回转窑设计方案手册

氯化焙烧窑
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12~17.7
二、回转窑的生产率 回转窑生产是一个综合热工过程，其生产率受多方面因素影响。分析其内在规律性，
可以建立以下几个方面的数量 关系。
1 / 10
1. 按窑内物料流通能力： G=0.785D 均 2×ψ×料ω×γ料 吨 /小时 (1) 式中：
G —— 单位生产率，吨 /小时；
2 / 10
ψ干 —— 干燥带物料填充系数；
D 均干 —— 干燥带平均有效内径，米。
4. 按供热能力
G=K B×Q 低×η×/料q 吨 /小时 (4) 式中： B—— 燃料消耗量，公斤 /小时或标米 3/小时；
Q 低 —— 燃料低发热量，千卡 /公斤或千卡 / 标米 3；
K —— 系数，对铝厂用窑预热二次空气时， K=1.1~1.15 ；不预热时， K ＝ 1.0 ；
2. 长径比 要得长径比有两种表示方法： 一是筒体长度 L 与筒体公称直径 D 之比； 另一是筒体长
度 L 与窑的平均有效直径 D 均之比。 L/D 便于计算， L/D 均反映要的热工特点更加确切， 为了区别起见，称 L/D 均为有效长径比。 窑的长径比是根据窑的用途、喂料方式及加热方 法来确定的。 根据我国生产实践的不 完全统计， 各类窑的长径比示于表 1 中。长径比太大， 窑尾废气温度低， 蒸发预热能力降低， 对干燥不利； 长径比太小， 则窑尾温度高， 热效率低。 同类窑的长径比与窑的规格有关，小窑取下限，大窑取上限。
(3) 冷端扩大型：便于安装热交换器，增大干燥受热面，加速料浆水分蒸发，降低热耗及细 尘飞损，适用于处理蒸发量大、烘干困难的物料；
(4) 两端扩大型 (哑铃型 )：中间的填充系数提高，使物料流动的机会减少，还可以节约部分 钢材；还有单独扩大烧成带或分解带的 “大肚窑 ” ，这种窑型易挂窑皮，在干燥带及烧成带 能力足够时，可以显著提高产量。但这种窑型操作不便。
D 均—— 窑的平均有效内径，米；
ψ—— 物料在窑内的平均填充系数，一般为
0.04~0.12 。各类窑的填充系数见表 2。
γ料—— 物料堆比重，吨 /米；某些物料的堆比重见表 3；
ω 料 —— 物料轴向移动速度，米 /小时；其值取决于窑运转情况，可按式 (12) 、式 (13)
Байду номын сангаас
及式 (14)计算或测定。 表 2 各类窑的平均填充系数
η ——窑的热效率，一般为 55~65% ；
q 料 —— 每吨产品必须消耗的有效热，千卡 / 吨。
q 料 =（ G 干料 +A)(q 吸 +C×t 高 +600w/100-w) ×103 千卡 /吨 式中： G 干料 —— 每公斤产品理论消耗干生料量 (不包括水分 ) ，公斤 / 公斤；
A —— 每公斤产品不可返回的飞尘损失，公斤 /公斤
窑名称
平均填充系数 ψ
铜离析窑
0.06~0.08
铅锌挥发窑
0.04~0.08
氧化焙烧窑
0.04~0.07
氯化焙烧窑
0.04~0.07
氧化铝熟料窑
0.06~0.08
氧化铝焙烧窑
0.06~0.08
表 3 某些物料的堆比重
物料名称 锌浸出渣 锌浸出残渣与 50% 焦粉混合料 铅鼓风炉水碎渣与 50% 焦粉混合料 氯化铜矿 锌沸腾焙烧细尘 硫化镍精矿 硫化镍焙砂 氧化铝和干氢氧化铝 碱石灰铝土矿干生料 碱石灰铝土矿熟料
Qi —— 窑内某一工作带中对物料的传热量，千卡 /小时；
q 料 —— 物料必须在窑内吸收的总有效热量，千卡 /吨；
[q 料]i —— 物料在某一工作带内必须吸收的有效热量，千卡 所谓有效热量指的是不考虑非生产性消耗和热损失的热量。
堆比重 1.6~1.65 1.2~1.3 1.4~1.5 1.16 1.80 1.6~1.8 1.2~2.0 1.0 1.2 1.3~1.4
2. 按物料反应时间 有些工艺过程要求物料有一定的高温持续时间，以完成物理化学反应。若通过实验或
生产实践得知物料必须在窑内停留的时间， 则 ：G=0.785×L/ τ×均Ｄ 2×ψ×料γ 吨 /小时 (2) 式中： L—— 窑长 ( 或某带长度 ) ，米； τ ——物料在窑内（或某带）停留时间，小时； 其他符号同前。 3. 按正常排烟能力
为了控制窑灰带出的循环量，往往选择一个适宜的窑尾排气速度范围。 G=2826 D 均×干 2×ω t ×-ψ(1干 )/V0 × (1+ β尾ｔ) 吨/小时 (3) 式中： V0 —— 每吨产品的窑气量，标米 3/吨； t 尾 —— 烟气离窑温度，℃； β——气体体积膨胀系数 , β =1/2；73 ω t ——窑尾排气速度， m/s ，一般 3~8m/s ；
回转窑的设计
一、窑型和长径比
1. 窑 型 所谓窑型是指筒体各段直径的变化。按筒体形状有以下几种窑型：
(1) 直筒型：制造安装方便，物料在窑内移动速度较均匀一致，操作控制较易掌握，同时窑 体砌造及维护较方便；
(2) 热端扩大型：加大单位时间内燃烧的燃料量及传热量，在原窑直径偏小的情况下，扩大 热端将相应提高产量，适用于烧成温度高的物料；
表 1 各类窑的长径比
窑的名称
公称长径比
有效长径比
氧化铝熟料窑 (喷入法 )
20~25
22~27
氧化铝焙烧窑
20~23
21.5~24
碳素煅烧窑
13.5~19
17~24
干法和半干法水泥窑
11~15
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湿法水泥窑
30~42
——
单筒冷却机
8~12
——
铅锌挥发窑
14~17
16.7~18.3
铜离析窑
——
15~16
q 吸 —— 每公斤产品吸热反应吸热量 (除去放热反应放热量） ，千卡 /公斤；
C ×t 高 —— 将物料加热到最高温度 (烧成带 ) 所需物理热，千卡 /公斤； W—— 湿生料中所含水分， % 。
5. 按窑内传热能力 ： G=∑ Q÷ｑ料 或 G=Qi [q ÷料 ]i 千卡 /小时 (5) 式中： ∑Q—— 窑内各带对物料的总给热量，千卡 / 小时；
总之，不论扩大哪一带，必须保持预烧能力和烧结能力趋于平衡。只有在生产窑上，经 过生产实践和充分调查研究 (包括必要的热工测定和计算 )，发现某一带确为热工上的薄弱环 节，在这种特定条件下将该带扩大，才会得出较明显的效果。
目前国内外发展趋势仍以直筒型窑为主，而且尺寸向大型方面发展。其他有色金属工业 用回转窑 (还原、 挥发、 硫化精矿焙烧、 氯化焙烧、 离析、 烧结转化等 )多采用较短的直筒窑。