第五章 4 輔助用 回轉(zhuǎn)窯的預(yù)燒設(shè)備

《水泥熱工設(shè)備》第一章回轉(zhuǎn)窯及預(yù)分解技術(shù)§1--2新型干法窯系統(tǒng)中預(yù)燒過程和設(shè)備

第一章回轉(zhuǎn)窯及預(yù)分解技術(shù)

§1-2新型干法窯系統(tǒng)中預(yù)燒過程和設(shè)備

一、懸浮預(yù)熱器和懸浮預(yù)熱器窯：（一）各種懸浮預(yù)熱器簡介：

1、旋風(fēng)式懸浮預(yù)熱器；

2、立筒式懸浮預(yù)熱器；

3、立筒旋風(fēng)混合型懸浮預(yù)熱器1、旋風(fēng)式懸浮預(yù)熱器：由若干個(gè)旋風(fēng)筒串聯(lián)或并聯(lián)而成。工作過程：生料粉加入第Ⅰ、Ⅱ級(jí)之間的風(fēng)管中，被Ⅱ級(jí)筒出來的熱氣體分散懸浮，在氣流中進(jìn)行預(yù)熱，并帶至第Ⅰ級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)。在該筒內(nèi)氣、料分離，氣體由風(fēng)管排出，物料則進(jìn)入第Ⅱ、Ⅲ級(jí)之間的風(fēng)管中，又懸浮在氣流中，再次被預(yù)熱并被帶至第Ⅱ級(jí)旋風(fēng)筒中，再次進(jìn)行氣、料分離，這樣依次進(jìn)入各級(jí)旋風(fēng)筒，最后進(jìn)入窯內(nèi)。工作特點(diǎn)：

①傳熱主要在管道中進(jìn)行，而旋風(fēng)筒主要起分離收集物料的作用。

②傳熱與物料的分散狀況有很大關(guān)系。

③傳熱效果好，廢氣入預(yù)熱器900～1000℃，出預(yù)熱器溫度350℃左右，使熟料熱耗降至3000～3500kJ/kg-ck。

④流體阻力大，一般要6000Pa左右，可采用臥式旋風(fēng)分離器，其壓損比一般旋風(fēng)筒減少一半。2、立筒式懸浮預(yù)熱器由于旋風(fēng)式預(yù)熱器存在著流體阻力大，對(duì)原料的適應(yīng)性差兩大缺點(diǎn)，且物料與氣流是同流熱交換，理論上比逆流式熱交換要差一些，因此后來又出現(xiàn)一種立筒式懸浮預(yù)熱器(以下簡稱立筒預(yù)熱器)。其主體是一個(gè)豎立的粗大的中空立筒，因此流體的阻力較小，不易堵塞。結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，特別適應(yīng)于小型干法回轉(zhuǎn)窯，因此在我國曾經(jīng)得到了較快的發(fā)展。但由于物料分散程度較差，有成團(tuán)結(jié)塊現(xiàn)象，因此熱耗較高。

立筒式懸浮預(yù)熱器，目前常用的有三種類型：

(1)捷克普列羅夫機(jī)械廠生產(chǎn)的捷克型立簡預(yù)熱器；

(2)前聯(lián)邦德國克虜伯機(jī)械廠生產(chǎn)的克虜伯型立筒預(yù)熱器；

(3)前民主德國恩斯特一臺(tái)爾曼聯(lián)合重型機(jī)械公司水泥設(shè)備制造廠生產(chǎn)的“ZAB”型立筒預(yù)熱器。克虜伯型預(yù)熱器，

其結(jié)構(gòu)如圖所示。它的主體是一個(gè)圓形豎立的筒體，內(nèi)有三個(gè)收縮環(huán)，將立筒分成四個(gè)缽，立筒上部設(shè)有一級(jí)旋風(fēng)筒，立筒下部有圓錐形下料錐體，內(nèi)設(shè)下料溜子，與回轉(zhuǎn)窯相接。

在預(yù)熱器內(nèi)物料和氣流的運(yùn)動(dòng)情況如圖所示?；剞D(zhuǎn)窯窯尾廢氣從底部進(jìn)入立筒內(nèi)作上升運(yùn)動(dòng)。生料由上部加入預(yù)熱器內(nèi)，上升的氣流分散，隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)筒內(nèi)，在旋風(fēng)筒內(nèi)，物料被分離并收集下來，再重新返回立筒中去。物料進(jìn)入立筒后，沿著筒壁呈縷線狀在氣流中逆流沉降，同時(shí)被加熱，當(dāng)沉降到縮口處，由于氣流的噴騰作用，又將大部分物料吹回到第一個(gè)缽中，并被分散、懸浮于氣流之中，充分地被加熱。但是由于生料不斷加入，氣流中粉料的濃度不斷增加，當(dāng)氣體中粉料含量超過氣流的承載能力后，一部分物料被沉降到下一個(gè)缽體中。如此經(jīng)過幾個(gè)缽體后，進(jìn)入窯內(nèi)。物料既在缽內(nèi)循環(huán)，也在缽與缽之間循環(huán)，延長了物料的停留時(shí)間。立筒式懸浮預(yù)熱器，除有克虜伯型外，還有前民主德國的“ZAB”型，其結(jié)構(gòu)和工作原理與克虜伯型的基本相同，所不同的是立筒的截面為橢圓形，缽與缽之間的中心線彼此相互錯(cuò)開，使生料在各缽內(nèi)形成更為強(qiáng)烈的擾動(dòng)，防止物料直接落入窯內(nèi)。以延長物料在預(yù)熱器內(nèi)的受熱時(shí)間。捷克型的立筒預(yù)熱器其特點(diǎn)是筒內(nèi)不設(shè)縮口，回轉(zhuǎn)窯廢氣從立筒底部側(cè)面以切線方向入立筒內(nèi)，在筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)造成渦流。物料喂入立筒上部的縮小部分，被氣流卷起，形成霧狀，進(jìn)入上部的旋風(fēng)筒，分離后再進(jìn)入立筒，憑自身重力，逆氣流旋轉(zhuǎn)而沉落，然后集中在漏斗中進(jìn)入窯內(nèi)。由于物料隨氣流高速旋轉(zhuǎn)，增加了物料在筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)路程，延長了在筒內(nèi)的停留時(shí)間。3、立筒旋風(fēng)混合型懸浮預(yù)熱器

由以上分析看出，立筒預(yù)熱器和旋風(fēng)預(yù)熱器各有優(yōu)缺點(diǎn)，為了互相取長補(bǔ)短，又出現(xiàn)了多種型式的立筒一旋風(fēng)混合型的懸浮預(yù)熱器。典型的有米亞格、多波爾型。米亞格預(yù)熱器是由三級(jí)雙列旋風(fēng)筒和一個(gè)作為第四級(jí)的圓錐形立筒組成?？墒股媳活A(yù)熱到大約800℃入窯，熱耗大致為3153～3344kj/kg－ck。

多波爾預(yù)熱器為雙流程預(yù)熱器，第Ⅰ、Ⅲ級(jí)為平行布置的兩列旋風(fēng)預(yù)熱器，第Ⅱ、Ⅳ級(jí)為立筒預(yù)熱器。熟料單位熱耗僅為3055kj/kg－ck，其窯尾廢氣管道斷面為橢圓形，與方形或長方形相比，可以減少結(jié)皮現(xiàn)象。第一章回轉(zhuǎn)窯及預(yù)分解技術(shù)

§1-2新型干法窯系統(tǒng)中預(yù)燒過程和設(shè)備二、分解爐與預(yù)分解窯

1、預(yù)分解窯的生產(chǎn)流程：

1、預(yù)分解窯的生產(chǎn)流程：

預(yù)分解窯系統(tǒng)由預(yù)熱器、分解爐、回轉(zhuǎn)窯組成。

按物料流向說，生料由提升機(jī)到I級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器的進(jìn)風(fēng)管道內(nèi)，被熱氣流帶入I級(jí)旋風(fēng)筒，經(jīng)預(yù)熱后被分離，再喂入II級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器的進(jìn)風(fēng)管道，被熱氣流帶入II級(jí)旋風(fēng)筒，經(jīng)預(yù)熱后被分離，如此依次經(jīng)過III、IV級(jí)旋風(fēng)筒分離后，喂入分解爐內(nèi)，在爐內(nèi)物與燃燒產(chǎn)生的熱氣流熱交換，受熱分解，并隨氣流進(jìn)入V級(jí)旋風(fēng)筒，與氣流分離后，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯。燒成后的熟料入冷卻機(jī)冷卻后卸出。按氣體流向說，在冷卻機(jī)中被熟料預(yù)熱的空氣分成兩路引向窯后。一路入窯作為二次風(fēng)供窯內(nèi)燃料燃燒。另一路經(jīng)三次風(fēng)管在分解爐底部與窯氣混合，進(jìn)入爐內(nèi)供燃料燃燒。然后帶物料入IV級(jí)旋風(fēng)筒，分離生料后，依次進(jìn)入IV、II、I級(jí)旋風(fēng)筒預(yù)熱生料。出I級(jí)預(yù)熱器后的廢氣，有的引向原料烘干磨作烘干介質(zhì)，有的引入增濕塔增濕，再經(jīng)排風(fēng)機(jī)、電收塵器及煙囪排入大氣。2、預(yù)分解窯的分類：

1）按制造廠命名分類，主要有：★SF型（N－SF、C－SF）日本石川島公司與秩父水泥公司MFC型（N－MFC）日本三菱公司RSP型日本小野田公司KSV型日本川琦公司FLS型丹麥?zhǔn)访芩构酒樟胁栃偷聡π菟构九陕蹇死市偷聡楸ひ痪S達(dá)格公司DD型日本神戶制鐵公司GG型日本三菱公司SCS型日本住友公司FCB型法國FIVes

CAIL

Babcock公司普列洛夫型捷克普列洛夫水泥機(jī)械廠2）按系統(tǒng)氣體流程分類：分解爐用燃燒空氣從窯內(nèi)通過與窯氣一起入爐。燃燒空氣由專設(shè)風(fēng)管引至窯后與窯氣混合入爐。燃燒空氣由專設(shè)風(fēng)管入爐，窯氣不入爐。3）按分解爐內(nèi)氣流及物料運(yùn)動(dòng)特征分類：旋流式分解爐噴騰式分解爐旋流噴騰式分解爐懸浮式分解爐沸騰式分解爐3、幾種典型的分解爐結(jié)構(gòu)特征介紹

旋流式分解爐：特點(diǎn)：氣流以切線入爐，在爐內(nèi)攜帶料粉及煤粉旋轉(zhuǎn)上升，一面燃燒一面分解。由于離心作用，物料運(yùn)動(dòng)滯后于氣流，物料及煤粉的停留反應(yīng)時(shí)間大為延長。且這種方式造成爐內(nèi)氣流的紊流狀態(tài)，橫截面上爐溫料均勻。

SF窯：

SF是懸浮預(yù)熱器窯和氣流爐（Suspensivn

Preheater－Flash

Fumace）的兩個(gè)英文字頭。第一臺(tái)SF窯出現(xiàn)于1971年11月，其分解爐是旋流式分解爐。這種分解爐結(jié)構(gòu)簡單，爐內(nèi)溫度比較均勻，料粉懸浮較好，在爐內(nèi)停留時(shí)間較長。NSF窯：

NSF（新SF）窯是石川島公司針對(duì)燒煤需要，為延長燃料在爐內(nèi)停留時(shí)間，而對(duì)SF窯的改進(jìn)。我國冀東水泥廠就采用此窯型。NSF窯的改進(jìn)措施主要有以下幾點(diǎn)：燃料噴嘴下移至渦流室上方，噴射方向斜向下方。這有利于燃料穩(wěn)定著火，加快燃燒速度及延長燃燒時(shí)間。物料喂料點(diǎn)，由爐頂改為少部分加入爐的錐體下部，大部分加入爐下的窯氣上升管道內(nèi)。使物料與高溫窯氣接觸，一方面降低窯氣溫度，減少結(jié)皮，另一方面延長了物料分解時(shí)間。窯尾垂直煙道正對(duì)分解爐下口，取消了煙道上的收縮口。另一改進(jìn)是增設(shè)第五級(jí)旋風(fēng)筒，以降低出預(yù)熱器煙氣溫度。而將C2、C3級(jí)筒改為軸流式或臥式低損型旋風(fēng)筒。C－SF窯：

C－SF窯為秩父式SF窯。是秩父公司在SF－NSF窯基礎(chǔ)上進(jìn)一步研制的。

C－SF窯有如下特點(diǎn)：爐頂部增設(shè)了渦流室，并增大了爐的容積，使出爐氣流、物料充分混合，消除了渦流和短路現(xiàn)象，強(qiáng)化了旋風(fēng)效應(yīng)。延長了分解爐與最低級(jí)旋風(fēng)筒之間的連接管道，延長了物料受熱、分解時(shí)間。中級(jí)旋風(fēng)筒改為新型低壓損旋風(fēng)筒，有的增設(shè)了第五級(jí)。2）噴騰式預(yù)分解窯：（1）噴騰式分解爐的特點(diǎn)：其爐筒直徑較大，下部為錐體，錐體下部連接有喉管，其直徑比爐筒體小得多，入爐氣流以25～30m/s的速度從喉管上噴，入爐后，在一定高度內(nèi)形成一上升流股，將其四周的氣體、料粉及煤粉不斷裹脅進(jìn)來造成許多噴騰渦流而產(chǎn)生噴騰效應(yīng)。

C3筒來的物料在爐錐部或下部適當(dāng)?shù)胤郊尤?。分解后的料粉隨氣流從上部出口排出，進(jìn)入最低級(jí)旋風(fēng)筒收集后入窯。其代表窯型為丹麥?zhǔn)访芩构镜腇LS型預(yù)分解窯（2）FLS型預(yù)分解窯

FLS型現(xiàn)分為SLC窯、ILC窯、SLC－S窯及ILC－E窯及聯(lián)體分解爐窯。其中SLC窯為雙系列預(yù)分解窯，ILC為單系列設(shè)專用風(fēng)管窯。

SLC窯是Separat

Line

Calciner的縮寫，又稱異線分解爐窯。我國廣西柳州廠（3200t/d）就是這種類型。SLC窯的特點(diǎn)是：窯尾煙氣與分解爐煙氣各走一個(gè)預(yù)熱器系列，各有單獨(dú)的排風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)簡單，操作方便，且由于窯氣不入爐，入爐氣體含氧高，燃燒穩(wěn)定，熱負(fù)荷高。分解爐內(nèi)燃燒空氣從篦冷機(jī)內(nèi)抽來。預(yù)熱后的生料分別從二個(gè)系列的C3、C4筒來。點(diǎn)火開窯快，可象普通懸浮預(yù)熱窯那樣先開單系列開窯，然后逐步轉(zhuǎn)換到正常操作適應(yīng)性強(qiáng)。便于裝設(shè)放風(fēng)旁路。3）旋流－噴騰式預(yù)分解窯（1）旋流－噴騰式分解爐的特點(diǎn)：氣體在分解爐內(nèi)形成旋流及噴騰兩種運(yùn)動(dòng)形態(tài)，充分利用旋風(fēng)效應(yīng)與噴騰效應(yīng)，強(qiáng)化生產(chǎn)，它可分為兩種：一種是熱空氣沿切線方向入爐，供燃料燃燒、物料分解，繼而攜帶料粉向下與噴騰而入的窯氣混合，在混合室形成噴騰層。這種分解爐有日本RSP型，及我國江西萬年水泥廠所采用的。另一種是熱空氣先在爐底喉管上升，造成噴騰層，繼而向上，窯氣則在爐的中上部沿爐壁切線方向?qū)?，形成旋流運(yùn)動(dòng)。這類分解爐有日本KSV型和我國本溪型。（2）RSP窯

RSP窯由日本小野田水泥公司與川琦重工業(yè)公司共同研制。我國日產(chǎn)2000T萬年型（天津院）、日產(chǎn)700T邳縣型窯（合肥院）、日產(chǎn)2000T新疆型窯（建材院水泥所）均屬這種類型。

RSP分解爐由三部分組成，即渦流燃燒室（SB）渦流分解室（SC）、混合室（MC）。（3）KSV窯

KSV是日本川琦重工業(yè)公司制造的。我國本溪型與之類同。

KSV窯特點(diǎn)是燃燒空氣從爐底部噴入，而窯氣在爐中上部以切線方向?qū)搿?/p>

N－KSV窯是由KSV窯改進(jìn)而成。它的改進(jìn)特點(diǎn)有：將爐的直筒部分增加了中部縮口，全爐由噴騰床、旋流室、輔助噴騰床和混合室四個(gè)部分組成。窯氣改從爐底噴入，二次風(fēng)從爐筒下部按切線方向入爐。在爐錐下部增設(shè)了燃料噴嘴，由此加入的燃料在低氧狀態(tài)下燃燒，可使窯氣中NOx還原，利于環(huán)境保護(hù)。預(yù)熱器采用五級(jí)旋風(fēng)筒，并將中間級(jí)改用臥式低壓損旋風(fēng)筒。旋噴式dd爐4）懸浮式預(yù)分解窯：其一般不設(shè)專門的分解爐，而利用窯尾與最低級(jí)旋風(fēng)筒之間的煙道作為燃燒分解裝置，通常是將上升煙道加高，然后再用彎曲管道折回。這種預(yù)分解裝置的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、投資較省，操作方便，特別適用于對(duì)懸浮預(yù)熱器窯的技術(shù)改進(jìn)。其主要窯型有德國伯力休斯公司的普列波爾型與德國洪堡一維達(dá)格公司的派洛克朗型5）沸騰式預(yù)分解窯：其特點(diǎn)是分解爐內(nèi)形成沸騰層，燃料在沸騰層（及其上空）燃燒，物料在沸騰層（及其上