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文檔簡介

1、3.4 熟料燒成一、熟料燒成系統(tǒng)的發(fā)展二、預分解窯系統(tǒng)的設(shè)計1 預分解窯系統(tǒng)的開發(fā)2 預分解窯系統(tǒng)的工藝特點3 回轉(zhuǎn)窯4 分解爐5 懸浮預熱器6 熟料冷卻機1 歷史回顧水泥工業(yè)的誕生1824年英國人Joseph Aspdin在廚房里通過煅燒磨細的石灰石與粘土的混合料得到了一種膠凝材料,由它制成的磚塊很像由波特蘭半島采下來的波特蘭石,由此將這種膠凝材料命名為“波特蘭水泥”(Portland Cement),并獲得的專利。當時的產(chǎn)品因為并沒有煅燒到熔融程度,化學成分和特性只相當于羅馬石灰。1843年J. Aspdin的兒子William Aspdin在其新建的工廠的間歇式圓窯真正生產(chǎn)出波特蘭水泥,

2、宣告波特蘭水泥工業(yè)產(chǎn)品誕生。Beehive一、熟料燒成系統(tǒng)的發(fā)展早期的水泥工業(yè)Swanscombe works, 1872 Workers from Bevans cement works lighting kilns, 1926. 水泥熟料燒成設(shè)備的發(fā)展水泥窯的發(fā)展經(jīng)歷了立窯、干法中空窯、濕法窯、懸浮預熱器窯、預分解窯五個階段。中國的第一家水泥廠誕生于1886年,建在澳門的青洲島,存在時間很短。1889年在唐山興建水泥廠啟新洋灰公司(現(xiàn)啟新水泥廠),1892年生產(chǎn)第一袋水泥,1906年投入生產(chǎn),中國水泥工業(yè)誕生。1.1 立窯 (Vertical Kiln)1843年間歇式圓窯,1910年機械

3、化立窯,在國外于6070年代逐步被淘汰,國內(nèi)70年代開始大量發(fā)展,估計到2015年被徹底淘汰;1.2 回轉(zhuǎn)窯 (Rotary Kiln)1877年英國人TR. Crompton申請回轉(zhuǎn)窯煅燒水泥熟料的專利,但沒有實現(xiàn);1885年英國人Fredenv Ransome取得了水泥回轉(zhuǎn)窯的專利,1887年建成了第一臺回轉(zhuǎn)窯,試驗雖未成功,但奠定了回轉(zhuǎn)窯的基本系統(tǒng);18981899年間,在英國、美國、德國等相繼投產(chǎn)了真正能正常生產(chǎn)的干法回轉(zhuǎn)窯。濕法窯干法窯典型回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)1.2.1 濕法回轉(zhuǎn)窯濕法長窯及帶料漿蒸發(fā)機窯,4050年代盛行,國內(nèi)引進了一批;最大的是美國7.62/6.40/6.91232m的濕法

4、窯,日產(chǎn)熟料3600t;啟新洋灰(華新水泥股份有限公司前身)1907年由清政府批準興建,1946年重建,引進兩條700t/d濕法水泥熟料生產(chǎn)線。70年代,華新自己設(shè)計建造3號窯,代表了當時國內(nèi)水泥行業(yè)最先進的生產(chǎn)技術(shù),被國家命名為“華新型”窯,向全國推廣并出口國外。 燃燒了近60年的“華新型”窯2005年6月?;鸱鉅t。華新整體拆除在市中心的3座窯,騰出近500畝黃金地段用作商業(yè)開發(fā),生產(chǎn)工人經(jīng)轉(zhuǎn)崗培訓后進入新的崗位。 1.2.2 干法回轉(zhuǎn)窯中空干法窯及立波爾窯、帶余熱鍋爐發(fā)電窯、旋風預熱器窯、立筒預熱器窯及預分解窯等。1929年誕生了第一臺半干法立波爾窯,聯(lián)邦德國的5.6*90m的立波爾窯,日

5、產(chǎn)量3300t;1932年史密斯公司獲得旋風預熱器專利,1953年德國洪堡公司建造了第1臺四級旋風預熱窯,國際上60年代轉(zhuǎn)向發(fā)展干法,日本宇部公司伊佐水泥廠的6.2*125m懸浮預熱窯,日產(chǎn)量5500t;1971年末石川島公司開發(fā)的預分解窯投入生產(chǎn),10000t/d級預分解窯為6.490m。我國第1臺懸浮預熱及預分解窯于1976年投產(chǎn),80年代引進幾套大型預分解窯。干法回轉(zhuǎn)窯的發(fā)展立波爾窯:對球、塊狀物料煅燒方式的改進;懸浮預熱窯:對粉狀物料煅燒方式的改進;預分解窯:對熟料煅燒過程中燃料燃燒方式和氣固傳熱方式的雙重改進。中空干法窯及濕法長窯:單機產(chǎn)量低、熱耗高;立波爾窯及料漿蒸發(fā)機窯:結(jié)構(gòu)復雜

6、、操作維修要求高、揚塵大,單機產(chǎn)量雖較高,熟料質(zhì)量不如濕法窯;余熱鍋爐發(fā)電窯:生產(chǎn)和發(fā)電機組的運行互相牽制,有時會形成惡性循環(huán);落后窯型在世界水泥工業(yè)中所占的比重日益減少,世界性的能源日趨緊張以及環(huán)境保護的要求,新型干法預分解窯得到了長足的發(fā)展。水泥生產(chǎn)典型流程1.3 流化床水泥窯系統(tǒng) ( Fluidized Bed Cement Kiln System, FLBECKS )研發(fā)目的:有效燃燒低級煤,大幅度降低NOx排放量和增加熱效率(通過回收排出的固體和氣體的熱量),以符合全球性的環(huán)境保護、節(jié)能和生產(chǎn)水泥的各項要求?;驹恚豪昧骰仓械娜紵?、熱傳遞、顆粒分散和造粒特點。流化床水泥窯系統(tǒng)的

7、優(yōu)點: 1)煤種的選擇靈活:流化床是接觸傳熱,溫度達到1300以上時,足以完成燒成反應。流化床的良好燃燒和傳熱特性決定了優(yōu)質(zhì)煤、劣質(zhì)煤均能有效地燃燒。因此煤種的選擇余地很大?;剞D(zhuǎn)窯由于熱交換靠熱輻射,要求火焰溫度達18002000。 2)降低熱耗降1025:用造粒窯和燒結(jié)窯燒成的熟料粒度小而均勻,在流化床猝冷器和移動床冷卻器中的熱交換很好,熱效率可達80以上。與回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)相比,散熱表面積也減小。上述兩種因素使熱耗下降1025。 流化床水泥窯系統(tǒng)的優(yōu)點3)減少CO2排放量1025、NOx排放量40以上:由于熱耗下降,又可選用低碳劣質(zhì)煤,燃燒形成的CO2相應減少。流化床的燃燒是在較低溫度下進行的,

8、NOx排放量的顯著減少。 4)生產(chǎn)各種水泥的轉(zhuǎn)換性好: 利用流化床燃燒特點,能精確控制造粒和燒結(jié)溫度,因此轉(zhuǎn)換生產(chǎn)各種水泥比較容易,而且系統(tǒng)的優(yōu)良特性保證生產(chǎn)出的特種水泥質(zhì)量好、成本低。能生產(chǎn)多品種和高標號優(yōu)質(zhì)水泥,可穩(wěn)定生產(chǎn)PO52.5直到PO62.5高標號水泥 。5)建廠成本、運轉(zhuǎn)成本和維修成本低:與長回轉(zhuǎn)窯比,流化床系統(tǒng)的設(shè)備占用面積減少70,建廠投資少1030。由于沒有象回轉(zhuǎn)窯和蓖冷機那樣的活動部件,流動床水泥燒成系境的機械設(shè)備和耐火材料的壽命增長,在熱耗降低的同時,運轉(zhuǎn)和維修成本也下降,運行成本降低25% 。研發(fā)進程1984年川崎重工業(yè)株式會社開始對流化床窯系統(tǒng)進行基礎(chǔ)試驗。與住友大

9、阪水泥公司合作,在2t/d試驗室窯上對造粒和熟料燒成進行了基本的研究與測試。在此基礎(chǔ)上,從1986年至05年3月底,試驗在通產(chǎn)省資助下繼續(xù)進行。1989年日本煤炭利用中心、住友大阪水泥公司和川崎重工三家合作,在住友大阪水泥公司的Tochigi工廠建成20t/d的中試線,并開始運轉(zhuǎn)試驗。試驗到1993年3月底結(jié)束,驗證了基本工藝過程和系統(tǒng)的可靠性(包括設(shè)備、運轉(zhuǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量等),還擴大了試驗規(guī)模。1993年4月開始,200t/d的擴大試驗廠項目在日本煤炭利用中心和日本水泥協(xié)會組織下實施,試驗廠的設(shè)計工作隨即進行。200t/d的擴大試驗廠于1995年底建成。為使200t/d系統(tǒng)達到工業(yè)應用的要求,從

10、1996年2月至1997年底進行了運轉(zhuǎn)試驗。其間,將擴大規(guī)模的兩窯系統(tǒng)改裝成等效的一窯系統(tǒng),對其進行了試驗,并取得了基本數(shù)據(jù)。流化床水泥窯系統(tǒng)以熱自造粒為核心技術(shù)的兩窯和一窯流化床系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)成功。兩窯系統(tǒng)(FLBECKS-)懸浮預熱器(SP):由4級旋風筒組成,生料在預熱器中被預熱和預分解, 這是傳統(tǒng)的技術(shù)。造粒窯(SBK):在1300高溫下使生料造粒,平均粒徑為l2mm,無需喂入粒種。這是本系統(tǒng)的核心工序。燒結(jié)窯(FBK):在高溫1400條件下,有效地完成對造粒爐產(chǎn)生的生料小球的燒結(jié)。冷卻器:由流化床猝冷器(FBQ)和移動床冷卻器(PBC)組成。在猝冷器中,燒成熟料由1400迅速冷卻至10

11、00以保證得到優(yōu)質(zhì)熟料。在移動床冷卻器中,熟料被冷卻至150左右,可有效回收熟料的余熱。一窯系統(tǒng)(FLBECKS)Overview of 200 t/day plantSystem Configuration Clinker produced from a fluidized-bed kiln一窯系統(tǒng)(FLBECKS)取消了兩窯系統(tǒng)的燒結(jié)窯,造粒燒結(jié)窯或稱為流化床水泥窯同時具有造粒和燒結(jié)的功能。和兩窯系統(tǒng)一樣,一窯系統(tǒng)的冷卻器由流動床猝冷器和移動床冷卻器組成,但流動床猝冷器是直接裝在流化床水泥窯(FCK)的底部分選排料系統(tǒng)之下,同時具有猝冷熟料和三級分選物料的功能。預熱器與兩窯系統(tǒng)一樣。在經(jīng)濟

12、和操作穩(wěn)定性方面,新的一窯系統(tǒng)較為優(yōu)越,除生產(chǎn)特種水泥外,一窯系統(tǒng)生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量幾乎與兩窯系統(tǒng)的一樣。Fluidized-bed Advanced Cement Kiln System,F(xiàn)AKS熟料煅燒及冷卻Key technology流動床猝冷器和移動床冷卻器的組合保證了熟料冷卻過程中很高的熱回收率,這樣冷卻空氣量降低至造粒窯和燒成窯中燃燒燃料所需的空氣量;而在傳統(tǒng)的蓖冷機中,由于熱回收率低,需要大量的過??諝?。所以流化床水泥窯系統(tǒng)的熱耗和CO2排放要相應地降低。Scale-up dataItemsUnit200t/d1,000t/d3,000t/dHeat consumptionkcal

13、/kgcl771694676Power consumptionkWH/tcl4335.732.9FCK diameterm2.55.79.7CoolerStrings-224FBQ Diameterm0.71.61.9PBC Diameterm3.178.6Tower sizeWidthm101726Lengthm81626Heightm51.56372Construction cost comparison for 1000t/d clinker burning section Full Turn KeyFree On BoardConventional Rotary Kiln 100%10

14、0%FAKS79%88%The above comparison does not include land acquisition cost and dismantling cost for existing plant. Running cost comparison with Rotary KilnAssuming the value of Rotary Kiln to be 100%. Capacity (tcl/d)3006001000 20003000FAKSFuel cost (%)7474747576Electric power cost (%)132133133135137R

15、epair and maintenance cost (%)2826262524Total operation cost (%)7474747475流化床水泥窯系統(tǒng)在我國的試驗日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)機構(gòu)(NEDO)將其列入日本對華綠色援助項目。從2000年開始,NEDO在中國選擇十幾家生產(chǎn)水平較高的立窯企業(yè)進行考察,實施1000t/d流化床水泥窯項目。淄博寶山生態(tài)建材有限公司被國家計委列入候選企業(yè),以“優(yōu)秀的企業(yè)管理水平、完善的工藝設(shè)備條件、良好的投資環(huán)境”得到日方的肯定。2004年11月國家發(fā)改委正式同意在山東寶山生態(tài)建材有限公司建設(shè)。1000t/d流化床項目總投資1.6億元人民幣,其中日方

16、主要承擔流化床窯的主體設(shè)備的供貨,中方投資4000萬元人民幣,主要承擔項目的土建和有關(guān)附屬設(shè)備及安裝。項目建設(shè)期限為2年,計劃于2007年6月正式投產(chǎn)。由于寶山公司資金鏈中斷引發(fā)財務危機、瀕臨破產(chǎn),已無法完成流化床水泥窯項目,根據(jù)國家發(fā)改委、山東省發(fā)改委、市委市政府、區(qū)委區(qū)政府的研究決定,由淄博綠源建材有限責任公司接管山東寶山生態(tài)建材有限公司實施流化床水泥窯項目。2007年7月20日國家發(fā)改委、省發(fā)改委和日本NEDO在北京簽定了基本協(xié)議書修訂案和實施協(xié)議書修正案,明確了淄博綠源建材有限公司在該項目中的法律地位和權(quán)利義務關(guān)系,即由淄博綠源建材有限責任公司全面代替原山東寶山生態(tài)建材有限責任公司在該

17、項目中的所有權(quán)利和義務。 流化床水泥窯的特點1.大幅度地擴大了煤種的選擇范圍。可選用煙煤、無煙煤或低質(zhì)煤。 2.良好的節(jié)能指標。可降低10-25%的熱消耗量。 3.較好的環(huán)保性能。 CO2排放減少10-25%,NOx排放減少40%以上。 4.節(jié)約建設(shè)費用,減低運行成本。 與同規(guī)格的回轉(zhuǎn)窯相比,設(shè)備投資節(jié)約20%,運行成本降低25%。5.能生產(chǎn)多品種和高標號優(yōu)質(zhì)水泥。流化床水泥窯可以穩(wěn)定生產(chǎn)PO52.5和PO62.5高標號水泥。 在建的1000t/d FAKS流化床窯一旦在淄博實踐成功,將帶來水泥煅燒新的技術(shù)革命,由于其良好的工作指標和占地面積小等特點,特別適合我國目前量大面廣的立窯改造。 FA

18、KS工藝流程示意圖熟料燒成系統(tǒng)的發(fā)展2、發(fā)展現(xiàn)狀近年來我國水泥年產(chǎn)量示意圖近年來我國新型干法水泥年產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比例1996年和1997年海螺寧國水泥廠和山水山東水泥廠在我國相繼突破日產(chǎn)2000t熟料生產(chǎn)線低投資建設(shè)難關(guān);2003年海螺銅陵水泥廠和池州水泥廠先后突破日產(chǎn)5000t熟料生產(chǎn)線低投資建設(shè)難關(guān),為新型干法在全國普遍推廣鋪平了道路。 從2003年開始,全國各地區(qū)從東部沿海到西部內(nèi)陸依次掀起前所未有的水泥新型干法生產(chǎn)線建設(shè)高潮,全國水泥產(chǎn)量迅猛增長。2002年我國新型干法水泥產(chǎn)量為1.1億噸,占總產(chǎn)量的15%。到2010年新型干法水泥產(chǎn)量猛增到16億噸,占總量的85%。截止2012年底,

19、全國新型干法水泥生產(chǎn)線1637條,設(shè)計熟料產(chǎn)能達16億噸。 我國水泥工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀我國大型新型干法水泥技術(shù)的進步我國大型新型干法水泥技術(shù)取得突破性進展,裝備的先進性、可靠性大幅度提高,建設(shè)工期大大縮短,噸水泥投資大幅度降低,日產(chǎn)5000噸生產(chǎn)線基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。近幾年,投產(chǎn)的新型干法水泥生產(chǎn)線主要技術(shù)經(jīng)濟指標已達到國際先進水平,與上世紀90年代初期國內(nèi)外相近規(guī)模的生產(chǎn)線相比,熱耗下降了5%10%,電耗下降了10%15%,系統(tǒng)運轉(zhuǎn)率由不到80%提高到92%;與立窯相比,綜合能耗下降20%以上。2006年2月22日,中日合作1000t/d流化床水泥窯項目在山東淄博寶山生態(tài)建材有限公司正式破土動工。2

20、010年1月12日,蕪湖海螺水泥有限公司12000t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線項目申請報告通過省內(nèi)外專家組成的評審組審查。2011年12月26日,蕪湖廠日產(chǎn)12000t熟料生產(chǎn)線完成的72小時達標考核,結(jié)果是:回轉(zhuǎn)窯日產(chǎn)量12046t;熟料工序電耗24.63KWh/t;熟料熱耗2947KJ/Kg。2012年3月19日,該生產(chǎn)線實時監(jiān)測的排放數(shù)據(jù)為:窯尾粉塵排放濃度25mg/Nm3;NOx濃度500mg/Nm3。 B 線于2012年5 月10日點火投產(chǎn), 投產(chǎn)即達標,當月實現(xiàn)運轉(zhuǎn)率100% 。目前B 線各項運行 指 標 均 達 到A 線 水 平。二、預分解窯系統(tǒng)的設(shè)計傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯:生料的預熱、分

21、解和燒成均在窯內(nèi)完成?;剞D(zhuǎn)窯: 優(yōu)點:作為燒成設(shè)備,能夠提供斷面溫度分布比較均勻的溫度場,并保證物料在高溫下有足夠的停留時間。 不足:作為傳熱、傳質(zhì)設(shè)備不理想,對需要熱量較大的預熱、分解過程很不適應。原因分析:1)窯內(nèi)物料主要堆積在窯的底部,氣流從料層表面流過,氣流與物料的接觸面積小,傳熱效率低;2)窯內(nèi)分解帶料粉處于層狀堆積態(tài),料層內(nèi)部分解出的CO2向氣流擴散的面積小、阻力大、速度慢,并且料層內(nèi)部顆粒被CO2氣膜包裹, CO2分壓大,分解溫度要求高,增大了碳酸鹽分解的難度,降低了分解速度。1 預分解窯系統(tǒng)的開發(fā)預分解窯在70年代得到蓬勃發(fā)展, 19711972年為試驗階段、19731977年

22、是發(fā)展階段,1978年以后,預分解技術(shù)日趨成熟?;剞D(zhuǎn)窯燒成帶主要靠輻射熱進行熱交換,熱交換效率比較高;而在溫度較低的分解帶,如果使生料懸浮在窯廢氣中,它們之間熱交換更劇烈,熱交換效率更高。石川島70年代開發(fā)“分解爐” ,生料在分解爐內(nèi)達8090分解, 然后喂入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)。全部燃料的60供給分解爐,40燃料由窯頭噴入,降低了窯內(nèi)熱負荷。同常規(guī)旋風預熱窯相比,可以大大提高回轉(zhuǎn)窯單位有效容積的產(chǎn)量。1971年石川島公司首先在日本水泥公司進行預分解技術(shù)實驗獲得成功, 而后把該公司 3.9 m53.5 m立波爾窯改建為帶SF分解爐的懸浮預熱窯在1973年完成,使該窯日產(chǎn)量提高一倍,達到2000 td。預分

23、解窯系統(tǒng)的開發(fā)1971年12月日本三菱公司MFC窯在日本東谷水泥廠投產(chǎn);小野田公司1972年建1.8 m25 m RSP試驗窯,1974年在大船渡水泥廠建造3 000 td RSP窯;1976年7月神戶制鋼和日本水泥公司先建500 td的分解試驗室,1978年在上磯水泥廠建3600 td DD預分解窯。丹麥史密斯公司1974年在丹麥丹尼亞水泥廠建成中2.4 m 20 m預分解試驗窯,1977年在日本麻生水泥廠,建成4 000 td預分解窯。德國伯力鳩斯和洪堡公司開發(fā)了上升煙道分解爐技術(shù)。美國福勒公司和法國FCB公司購買了石川島SF分解爐專利;美國AC公司和前蘇聯(lián)以及我國建材研究院購買了RSP分

24、解爐專利,天津水泥院購買了DD分解爐等。預分解窯近10年來在我國飛速發(fā)展,05年以來每年新增生產(chǎn)線超過100條。預分解窯 (Precalcining Rotary Cement Kiln,PC窯; Rotary Cement Kiln with New Suspension Preheaters,NSP窯)預分解(或稱窯外分解)技術(shù):將已經(jīng)過懸浮預熱后的水泥生料,在達到分解溫度前,與進入到分解爐內(nèi)的燃料混合,在懸浮狀態(tài)下迅速吸收燃料燃燒熱,使生料中的碳酸鈣迅速分解成氧化鈣。懸浮預熱、窯外分解技術(shù)的突破,從根本上改變了物料預熱、分解過程的傳熱狀態(tài),將窯內(nèi)物料堆積態(tài)的預熱和分解過程,分別移到懸浮預

25、熱器和分解爐內(nèi)在懸浮狀態(tài)下進行。由于物料懸浮在熱氣流中,與氣流的接觸面積大幅度增加,因此傳熱速度極快,傳熱效率很高。同時,生料粉與燃料在懸浮態(tài)下均勻混合,燃料燃燒熱及時傳給物料,使之迅速分解。由于傳熱、傳質(zhì)迅速,大幅度提高了生產(chǎn)效率和熱效率。2 預分解窯的工藝特點在懸浮預熱器與回轉(zhuǎn)窯之間增加一個分解爐,或利用窯尾上升煙道,原有預熱器裝設(shè)燃料噴入裝置,使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程,在其中以懸浮態(tài)或流化態(tài)下極其迅速地進行,從而使入窯生料的分解率從懸浮預熱窯的30左右提高到8590 。預分解窯是在懸浮預熱窯基礎(chǔ)上發(fā)展起來的, 是懸浮預熱窯發(fā)展的更高階段,是繼懸浮預熱窯發(fā)明后的又一

26、次重大技術(shù)創(chuàng)新。2.1 預分解窯系統(tǒng)的優(yōu)點1) 入窯生料的分解率從懸浮預熱窯的30左右提高到8590;2)減輕了窯的熱負荷,延長襯料壽命; 3) 減少基建投資。窯的規(guī)格縮小,制造、運輸、安裝方便,占地面積小;4)單位熱耗低;5)單窯產(chǎn)量高;6)減少大氣污染。2.2 預分解窯系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)裝備筒管爐窯機五位一體:旋風筒、換熱管道、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、冷卻機。這五組關(guān)鍵技術(shù)裝備,彼此形成一個不可分割的完整體系。保證窯和管道系統(tǒng)的密封裝置情況良好,減少系統(tǒng)漏風和壓力損失。生產(chǎn)最優(yōu)化:不能單指某個子系統(tǒng)的最優(yōu)化,而首先必須全系統(tǒng)及其配套設(shè)備的最優(yōu)化,并包括生產(chǎn)管理、技術(shù)操作體系的最優(yōu)化。2.3 預分解窯系

27、統(tǒng)的工藝控制五穩(wěn)保一穩(wěn):在生產(chǎn)中必須做到生料化學成分穩(wěn)定、生料喂料量穩(wěn)定、燃料成分(包括熱值、煤的細度、油的霧化等)穩(wěn)定、燃料喂入量穩(wěn)定和設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定(包括通風設(shè)備), 從而保證窯系統(tǒng)的最佳的穩(wěn)定的熱工制度(窯系統(tǒng)的良好的燃料燃燒和熱傳遞條件)。預分解窯生產(chǎn)中一條最重要的工藝原則2.4 選擇燒成系統(tǒng)的原則綜合考慮原料和燃料情況、產(chǎn)品質(zhì)量要求、工廠規(guī)模、建廠的各種具體條件以及不同的燒成系統(tǒng)的特點,進行正確的判斷,從而使所選的燒成系統(tǒng)技術(shù)先進、經(jīng)濟合理。節(jié)能:熟料燒成系統(tǒng)最突出的問題之一,在進行燒成系統(tǒng)的選擇時,對節(jié)能問題應予以充分的重視。熟料燒成過程中消耗燃料的費用在水泥生產(chǎn)成本中占有較大的比重

28、。其所占比重隨生產(chǎn)方法、產(chǎn)品品種、燃料種類、價格、運輸距離以及其它因素的不同而異,一般約占1020,有時更高些。3 回轉(zhuǎn)窯3.1回轉(zhuǎn)窯的功能3.2 回轉(zhuǎn)窯的規(guī)格3.3 回轉(zhuǎn)窯的設(shè)計3.1 回轉(zhuǎn)窯的功能回轉(zhuǎn)窯1885年誕生以來經(jīng)歷了多次重大技術(shù)革新,作為水泥熟料礦物最終形成的煅燒技術(shù)裝備,具有獨特的功能和品質(zhì)。1) 燃料煅燒 具有廣闊的空間和熱力場, 可以供應足夠的空氣、裝設(shè)優(yōu)良的燃燒裝置,保證燃料充分燃燒,為熟料煅燒提供必要的熱量。2) 熱交換 具有比較均勻的溫度場,可以滿足水泥熟料形成過程各個階段的換熱要求,特別是阿利特礦物生成的要求?;剞D(zhuǎn)窯的功能3) 化學反應 作為化學反應器,隨著水泥熟料

29、礦物形成不同階段的不同需要,既可以分階段地滿足不同礦物形成對熱量,溫度的要求,又可以滿足它們對時間的要求, 是目前用于水泥熟料礦物最終形成的最佳裝備。4) 物料輸送 作為輸送設(shè)備,它具有更大的潛力,因為物料在回轉(zhuǎn)窯斷面內(nèi)的填充率,窯斜度和轉(zhuǎn)速都低。5) 降解、利用廢棄物 隨著環(huán)境意識的增強,20世紀以來,回轉(zhuǎn)窯的優(yōu)越環(huán)保功能迅速被挖掘。高溫、穩(wěn)定熱力場已成為降解利用各種有毒、有害、危險廢棄物的最好裝置。3.2 回轉(zhuǎn)窯的規(guī)格計算指標:回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量G(t/d),有效內(nèi)經(jīng)Di(m),窯的長度L(m),給定參數(shù):單位容積產(chǎn)量mv(t/m3d),單位表面積產(chǎn)量mF(kg/m2h),單位截面積產(chǎn)量mA(t

30、/m2h)G = 1/4Di2Lmv = 0.024DiLmF = 6Di2 mA 回轉(zhuǎn)窯的規(guī)格計算指標:回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量G(t/d),有效內(nèi)經(jīng)Di(m),窯的長度L(m)。 給定參數(shù):單位容積產(chǎn)量mv(t/m3d),單位表面積產(chǎn)量mF(kg/m2h),單位截面積產(chǎn)量mA(t/m2h)Di = 0.096mF/mvL = 24mA/ mvL/ Di = 250 mA / mF 統(tǒng)計公式南京工業(yè)大學李昌勇、劉龍統(tǒng)計80條7008500t/d NSP窯的結(jié)果G = 0.088Vi1.08 相關(guān)系數(shù)0.9998G = 0.682Di3.018L0.254 相關(guān)系數(shù)0.99937G = 1.5098 Di

31、3.218 相關(guān)系數(shù)0.99955回轉(zhuǎn)窯的功率回轉(zhuǎn)窯的所需功率N0(kW)N0 = KDi2.5Ln Di-窯的有效內(nèi)徑(m) L-窯的長度(m) n-窯的轉(zhuǎn)速(r/min) K-系數(shù),0.0450.048電機的選用功率N(kW) N = (1.151.35)N03.3 回轉(zhuǎn)窯的選型及設(shè)計1)回轉(zhuǎn)窯的規(guī)格應結(jié)合原燃料條件以及預熱器、分解爐冷卻機的配置情況等因素綜合確定;2)預分解窯的長徑比宜取11-16;3)預分解窯的斜度應為3.5-4%,最高轉(zhuǎn)速為3-3.5r/min,調(diào)速范圍1:10;4)回轉(zhuǎn)窯燒成帶筒體的冷卻宜采用強制風冷;5)回轉(zhuǎn)窯燒成帶應有筒體溫度的檢測措施;6)回轉(zhuǎn)窯的主電機宜采用

32、無級變速電動機,并需設(shè)置輔助傳動,輔助傳動應有備用電源。浮動輪帶改為鍵槽式輪帶,增強回轉(zhuǎn)窯筒體的橢圓度,提高窯內(nèi)耐火材料的使用壽命4 分解爐4.1 分解爐概述4.2 分解爐的基本爐型4.3 預分解窯系統(tǒng)氣體的流動方式4.4 分解爐與窯的連接方式4.5 分解爐的規(guī)格4.6 分解爐的選型及設(shè)計4.1 分解爐概述分解爐:承擔預分解窯系統(tǒng)中的燃燒、換熱和碳酸鹽分解任務。分解爐的工藝要求:1)生料與燃料能在爐內(nèi)很好的分散、混合和均布;2)燃料能在爐內(nèi)迅速的完全燃燒,并把燃燒熱及時的傳遞給物料;3)生料中的碳酸鹽組分迅速的吸熱、分解,逸出的CO2能及時排除。分解爐的結(jié)構(gòu)要求:改善爐內(nèi)氣、固流動方式,合理組

33、織爐內(nèi)流場。4.2 分解爐的基本爐型爐內(nèi)氣流的主要運動形式:旋風式、噴騰式、懸浮式及流化床式(或稱沸騰式)4種。工藝過程:生料及燃料在分解爐內(nèi)分別依靠“旋風效應”、“噴騰效應”、“懸浮效應”及“流態(tài)化效應”高度分散于氣流中,并滯后于氣流運動,從而增加物料與氣流間的接觸面積,延長物料在分解爐內(nèi)的滯留時間,達到提高燃燒效率、熱交換效率及入窯生料分解率的目的。國際上已有各種預分解窯達50多種4.2.1 “噴旋” 型分解爐以NSF (New-SF)CSF(Chichibu-SF)系列(日本石川島公司與秩父水泥公司研制)及RSP系列(日本小野田公司研制)爐型為代表。SF:Suspension Prehe

34、ater-Flash Furnace主要特點:燃料在旋流的熾熱三次風中點火起燃,預燃環(huán)境好,為下一步燃料在爐內(nèi)燃燒創(chuàng)造了良好條件;同時,氣固兩相流系在“噴旋”結(jié)合流場中完成?!皣娦钡拥膰婒v作用有利于物料在爐內(nèi)的分散、均布,旋流有利于延長物料在爐內(nèi)的滯留時間。關(guān)鍵:組織好噴騰流場及旋流流場的最佳匹配,保證氣流、物料在爐內(nèi)有充裕的滯留時間,避免爐內(nèi)偏流、短路和物料“特稀濃度區(qū)” 。由于旋流阻力較大,噴旋流場組織不好,會引起系統(tǒng)阻力增加,導致偏流及物料貼壁,影響物料的分散、均布、傳質(zhì)和動量傳遞效果,影響分解爐的燃燒、換熱和分解功能的充分發(fā)揮。SF、NSF、CSF的基本結(jié)構(gòu)其它同類爐型:CO-SF

35、型(Centered Outlet SF)、KSV 型 (Kawasaki Spouted Vortex)、NKSV型(New KSV)、TWD 型(Combination Furnace with whirlpool pre-burning Chamber)、CDC-I型(Cheng Du CalcinerIn Line)、TDF、NCSSTSF系列分解爐的特點SF爐:結(jié)構(gòu)比較簡單,爐內(nèi)溫度分布也比較均勻。但是原來油噴嘴及生料入口均設(shè)在爐自頂部,后油噴嘴移到爐錐體下部,但生料仍從上部喂入,燃料與生料在爐內(nèi)滯留時間過短,不利于燃料充分燃燒及氣體與生料的充分混合和傳熱。三次風及出窯煙氣混合入爐,

36、影響SF爐對固體燃料的適應性及生產(chǎn)效率的進一步提高。N-SF爐:與SF爐相比擴大了爐容,采用了“噴旋迭加”方式,優(yōu)化了爐內(nèi)氣固三維流場。將燃料改由爐下部蝸殼噴入,由從旋風筒下來的物料改由從爐反應室下部及窯尾煙室上部煙道兩處喂入,能夠直接噴入三次風之中迅速點火,并使一部分物料能夠在進入爐之前在煙道中與窯尾煙氣換熱。有利于提高燃料燃盡率,延長物料在分解爐區(qū)的滯留時間,也有利于窯氣與三次風之間的平衡調(diào)節(jié),取消了原來SF爐在窯尾煙道上安裝的調(diào)節(jié)壓力平衡閘板,減少了窯系統(tǒng)的阻力。NSF爐從根本上優(yōu)化了SF爐的結(jié)構(gòu)和功能,成為一個比較有競爭力的良好爐型。C-SF爐:針對N-SF爐出口設(shè)置上存在的缺點,在爐

37、頂部增設(shè)了渦室,并進一步增大了爐容。解決了NSF爐內(nèi)存在的氣固流偏流短路和物料特稀濃度區(qū)問題, 并延長了爐內(nèi)氣固滯留時間。CSF爐與最下一級旋風筒之間采用延長型水平連接管道,是在具體工藝布置下技術(shù)改進中采取的硬措施。由于水平管道易于積灰,需在適當部位增加灰斗排灰,增加了漏風因素,如果采用“鵝頸” 管道連接則會更好。SF預分解窯的技術(shù)性能KSV型系列分解爐KSV (Kawasaki Spouted Bed and Vortex Chamber):川崎噴騰床渦流爐,川崎重工研制。由下部的噴騰床及上部的渦流室兩個部分組成。而噴騰床由下部倒錐體入口喉管及圓筒室組成,渦流室則為噴騰床的擴展部分。爐內(nèi)的燃

38、料燃燒及生料的加熱分解是在噴騰床的“噴騰效應” 及渦流室的“旋風效應” 的綜合作用下完成,入窯物料分解率可達85 -90 。三次風一路由爐底部喉管噴入形成噴騰床,另一路從圓筒體的最下部以切線方向入爐, 加強氣流與生料的混合;窯尾煙氣從爐圓筒部分中間偏下部位以切線方向進入;燃油從爐的圓筒部分的幾個不同高度分別噴入;從上一級旋風筒下來的生料約有75從爐的圓筒部分與三次風切線進口的交界處進入,使生料和氣體充分混合并在上升氣流作用下形成噴騰床,生料隨氣流流動在噴騰床停留一定時間后,進入渦流室,并通過排氣口進入最低一級的旋風筒, 由此分離入窯。從上一級旋風筒下來的生料約有25從煙道縮口上部加入, 以吸收

39、煙氣顯熱,防止窯尾10001100 oC的高溫煙氣在入爐管道中的黏結(jié)堵塞,如果煙氣溫度不高,加入煙道中的生料, 可根據(jù)需要相應減少。KSV窯工藝流程圖KSV分解爐結(jié)構(gòu)示意圖N-KSV分解窯系統(tǒng)圖TDF型(天津院開發(fā))1) 分解爐坐落窯尾煙室之上,爐與煙室之間縮口在尺寸優(yōu)化后可不設(shè)調(diào)節(jié)閥板結(jié)構(gòu)簡單。2) 爐中部設(shè)有縮口,保證爐內(nèi)氣固流產(chǎn)生第二次“噴騰效應”。3) 三次風切線入口設(shè)于爐下錐體的上部,使三次風渦旋入爐:爐的兩個三通道燃燒器分別設(shè)于三次風入口上部或側(cè)部,以便入爐燃料斜噴入三次風氣流之中迅速起火燃燒。4) 在爐的下部圓筒體內(nèi)不同的高度設(shè)置四個喂料管入口, 以利物料分散均布及爐溫控制。5)

40、 爐的下錐體部位的適當位置設(shè)置有脫氮燃料噴嘴,以還原窯氣中的NOx,滿足環(huán)保要求。6) 頂部設(shè)有氣固流反彈室,使氣固流產(chǎn)生碰頂反彈效應,延長物料在爐內(nèi)滯留時間。7) 氣固流出口設(shè)置在爐上錐體頂部的反彈室下部。8) 由于爐容較DD爐增大, 氣流、物料在爐內(nèi)滯留時間增加, 有利于燃料完全燃燒和碳酸鹽分解。NCSST (或稱NST)型(南京院開發(fā))NC-SST-I型同線型爐,其特色在于:1)擴大了爐容,并在爐出口至最下級旋風筒之間增設(shè)了“鵝頸管”,進一步增大了爐區(qū)空間; 2)三次風切線入爐后與窯尾高溫氣流混合。由于溫度高,煤、料入口裝設(shè)合理, 即使低揮發(fā)分煤粉進入爐后亦可迅速起火燃燒。同時,在單位時

41、產(chǎn)10m3(th)的巨大爐容內(nèi)。可以保證煤粉完全燃燒。CDC-I型(成都院開發(fā))1) CDC-I型是在分析研究N-SF型爐實用經(jīng)驗基礎(chǔ)上研發(fā),爐底部采用蝸殼型三次風入口。坐落在窯尾短型上升煙道之上并在爐中部設(shè)有“縮口”形成二次噴騰,上部設(shè)置側(cè)向氣固流出口。2) 爐內(nèi)燃煤點有兩處,一處置在底部蝸殼上部;另一處設(shè)在爐下錐體處??筛鶕?jù)煤質(zhì)狀況調(diào)整。3) 爐內(nèi)下料點有兩處,一處在爐下部錐體處;另一處在窯尾上升煙道上,可用于預熱生料,調(diào)節(jié)系統(tǒng)工況。4) CDC型爐最大特點是可根據(jù)原燃料需要,增大爐容,亦可增設(shè)“鵝頸管道”,滿足燃料燃燒及物料分解需要。5) CDC-S型離線爐則是在原CDC型同型爐基礎(chǔ)上增

42、設(shè)類似RSP型爐的預燃室(SC室), 以滿足使用低質(zhì)燃料的需要。這樣,原設(shè)置CDC爐部位已改造類似RSP型爐的混合室(MC室)或稱上升煙道。并在上升煙道中部設(shè)有縮口使之形成二次噴騰。旁置預燃室系列 RSP型(Reinforced Suspension Preheater)RSP爐主要由渦流燃燒室即SB (Swirl Burner)室、渦流分解室即SC (Swirl Calciner)室及混合室即MC (Mixing Chamber)室3部分組成。在窯尾煙室與MC室之間設(shè)有縮口以平衡窯與分解爐之間的壓力??s口處風速一般5060ms,負壓為0.81.0KPa。RSP爐SC室對中低質(zhì)及高揮發(fā)分煤的點

43、火、預燃的優(yōu)異作用,其它爐型難以比擬。其它同型爐:TSD、SLC-D、CDC-SRSP預分解爐窯系統(tǒng)圖RSP爐的改進爐型示意圖TSD型爐TSD型爐是帶旁置旋流預燃室的組合式分解爐(Combination Furnace with spin pre-burning Chamber) ,其特點如下:1) 設(shè)置了類似RSP型爐的預燃室。2) 將DD型爐改造成為類似MFC型爐的上升煙道或RSP型窯的MC室(混合室),作為TSD型爐爐區(qū)的組成部分,并擴大了DD爐型的上升煙道容積,使TSD爐具有更大的適應性。3) 該爐可用于低揮發(fā)份煤及質(zhì)量較差的燃料。4.2.2 “噴騰”型及“噴騰迭加”型分解爐“噴騰”型

44、爐以FLS型系列爐型為代表,“噴騰迭加”型以DD型爐為代表。特點:燃料在熾熱的三次風中點燃起火。FLS爐的數(shù)個燃料噴嘴可以從爐下錐體中下部將燃料噴入向上噴騰的熾熱三次風中,亦可旋噴于三次風中。由于從上級旋風筒下來的物料下料點同燃料噴嘴有一段距離,燃料點火后可在此空間預燃。下料點與燃料噴嘴位置之間的合理匹配,對于燃料預燃十分重要。FLS型預分解窯FLS型預分解窯是丹麥史密斯公司研制。第一臺FLS窯于1974年初在丹麥Dania水泥廠投產(chǎn)。為了適應用戶的各種不同需要, FLS窯無論在分解爐的結(jié)構(gòu)上或旋風筒的匹配上, 以及窯、分解爐、旋風筒系列的布置上都有變革, 以求降低系統(tǒng)阻力,降低熱耗,提高效率

45、。原來FLS爐體分三個部分,上、下部各為一個倒錐形及正錐形筒體,中部為圓柱形筒體。內(nèi)部砌有耐火材料。從上級旋風筒下來的預熱生料,通過下料管從爐的下錐體上部喂入,燃料由下錐體中部喂入,燃燒空氣管由爐底中央插入,爐內(nèi)煙氣及懸浮在其中的生料,通過上錐體及連接管道進入最低級旋風筒中分離。1981年后,分解爐的結(jié)構(gòu)中取消了爐的上錐體部分,爐頂由原來的倒錐形改為平頂,含有懸浮生料的氣流是從爐的圓柱形筒體上部以切線方向?qū)С?,進入最低級旋風筒內(nèi)進行分離。FLS分解爐原型結(jié)構(gòu)改進后的FLS分解爐結(jié)構(gòu)FLS型上行式噴騰分解爐的特點1) 預熱后的生料從爐下錐體的上部或爐下的氣體上升管道喂入,由下錐體喂入的生料入爐后

46、首先同燃料接觸,進行混合。2) 燃燒空氣由爐底喉管以2530ms速度噴入爐內(nèi),形成噴騰層,燃料在其中氣化擴散并與生料進一步混合。然后沿爐體整個圓周形成一個環(huán)形渦流。使生料及燃料不斷分散到中心氣流中去。3) 由于噴騰效應,氣、固之間產(chǎn)生相對運動,有利于燃料燃燒及生料的加熱分解、爐內(nèi)溫度的均勻分布、延長物料在爐內(nèi)的滯留時間。4) 隨著燃料種類和分解爐規(guī)模的變化,燃料噴嘴數(shù)量及安裝位置可作相應變化,無論使用氣體、固體或液體燃料都不需要特殊的噴嘴。5) 根據(jù)窯、分解爐、預熱器及燃燒空氣供應方式的不同,而產(chǎn)生窯系列布置上的變化,生料喂入分解爐的方式可作相應變化。6) 分解爐改為平頂及切線出口后,可進一步

47、降低氣流阻力,加強混合和降低連接管道高度,便于布置。FLS型上行式噴騰分解爐的特點7) 爐的標準負荷截面積一般按0.71.0 m2100td熟料設(shè)計;熱負荷一般為3.771056.95105 kJm3h;爐的入口風速為2530ms, 爐內(nèi)截面風速約5.5ms;氣流在爐內(nèi)滯留時間隨不同系列的不同布置而異,一般為1.83.3 s。8) 在允許的窯尾溫度下,入窯生料分解率的高低及窯產(chǎn)量增加的幅度,主要取決于分解爐內(nèi)加入的燃料比例。窯尾溫度為1100 oC, 當爐用燃燒空氣通過單獨的三次風管輸送時,分解爐與窯內(nèi)燃料比為0.4:0.6,窯的產(chǎn)量增加50 ,燃料比為0.6:0.4時,產(chǎn)量成倍增加;如果爐用

48、空氣從窯內(nèi)通過,僅增加25。FLS噴騰系列爐型:結(jié)構(gòu)簡單,阻力較小,布置方便。同時,燃料噴嘴設(shè)置于爐下部,入爐燃料直噴熾熱的三次風之中,燃料點火起燃條件較好。在使用較差燃料時,可以優(yōu)化爐下預燃室結(jié)構(gòu)和適當擴大爐的容積,可使其對原燃料條件的適應性提高。FLS分解窯系統(tǒng)系列圖DD 型分解爐DD(Dual Combustion and Denitratior Process)爐:雙重燃燒與脫硝工藝,日本水泥公司研制,排放廢氣中NOx 含量低、壓損小、電耗低、有利于防止結(jié)皮堵塞。天津水泥院已引進該項專利技術(shù),并用于l000td、2 000td預分解窯的設(shè)計、建設(shè)。DD爐內(nèi)分為四個區(qū)段:第1區(qū)段為NOx

49、還原帶,位于爐的底部倒錐體部分;第2區(qū)段為燃料分解及燃燒帶,位于圓筒中心線之下的部位;第3區(qū)段為主燃燒帶,位于圓筒中心線之上及上縮口的正錐體部分;第4區(qū)段為完全燃燒帶,位于上縮口的倒錐體及頂部圓筒部分,使燃料進行雙重燃燒,生產(chǎn)效果良好。DD型預分解窯工藝流程及DD爐結(jié)構(gòu)示意圖DD 型分解爐的特點DD爐燃料噴嘴是設(shè)置在爐的中下部三次風入口的上方,入爐燃料傾斜向下噴入熾熱的三次風中點火起燃。由于其燃料點火起燃環(huán)境沒有“旋噴” 式爐(如NSFCSP爐及RSP爐)寬松, 因此噴嘴位置設(shè)置及噴出風速等技術(shù)參數(shù)稍有不當, 即會影響燃料點火速度及預熱環(huán)境,從而影響到爐內(nèi)溫度場的分布,進而影響出爐燃料燃盡度及

50、生料分解率。噴騰型及噴騰迭加型分解爐,由于其阻力小,結(jié)構(gòu)簡單,布置方便,爐內(nèi)物料分散、均布以及點火起燃條件、換熱功能良好。只要結(jié)合原料條件,保證有充足的爐容,是很有發(fā)展前途的。DD分解窯系統(tǒng)圖4.2.3 “流化懸浮” 型分解爐代表爐型:MFCNMFC爐MFC(Misubish Fluidized Calciner)三菱流態(tài)化分解爐主要特點:采用流化床保證燃料首先裂解,然后進入熾熱的三次風中迅速燃燒,并在懸浮兩相流中完成最后的燃燒和分解任務。MFC爐系采用“兩步到位”模式,NMFC爐是對MFC爐流化床阻力大、風溫低影響換熱效率而加以改進,并且采用了“一步到位”模式。MFCNMFC爐在目前出現(xiàn)的各

51、種分解爐中,最適合使用中低質(zhì)燃料及粗顆粒燃料(其它爐型無法相比)。但是,往往由于專利的限制,在該設(shè)備供應商提供的成套裝備中,不管燃料條件好壞而一律使用。結(jié)合我國水泥工業(yè)使用中、低質(zhì)煤為主的具體情況,MFC系列爐型十分值得借鑒。MFC系列分解爐的特點MFC爐:采用流化懸浮迭加原理,延長物料在爐內(nèi)的滯留時間、提高固氣比。MFC爐入爐燃料首先在爐下流化床區(qū)沸騰流化、裂解預燃,在流化床區(qū)滯留時間長,裂解至一定顆?;驓饣筮M入渦旋區(qū),遇三次風加速燃燒,同時與生料粉之間進行激烈的換熱。出爐氣固流通過斜煙道進入窯尾上升煙道底部,再利用窯氣中的過剩氧繼續(xù)燃燒,利用窯氣中的熱焓最后完成生料的碳酸鹽分解任務。這

52、樣,還可以利用出爐煙氣為含揮發(fā)性成分較高和溫度較高的窯氣“稀釋”、降溫,有利于防止上升煙道的“粘結(jié)堵塞”?!皟刹降轿弧蹦J?。第二代MFC爐:加高了爐的高度,延長了爐內(nèi)氣流滯留時間,但是爐底部的流化床面積較大,流化嘴數(shù)目較多,耗用的低溫高壓流化風量較多,對降低能耗和管理維修較為不利。MFCNMFC爐在國內(nèi)的開發(fā)第三代N-MFC爐:80年代中后期,三菱公司在總結(jié)第二代MFC爐運行經(jīng)驗的基礎(chǔ)上開發(fā),是對MFC爐流化床阻力大、流化風溫低等缺點的改進和優(yōu)化??s小了流化床面積,增加了爐的懸浮區(qū)高度,從而使流化風量大為減少。由第二代的MFC爐的“兩步到位” 改為“一步到位”模式,簡化工藝流程,對使用揮發(fā)性成

53、分含量較低的原料較為適宜。MFC窯具有“兩步到位”,適應中低質(zhì)燃料,充分利用窯氣熱焓和防止“粘結(jié)堵塞” 的優(yōu)點;NMFC爐在使用中低質(zhì)燃料、甚至劣質(zhì)燃料時都可以適應。同時在利用揮發(fā)分含量較高的原燃料時,同樣可以采用“兩步到位”模式,以利防止上升煙道等部位的“粘結(jié)堵塞”。中國TFD型、TSF型分解爐的研發(fā)成功, 充分重視了“流化效應”對中低質(zhì)煤及無煙煤燃燒的良好功能。MFC解爐結(jié)構(gòu)圖TFD型爐特點:屬于帶有旁置流態(tài)化懸浮爐的組合型分解爐(Combination Furnace with Fluidized Bed)1) 將NMFC爐結(jié)構(gòu)作為該型爐的主爐區(qū),其出爐氣固流經(jīng)“鵝頸管” 經(jīng)入窯尾DD爐

54、型上升煙道的底部與窯氣混合。2) 該型爐實際為NMFC爐的優(yōu)化改造,并將DD爐結(jié)構(gòu)用作上升煙道。由于其爐區(qū)容積大,適用于老廠技術(shù)改造及使用無煙煤燃料。TSF型爐特點:屬于帶流態(tài)床的懸浮分解爐(Suspension Furnace with Fluidized Bed)1)實際上是NMFC型爐,爐出口“鵝頸管” 同窯尾上升煙道相連。2) 爐出口“鵝頸管” 可根據(jù)實際需要在上升煙道底部或上部同上升煙道連接。3) 主要適用于老窯技術(shù)改造。它同TFD型爐的區(qū)別主要在于上升煙道采用了新設(shè)計,DD爐結(jié)構(gòu)形式還是采用老窯原有的上升煙道。同時。流態(tài)化懸浮爐亦可根據(jù)需要確定爐容大小與結(jié)構(gòu)形式。4.2.4 “懸浮

55、” 型分解爐代表型爐:Prepol(PrecalciningPolysius)和Pyroclon(Pyro-Cyclone)。主要特點:以延長和擴展的上升煙道作為管道式分解爐?!皯腋⌒钡墓虤鉁魰r間比值較其他爐型小、爐內(nèi)氣固流湍流效應較差,但是有較充裕的爐容補差,爐型結(jié)構(gòu)也比較簡單,布置方便,因而得到了較為廣泛的應用。P-AT爐P-AS爐P-R爐P-S爐同型分解爐:P-AT型(PrepolAir Through)P-AS型(Prepol-Air Separate)P-AS-LC型(P-AS-Low Grade Combustible)P-AS-CC型(P-AS-Combustible Ch

56、amber)P-AS-MSC型(P-AS-Multi-Stage Combustible)PS型(Pyroclon Specia1)PR型(Pyroclon Regular)PR-SFM 型(PR-Special FuelsMaterials)PR-P型(PR-Paralle1)PR-Low NOx (PR-Low NOx)PYROTOP (PR-PYROTOP)等工藝特點1)不設(shè)置專門的分解爐,而是利用窯尾與最低一級旋風筒之間的上升煙道,作為預分解裝置。將上升煙道加高,然后再用彎曲管道折回,與最低一級旋風筒連接。在上升煙道的下部噴入燃料和喂入從上一級旋風筒下來的生料。2)上升煙道內(nèi)噴入燃料所

57、需的燃燒空氣,既可以從窯內(nèi)通過,也可以由單獨的三次風管供應。3)上升煙道中的燃燒區(qū)上部,沿管壁形成許多旋渦,這些旋渦有利于燃料燃燒及熱交換。4)上升煙道的高度可根據(jù)燃料燃燒及物料滯留時間的需要確定, 即使粗粒固體燃料掉入窯內(nèi),亦可繼續(xù)燃燒供生料分解之用。5) 上升煙道預分解裝置結(jié)構(gòu)簡單,阻力較小。并適于液體、氣體和固體燃料,以及低熱值燃料的使用?!皯腋 ?型分解爐的改進近年來,隨著中低質(zhì)燃料的使用、工業(yè)垃圾的處理和環(huán)境保護,對水泥工業(yè)提供了新要求,這種爐型進一步發(fā)展和改進。為了適應中低質(zhì)固體燃料和降低廢氣中NOx排放量的需要, Prepol型爐在設(shè)有單獨三次風管的AS型爐基礎(chǔ)上,研制開發(fā)了P-AS-LC、P-AS-CC、P-AS-MSC 爐;Pyroclon型爐在設(shè)有單獨三次風管的PR型爐基礎(chǔ)上,研制開發(fā)了PR-SFM、P-RP及PR-Low NOx、PYROTOP型爐。P-AS-CC爐已成為伯力休斯公司的主要窯型,其主要特點就在于在管道分解爐下部增設(shè)了預熱室(CC室),有利于使用中低質(zhì)燃料;PYROTOP已成功為洪堡公司的新產(chǎn)品。這兩種爐型頗具有競爭力。中國許多新型分解爐的研發(fā)及新型RSP型分解爐的發(fā)展都借鑒了Pyroclon及Prepo

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