Różnice ilościowe

Różnice ilościowe, jakie zaznaczają się między przedstawionymi termogramami, dotyczą wielkości kolejnych efektów cieplnych, a w pewnej mierze także zakresu temperatur, w których efekty te występują. Jest to oczywiście spowodowane ilościowymi różnicami w składzie chemicznym, a także różnicami dotyczącymi mineralogii składników poszczególnych mieszanek (program uprawnienia budowlane na komputer).
Ilościowe zestawienie teoretycznego bilansu cieplnego jest dla ekonomii ciepła przemysłu cementowego zagadnieniem podstawowym, stanowi bowiem podstawę do oceny stopnia wykorzystania ciepła w konkretnej przemysłowej instalacji piecowej, a więc umożliwia porównawczą ocenę różnych typów pieców.

Sumaryczny bilans energetyczny procesu ogrzewania mieszanki surowcowej do temperatury ok. 1350°C wykazuje przewagę zjawisk endotermicznych, wśród których największa i decydująca pozycja dotyczy termicznego rozkładu węglanu wapniowego (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
Saldo bilansu zmienia się pod względem swej wielkości zależnie od składu chemicznego ogrzewanej mieszanki, ale wahania te są stosunkowo niewielkie i zawierają się w granicach 1760-r-1800 kJ/kg klinkieru.

Podstawę wyjściową do sporządzenia teoretycznego bilansu ciepła stanowią: skład mineralny i chemiczny do określonych temperatur oraz wielkości efektów cieplnych związanych z przemianami fizykochemicznymi zachodzącymi w toku ogrzewania mieszanki surowcowej. Dane te służą do obliczania ilości ciepła niezbędnego do uruchomienia i przebiegu procesów fizycznych i przemian chemicznych.

Procesy fizyczne to przede wszystkim ogrzewanie materiałów wyjściowych i pośredniczących oraz odzyskiwanie ciepła przez chłodzenie materiałów (uprawnienia budowlane). Przykładem przemiany chemicznej silnie endotermicznej jest dysocjacja węglanu wapniowego pochłaniająca przy 900°C 1660 kJ/kg CaC03.
Uproszczony przykład bilansu przytacza F. M. Lea, uzyskując wynik 1760 kJ/kg klinkieru i zastrzegając sobie, że dotyczy on konkretnej mieszanki surowcowej i że obliczenia dotyczące mieszanek o innym składzie mineralnym i chemicznym mogą dać nieco inne wyniki (program egzamin ustny).

Zapotrzebowanie ciepła

W radzieckim zbiorowym opracowaniu W. W. Timaszew przytacza na str. 292-J-296 szczegółowy tok obliczenia teoretycznego bilansu dla konkretnej mieszanki surowcowej, zakończony wynikiem 1820 kJ/kg klinkieru.
H. Kiihl zebrał wyniki obliczeń dokonanych w latach 1941-1956 przez różnych autorów dla różnych mieszanek surowcowych; wyniki te zawarte są w granicach 1625-1800 kJ/kg klinkieru (opinie o programie).

F. Keil podaje skrótowe trzy różne metody obliczania teoretycznego zapotrzebowania ciepła na wyprodukowanie 1 kg klinkieru, wychodząc ze składu tlenkowego klinkieru, obliczeniowego składu fazowego klinkieru oraz opierając się na różnicach ciepła rozpuszczania w HC1 substratów i produktów reakcji zachodzących w czasie ogrzewania mąki surowej. Ostateczne wyniki powyższych trzech różnych rachunków wynoszą odpowiednio 1787, 1783, 1771 kJ/kg klinkieru. Autor dodaje uwagę, że ze względu na zastosowaną metodę ostatni wynik (1771 kJ/kg) nie obejmuje ciepła kondensacji pary wodnej (segregator aktów prawnych).
Większość obliczeń teoretycznego zapotrzebowania ciepła, opartych na najnowszych danych termochemicznych, daje wyniki bliskie 1800 kJ/ /kg klinkieru. Tę też wartość wypada zalecić do stosowania przy rachunkach techniczno-ekonomicznych dotyczących ekonomii ciepła przy przemysłowym wytwarzaniu klinkieru portlandzkiego.

Trzeba pamiętać, że powyższe rozważania i dane liczbowe dotyczą zwykłych, tzw. klasycznych mieszanek surowcowych, zestawionych z węglanu wapniowego i minerałów ilastych.
W przypadku wytwarzania klinkieru z żużla wielkopiecowego teoretyczne zapotrzebowanie ciepła jest znacznie mniejsze.

Żużel wielkopiecowy zawiera już znaczną ilość (30-r-40%) tlenku wapniowego związanego z tlenkami kwaśnymi (promocja 3 w 1). Dlatego też dla uzyskania odpowiedniej mieszanki trzeba do niego dodać mniejszą lub większą, ale w porównaniu z mieszanką klasyczną stosunkowo niewielką uzupełniającą ilość wapna w postaci wapienia.