出的熱量增多，會使催化劑床層的溫度難以控制，并使循環氣中氨不易冷凝。在小型合成氨中，一般將空速控制在15000-25000 h-1。４.４氫氮比對氨合成反應的影響

一個根據平衡移動原理，如果改變平衡體系的濃度，平衡就向減弱這個改變的方向移動[3]。氨合成反應的進行，是按H2/N2=3：1的比例消耗的，因此提高氫氣、氮氣的分壓，維持H2/N2=3：1可以提高平衡氨含量。從氨合成反應速度可知，在非平衡的狀態下，適當增加氮的分壓對催化劑吸附氮的速度有利，因為氮的活性吸附是氨合成反應過程的控制步驟。在一般的生產條件下，氨產率只能達到平衡值的50%～70%，因此，在生產中應適當提高氮的比例，一般控制循環氣中氫氮比在2.2～2.8之間較為適宜。

五．研究現狀

解放前中國只有兩家規模不大的合成氨廠，解放后合成氨工業有了迅速發展。1949年全國氮肥產量僅0.6萬噸，而2009年達到7021.9萬噸，成為世界上產量最高的國家。中國引進了一批年產30萬噸氮肥的大型化肥廠設備。中國自行設計和建造的上海吳涇化工廠也是年產30萬噸氮肥的大型化肥廠。這些化肥廠以天然氣、石油、煉油氣等為原料，生產中能量損耗低、產量高，技術和設備都很先進。

化學模擬生物固氮的重要研究課題之一，是固氮酶活性中心結構的研究。固氮酶由鐵蛋白和鉬鐵蛋白這兩種含過渡金屬的蛋白質組合而成[4]。鐵蛋白主要起著電子傳遞輸送的作用，而含二個鉬原子和二三十個鐵和硫原子的鉬鐵蛋白是絡合N2或其他反應物（底物）分子，并進行反應的活性中心所在之處。關于活性中心的結構有多種看法，目前尚無定論。從各種底物結合物活化和還原加氫試驗來看，含雙鉬核的活性中心較為合理。中國有兩個研究組于1973—1974年間，不約而同地提出了含鉬鐵的三核、四核活性中心模型，能較好地解釋固氮酶的一系列性能，但其結構細節還有待根據新的實驗結果精確化。

國際上有關的研究成果認為，溫和條件下的固氮作用一般包含以下三個環節：

①絡合過程。它是用某些過渡金屬的有機絡合物去絡合N2，使它的化學鍵削弱；

②還原過程。它是用化學還原劑或其他還原方法輸送電子給被絡合的N2，來拆開N2中的N—N鍵；

③加氫過程。它是提供H+來和負價的N結合，生成NH3。

化學模擬生物固氮工作的一個主要困難是，N2絡合了但基本上沒有活化，或絡合活化了，但活化得很不夠。所以，穩定的雙氮基絡合物一般在溫和條件下通過化學還原劑的作用只能析出N2，從不穩定的雙氮絡合物還原制出的NH3的量相當微少。因此迫切需要從理論上深入分析，以便找出突破的途徑。

固氮酶的生物化學和化學模擬工作已取得一定的進展，這必將有力地推動絡合催化的研究，特別是對尋找催化效率高的合成氨催化劑，將是一個有力的促進。

六.發展趨勢

①原料路線的變化方向。從世界燃料儲量來看，煤的儲量約為石油、天然氣總和的10倍，自從70年代中東石油漲價后,從煤制氨路線重新受到重視,但因以天然氣為原料的合成氨裝置投資低、能耗低、成本低的緣故,預計到20世紀末,世界大多數合成氨廠仍將以氣體 燃料為主要原料。②節能和降耗。合成氨成本中能源費用占較大比重，合成氨生產的技術改進重點放在采用低能耗工藝、充分回收及合理利用能量上，主要方向是研制性能更好的催化劑、降低氨合成壓力、開發新的原料氣凈化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位熱能等。現在已提出以天然氣為原料的節能型合成氨新流程多種，每噸液氨的設計能耗可降低到約29.3GJ。③與其他產品聯合生產。合成氨生產中副產大量的二氧化碳，不僅可用于冷凍、飲料、滅火，也是生產尿素、純堿、碳酸氫銨的原料。如果在合成氨原料氣脫除二氧化碳過程中能聯合生產這些產品，則可以簡化流程、減少能耗、降低成本。中國開發的用氨水脫除二氧化碳直接制碳酸氫銨新工藝，以及中國、意大利等國開發的變換氣氣提法聯合生產尿素工藝，都有明顯的優點。

七.研究合成氨的意義:

７.１、施用化肥之必然

生產和使用化肥，是農業生產和科學研究發展到一定階段的必然產物。農業生產的不同歷史階段，有不同的主要肥源。20世紀初，由于大規模合成氨方法的問世，化肥工業獲得迅速發展，并已成為發達國家傳統的工業基礎之一。當今一座年產30萬噸合成氨或50萬噸尿素的化肥廠，一年能生產的氮素，大約相當于種植80萬公頃豆科綠肥或飼養3000萬頭豬的豬廄肥所能提供的氮素。更為重要的是，化肥作為一種新肥源，突破了農業（廢）副產品還田和農業物質自然（有機）循環的局限。它可以完全不依賴于土地及作物本身，不受氣候和其他自然條件的影響，采用現代工業生產的方法，大量提供作物必需的養分，從而在現代農業中大放異彩。農業發展的統計結果認為，糧食產量主要與這些化學指數（單位面積N+P2O5+K2O施用量）呈密切相關。人口密度高的國家，化學化發展越快，化學化指數越高。-這已為一個多世紀來不同國家的農業現代化實踐所證明，那些耕地潛力有限的國家，如西歐各國和日本，農業現代都從增施化肥起步。即在一個時期內，主要以化肥形式對農業增加投入，以提高作物單產為首要目標，進而實現農業機械化。從20世紀70年代以后，發展中國家如中國、印度和一些亞洲國家，其化肥使用水平提高很快，這也是其農業生產快速發展的主要原因。

７.２.使用化肥的作用

７．２．１提高糧食產量

據聯合國糧食組織（FAO）統計，在1950-1970的20年中，世界糧食總產增加近1倍，其中因谷物播種面積增加10600萬公頃，所增加的產量占22％；由于單位面積產量提高所增加的產量占78％。而在各項增產因素中，西方及日本科學家一致認為，增加化肥要起到40％-65％的作用。據全國化肥試驗網1981-1983年在29個省（區）18種作物上完成的6000個田間試驗結果，其中對糧食作物（水稻、小麥、玉米），每千克化肥養分平均可增產糧食9.4kg（每千克N、P2O5和K2O分別增產10.8、7.3和3.4kg，其投入比例為1：0.4：0.1（加數平均）。進入20世紀90年后，由于化肥平均施用量的提高和肥效報酬遞減等原因，氮、磷養分的增產作用有所降低，鉀素養分的增產效果有所提高。按1986-1995年部分試驗資料統計，平均肥效降低約20％，即每千克化肥養分平均可增產糧食7.5kg。這與魯如坤（1998）據FAO在世界不同地區的試驗結果相似。由于近半個世紀以來，在世界不同地區不同作物上的肥效試驗結果頗為一致，故世界各國對化肥增產作用的評價也基本相同。大致而言，化肥在糧食增產中的作用，包括當季肥效和后效，可占到50％左右。據張世賢統計（1996），我國從1952-1995年，糧食產量與化肥投入量同步增長，密切相關。20世紀末，我國年生產糧食約5億噸，年投入化肥約4200萬噸。化肥中如按75％投放于糧食作物，并按我國近期千克化肥養分平均增產糧食7.5kg計，則由化肥增產的糧食每年為2.363億噸，占年糧食總產的47.3％。

７．２．２提高土壤肥力

國內外10年以上的長期肥效試驗結果證明，連續的、系統的施用化肥都將對土壤肥力產生積極的影響。什么是土壤肥力？筆者認為，土壤肥力可以明確地認為就是“土壤生產力”。威廉斯對土壤肥力基本描述“土壤能同時地，最大限度地滿足作物對水分和養分需求的能力。”化肥如何影響土壤肥力？每年每季投入農田的化肥，一方面直接提高土壤的供肥水平。供應作物的養分；另一方面，在當季作物收獲后，將有相當比例養分殘留于土壤（N約30％，P約70％，K約40％），盡管其殘留部分（如N）可能會經由不同途徑繼續損失，但其大部分仍留在土壤中，或被土壤吸持，或參與土壤有機質和微生物體的組成，進而均可被第2季、第2年以及往后種植的作物持續利用。這就是易被人們忽視的化肥后效。連續多年合理施用化肥，土壤有效養分持續增加，作物單產不斷提高的一個重要證據，對一個地區不同階段的同一種作物，在當季不施肥條件下，其單產呈現不斷增加的趨勢。這是土壤肥力（土壤生產力）持續提高的標志。可以認為，所謂培肥土壤或提高土壤肥力，說到底是提高土壤在無肥條件下的生產力，而連續和系統的施用化肥和有機肥，則是提高土壤肥力或生產力的最有效的方式。正確認識化肥對土壤肥力的影響的一個核心問題，就是化肥是否會單向消耗土壤有機質，使土壤有機質含量不斷下降甚至消耗殆盡？土壤有機質是由土壤生產的有機物，以不同方式（根茬、秸稈或有機廢棄物等）殘留和歸還土壤并長期積累的。作物產量越高，單位面積收獲的農產品越多，自然殘留和歸還土壤的有機物也越多。當化肥施入土后被土壤微生物利用可轉化為微生物體，也可直接參與土壤中有機物的降解和有機中間產物的再合成（如形成腐殖物質），也都能增加土壤有機質含量和促進有機物的代謝更新。另一方面，以多種方式施用和歸還農田的有機廢棄物（秸稈、有機肥等）也是補償和增加土壤有機質的重要途徑。增施化肥恰恰是通過作物生產以提高有機物的生產總量，增加根茬留量和有機物還田量的最基本手段。國外連續數十年至百年的長期試驗結果表明，在化肥區的作物產量略高于有機肥區，無肥區產量僅為化肥或有機肥區35％-40％的水平，連續施用NPK的化肥區，其保持的土壤有機碳含量雖比有機肥區明顯為少，但仍比無肥區高。英國、前蘇聯、丹麥、日本等7國平均經連續47年的長期試驗結果為：無肥區、化肥區和有機肥區土壤有機碳的含量為1.12％（100％）；1.27％（114％）和1.75（156％）。由中國農科院土肥所主持，在我國不同輪作區完成的連續10年的肥效定位試驗，獲得相似結果。

７．２．３發揮良種潛力

現代作物育種的一個基本目標是培育能吸收和利用更多肥料養分的作物新種，以增加產量，改善品質。因此，高產品種可以認為是對肥料具有高效益的品種。例如，以德國和印度各自的小麥良種與地方種相比，每100kg產量所吸收的養分量基本相同，但良種的單位面積養分吸收量是地方種的2.0-2.8倍，單產是地方種的2.14-2.73倍。小麥育種專家 N.E.Borlaug一再強調，肥料對于以品種改良為突破口的“綠色革命”具有決定性意義。我國雜交稻的推廣也與肥料投入量密切相關。據湖南農科院土肥所報告（1980），常規種晚稻隨施肥量增加其單產增加不明顯，而雜交晚稻（威優6號）則隨施肥雜交晚稻較常規晚稻多吸收N21-54kg，P2O51.5-15kg、K2O19.5-67.5kg。因此，肥料投入水平成為良種良法栽培的一項核心措施。

７．２．４補償耕地不足

對農業增施化肥，實質上與擴大耕地面積的效果相似。例如，按我國近幾年化肥平均肥效，每噸養分增產糧食7.5t計，若每公頃耕地的平均糧食單產也是7.5t，則每增施化肥養分1t，即相當于擴大耕地面積1hm2。因此，那些人多地少的國家，無一不是借助增加投肥量一謀求提高作物單產，彌補其耕地的不足。日本、荷蘭通過增加化肥投入量，使其耕地面積相對增加60-227％。

７．２．５增加有機肥量

化肥投入量的增加，與作物產量的提高和畜牧業的發展有關。統計表明，德國從1850-1965年的115年間，化肥從無到有，直至平均使用量增至300kg/hm2,隨著糧食產量和畜牧業發展，施用于農田的有機肥也從1.8-2.0t/hm2增加到8-9t/hm2，增長達4.5倍。我國從1965-1990年，投入農田的化肥量增加14.7倍，有機肥實際投入量則增加1倍，而以秸稈和根茬等形式增加的有機質總量則更多。由此可見，農牧產品的生物循環必然將相當數量的化肥養分保存在有機肥中。有機肥成為化肥養分能不斷再利用的載體。因此，充分利用有機肥源，不僅可發揮有機肥的多種肥田作用，也是充分發揮化肥作用，使化肥養分持續再利用的重要途徑。

７．２．６發展綠色資源

化肥作為一種基本肥源，是發展經濟作物、森林和草原等綠色資源的重要物質基礎。據統計，我國在較充足的施用化肥，實現連年糧食豐收，人民溫飽的條件下，經濟作物也獲得大幅度發展。1995年前的10年中，糖料、油料、橡膠、茶葉等作物增加50％-80％，瓜，菜增150％-170％，水果增加250％，極大地豐富了我國城鄉市場和增進了農產品的出口能力。糧食和多種農副產品的豐足，也促進了退耕還林、還草的大面積實施和城鄉的大規模綠化，為在宏觀上治理水土流失，保護和改善生態環境提供了可靠的基礎。我國有1.42億公頃森林（FAO，1990）長期在雨養的自然條件下生長，如能有重點地施用肥料（尤其對那些次生林），即可加速成材和擴展覆蓋率；我國有3.18億公頃草原（FAO，1990），長期缺水少肥，載蓄率極低，有的每公頃年產肉量不到15kg，如能對有一定水源的草原適量施肥，可較快地提高生草量和載蓄率。一些發達國家，因其有相當數量化肥用于林業和草地，用于發展多種經濟作物和實施城鄉大規模綠化。使其農牧產品豐富，而且因其能充分開發和利用綠色資源而使其能保持優美的生態環境。

７．３、化肥與生物能增值

農作物生產的本質，就是利用綠色植物所含葉綠素的光合作用，將太陽能轉化為作物貯藏的物能，進而將貯藏生物能的農產品供人類和動物利用。由于適量施用化肥，作物生長旺盛，葉面積擴展快，葉綠素含量高，單位時間內光合作用產物和轉化貯藏的太陽能就多。隨著化肥施用，作物產量及貯藏的生物能也將不斷增值。據筆者計算，1964-1975年11年間，上海郊區化肥施用量（N）從115kg/hm2增加到287kg/hm2，相應的糧食產量由7.2t/hm2提高到10.1t/hm2，秸稈也隨之增加，而每公頃農田收獲得生物能總量也由278.8GJ（100％）提高到300.6GJ（140％）。美國20世紀70年代以玉米計算的資料表明，每投入4.1868KJ化學形式的礦物能，可從玉米籽粒中回收6-8倍即25.4-33.5KJ的生物能，其能量的投入產出比為1：6-8。如果計算化肥的連續后效，化肥增值生物能的效益將更高。由此可見，平衡和合理地施用化肥，實質上是一種利用礦物能以轉化和增值生物能的有效手段，是發展現代農業的基本途徑。因此，不同的肥源發展階段，具有不同的農業物質與能量的循環方式，具有不斷發展的循環量。很明顯，在有機農業階段，作物的單產主要受制于耕地土壤的自然肥力和有機物和還田量。因而，每年糞肥、綠肥等有機肥的使用量就是特別重要。當有機肥量不足時，只能采用輪休或輪作豆科植物，賴以恢復和保持地力。而當發展到無機-有機農業階段，隨著化肥投入農田量的增加，有機肥供肥（養分）作物將不斷為化肥所代替，作物產量不斷提高，農業物質循環量迅速增大，直至相對穩定在較高的循環量水平，即在一定的作物品種、氣候及水利等生產條件下能達到的較高水平。無機-有機物質及其中能量的不斷循環，也使化肥和有機肥的作用得到統一。這兩種肥料都須通過土壤而為作物利用，都能促進作物增產，并隨物質和能量的循環，相互發生形態的轉化。前一年施入的化肥，增產了糧食（籽粒和秸稈），通過人和畜禽的利用，產生的有機廢棄物（糞便、墊料等），將有相當部分變成下一年的有機肥。因此，施用化肥既是當季作物的直接肥源和增產手段，又可為下一季作物增加有機肥源。這也是我國農民通俗的稱之為“無機”換“有機”的途徑，或另一種形式的“肥（化肥）多糧多——糧多豬多——豬多肥（有機肥）多”的良性循環。由此可見，有機肥和化肥雖然形態不一，各具特點，但都是農業物質和能量循環中兩種本肥料形態。在循環過程中對立而統一，殊途而同歸，共同促進農作物的持續增產和土壤的不斷提高。總之，化肥與世界上任何其他事物一樣，也決不是完美無缺的。它同樣具有值得人們充分重視的另一個側面。大量連續地施用化肥，特別是在不平衡與不合理施用的狀況下，化肥的一些負面影響或副作用，會日益顯現出來。如對水體的富營養化，增加環境中硝態氮含量；對某些土壤物理性質（如結構性）的影響；對若干蔬菜、水果的口感質影響等，都是現實存在地問題。由此需要促進人們對平衡施肥概念的認識和發展，對有廢棄物再循環和還田的高度重視，以及力求全面提高化肥在經濟、社會和生態方面的綜合效益。

致謝

參考文獻

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