回转窑-工作原理(精)
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烧成带
• 窑内这一区域被认为是熟料矿物全部烧成，一般称为烧成带。通常 烧成带的长度就用主窑皮的长度来判定。烧成带是燃烧带中高温部 分。
•
•
平整的窑皮、合适的厚度和长度，是窑内燃烧制度正常稳定的标志。
良好窑皮的形成还可以保护窑内耐火衬料，延长回转窑的运转周期。
回转窑的工作原理
长焰燃烧
•
当单位时间内燃烧放出热量一定时，火焰过长，烧成带的最高温度会 下降，且被煅烧物料中液相过早出现，容易引起结圈。
回转窑的工作原理
物料运动
• 回转窑的圆形断面。少部分(约10％)被物料所充满，其余部分则是高温
气体的通道。
• • 物料被回转的筒体所带动。 假如物料颗粒与窑壁、颗粒与颗粒之间只有摩擦而没有滑动的，则窑壁 上颗粒将被回转窑的窑体所带起，到一定高度，即物料表面与水平面形 成的角度等于物料的休止角。则颗粒在重力作用下，沿着料层表面翻被
回转窑的工作原理
高温燃气回流
• • 当喷煤管喷射流动动量很大时，会引起下游区域的高温燃气而形成回流。 这种回流一方面会提高上游火焰温度，提高燃烧速度，从而使煤粉着火稳 定。
•
另一方面又可能冲淡混合物中O2含量，使燃烧速度降低，从而增长了火
焰长度
。
回转窑的工作原理
新型喷煤管
•
•
德国洪堡公司80年代推出新型喷煤管
端装有旋流叶片，所以又称为旋流风。中间通道为输送煤粉的通道，这股风称
煤风。 • 三股风在出口处汇合形成了同轴旋转的复杂射流。操作时通过改变内、外风速 度和风量比例，可以灵活调节火焰形状和燃烧强度，以满足窑内煅烧熟料温度 分布的要求。
•
当旋流强度大，火焰变得粗而短，高温带会相对更集中。反之，火焰会被拉长。
•
为了克因煤粉对通道的磨损，还在内表面衬了一层厚度为1.5mm的陶瓷 保护层，使喷咀寿命可达5年。
回转窑的工作原理
喷煤嘴分为四部份组成，由外到内分别为: 外圈一次空气，煤粉圈，内圈一次 空气，以及最内圈的喷油管(喷油管只在点火或者没有煤时才使用)。各风道都 有各自的动力系统、阀门调节系统等，调节火焰非常的方便。其中一次风管 外圈的作用为:
下来。
回转窑的工作原理
回转窑的工作原理
物料运动 因为窑倾斜安装，所以物料颗粒不会落到原来位置，而是 向低端移动一个距离如此重复．不断前进。
因此，如果简化地、宏观地设想，颗粒运动轨迹类似一
根半圆形螺纹线。
回转窑的工作原理
物料运动速度
下式适用条件为无物理化学作用；颗粒比较均齐，窑内无扬料或挡圈等装置。
外风由8～18个安排成环状的小喷口喷出若干股射流，而不是由环道流出， 目的是降低一次风总量而又能保持较高的动量。二次风用量高达91％。高 温二次风使煤粉燃烧条件得以改善。
•
适用于各类燃料包括次原料。
回转窑的工作原理
新型喷煤管优点
•
•
NOx含量低，节约燃料(6％～8％)和延长窑衬寿命的效果。
NOx排放量降低是因为外风喷射速度高(达超音速)，氧和氮分子在火焰高 温区停留时间特短．以及减少了形成NOx的机会．
选择回转窑的适当斜度并改变 窑的转速是可以控制物料在窑 内的停留时间。
回转窑的工作原理
各位置的物料运动速度
回转窑的工作原理
各位置的物料运动速度分析
• 分解带和放热反应带Байду номын сангаас物料运动速度最快，这是因为这个区段有
大量气体逸出，增加料层空隙率，使粉体流动性变好。 • • 烧成带因为有液相存在，增大了颗粒的休止角，因而运动较缓慢。 冷却带则是因为有窑口挡圈，使料层增厚而减小物料的运动速度。
•
空气过剩系数：1.05～1.1
回转窑的工作原理
主窑皮
火焰覆盖的区间，称为燃烧带。火焰中部区域温度高，达1600～
1800℃，此时熟料被加热到1300～1450℃，其中有相当量(约25～30 ％)的组分熔融成液相，粘附在窑内耐火材料的表面上形成一定厚度的粘 稠状物料，即俗称的主窑皮。
回转窑的工作原理
回转窑的工作原理
料层厚度与运动速度
•
窑内物料填充率高，被带起的高度高，回转一周时间内，物料被带起 的次数少，即翻动次数少，受热的均匀性差。
•
近代煅挠技术都是在密切注视筒体表面温度不过高的情况下，采取快
转薄层煅烧的方法。
回转窑的工作原理
2．回转窑内燃料的燃烧
将煤加工成煤粉喷入窑内燃烧，并要求燃烧强度和 所形成的火焰能适应熟料煅烧工艺的要求。
窑内温度通常是两头低，中间高。
热端较低温度区就是窑内的冷却带。但由于喷煤管结构的改进，火 焰高温区向热端延伸，故目前新型干法大窑，冷却带已很短。
回转窑的工作原理
喷煤管单通道
回转窑的工作原理
喷煤管直径
回转窑的工作原理
三通道喷煤管
回转窑的工作原理
三通道喷煤管原理
• 这种喷煤管，内、外两个通道为净风道，分别称内风和外风。内风通道的出口
回转窑的工作原理
回转窑的工作原理
煤风
• 煤风采用浓相低速喷射，通常在保证不发生回火的条件下取接近输送粉料 的速度20～30M／s。 • 由于粉粒体的存在强化了射流中的湍流强度，因而改善了煤粉与一、二次
风的微观混合。
• • 内外净风出口速度可高达75～150m／s。煤风浓度允许有较大被动。 窑用煤量有所变动时，输送煤粉的空气量也可保持稳定不变。
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讲授内容
回转窑 知识点
工作原理
回转窑的工作原理
• 燃烧器、换热器、反应器、和输送器
•
物料在窑内填充系数
• • • •
物料在窑内的运动方式 物料运动速度 物料受热时间相反应时间 气物效接触表面积和窑内气体流动的速度和阻力损失。
•
还可能造成未燃烧烬的残炭被带入低温区产生不完全燃烧，从而影响 熟料质量并增大煤耗。
回转窑的工作原理
短焰燃烧
• 火焰过短．高温部分过于集中，容易将窑皮或材料烧坏，不利于长期运
转。 • 合理的火焰长度应根据窑的规格、热耗相窑的系统配置来决定，通常大 约是窑有效内径的4～5倍。
回转窑的工作原理
窑内火焰温度的分布
回转窑的工作原理
煤粉制备
回转窑的工作原理
煤粉燃烧
煤粉自喷煤管以较高气速(40～80m/s)送入窑内。
从着火开始到完全燃烧的全过程是在前进着的气流中进 行，因而形成了火焰形状。
回转窑的工作原理
煤粉燃烧过程
回转窑的工作原理
助燃空气
•
• •
通过喷煤管输送煤粉的空气，习惯上称为一次风。
一般一次风不预热。要求量小。约占总燃烧用窑空气量的10～30％ 二次风：由冷却机提供，被预热到600～1000℃，它既能回收熟料中 热量，又可促进燃烧，提高燃烧实际温度。
• 窑内这一区域被认为是熟料矿物全部烧成，一般称为烧成带。通常 烧成带的长度就用主窑皮的长度来判定。烧成带是燃烧带中高温部 分。
•
•
平整的窑皮、合适的厚度和长度，是窑内燃烧制度正常稳定的标志。
良好窑皮的形成还可以保护窑内耐火衬料，延长回转窑的运转周期。
回转窑的工作原理
长焰燃烧
•
当单位时间内燃烧放出热量一定时，火焰过长，烧成带的最高温度会 下降，且被煅烧物料中液相过早出现，容易引起结圈。
回转窑的工作原理
物料运动
• 回转窑的圆形断面。少部分(约10％)被物料所充满，其余部分则是高温
气体的通道。
• • 物料被回转的筒体所带动。 假如物料颗粒与窑壁、颗粒与颗粒之间只有摩擦而没有滑动的，则窑壁 上颗粒将被回转窑的窑体所带起，到一定高度，即物料表面与水平面形 成的角度等于物料的休止角。则颗粒在重力作用下，沿着料层表面翻被
回转窑的工作原理
高温燃气回流
• • 当喷煤管喷射流动动量很大时，会引起下游区域的高温燃气而形成回流。 这种回流一方面会提高上游火焰温度，提高燃烧速度，从而使煤粉着火稳 定。
•
另一方面又可能冲淡混合物中O2含量，使燃烧速度降低，从而增长了火
焰长度
。
回转窑的工作原理
新型喷煤管
•
•
德国洪堡公司80年代推出新型喷煤管
端装有旋流叶片，所以又称为旋流风。中间通道为输送煤粉的通道，这股风称
煤风。 • 三股风在出口处汇合形成了同轴旋转的复杂射流。操作时通过改变内、外风速 度和风量比例，可以灵活调节火焰形状和燃烧强度，以满足窑内煅烧熟料温度 分布的要求。
•
当旋流强度大，火焰变得粗而短，高温带会相对更集中。反之，火焰会被拉长。
•
为了克因煤粉对通道的磨损，还在内表面衬了一层厚度为1.5mm的陶瓷 保护层，使喷咀寿命可达5年。
回转窑的工作原理
喷煤嘴分为四部份组成，由外到内分别为: 外圈一次空气，煤粉圈，内圈一次 空气，以及最内圈的喷油管(喷油管只在点火或者没有煤时才使用)。各风道都 有各自的动力系统、阀门调节系统等，调节火焰非常的方便。其中一次风管 外圈的作用为:
下来。
回转窑的工作原理
回转窑的工作原理
物料运动 因为窑倾斜安装，所以物料颗粒不会落到原来位置，而是 向低端移动一个距离如此重复．不断前进。
因此，如果简化地、宏观地设想，颗粒运动轨迹类似一
根半圆形螺纹线。
回转窑的工作原理
物料运动速度
下式适用条件为无物理化学作用；颗粒比较均齐，窑内无扬料或挡圈等装置。
外风由8～18个安排成环状的小喷口喷出若干股射流，而不是由环道流出， 目的是降低一次风总量而又能保持较高的动量。二次风用量高达91％。高 温二次风使煤粉燃烧条件得以改善。
•
适用于各类燃料包括次原料。
回转窑的工作原理
新型喷煤管优点
•
•
NOx含量低，节约燃料(6％～8％)和延长窑衬寿命的效果。
NOx排放量降低是因为外风喷射速度高(达超音速)，氧和氮分子在火焰高 温区停留时间特短．以及减少了形成NOx的机会．
选择回转窑的适当斜度并改变 窑的转速是可以控制物料在窑 内的停留时间。
回转窑的工作原理
各位置的物料运动速度
回转窑的工作原理
各位置的物料运动速度分析
• 分解带和放热反应带Байду номын сангаас物料运动速度最快，这是因为这个区段有
大量气体逸出，增加料层空隙率，使粉体流动性变好。 • • 烧成带因为有液相存在，增大了颗粒的休止角，因而运动较缓慢。 冷却带则是因为有窑口挡圈，使料层增厚而减小物料的运动速度。
•
空气过剩系数：1.05～1.1
回转窑的工作原理
主窑皮
火焰覆盖的区间，称为燃烧带。火焰中部区域温度高，达1600～
1800℃，此时熟料被加热到1300～1450℃，其中有相当量(约25～30 ％)的组分熔融成液相，粘附在窑内耐火材料的表面上形成一定厚度的粘 稠状物料，即俗称的主窑皮。
回转窑的工作原理
回转窑的工作原理
料层厚度与运动速度
•
窑内物料填充率高，被带起的高度高，回转一周时间内，物料被带起 的次数少，即翻动次数少，受热的均匀性差。
•
近代煅挠技术都是在密切注视筒体表面温度不过高的情况下，采取快
转薄层煅烧的方法。
回转窑的工作原理
2．回转窑内燃料的燃烧
将煤加工成煤粉喷入窑内燃烧，并要求燃烧强度和 所形成的火焰能适应熟料煅烧工艺的要求。
窑内温度通常是两头低，中间高。
热端较低温度区就是窑内的冷却带。但由于喷煤管结构的改进，火 焰高温区向热端延伸，故目前新型干法大窑，冷却带已很短。
回转窑的工作原理
喷煤管单通道
回转窑的工作原理
喷煤管直径
回转窑的工作原理
三通道喷煤管
回转窑的工作原理
三通道喷煤管原理
• 这种喷煤管，内、外两个通道为净风道，分别称内风和外风。内风通道的出口
回转窑的工作原理
回转窑的工作原理
煤风
• 煤风采用浓相低速喷射，通常在保证不发生回火的条件下取接近输送粉料 的速度20～30M／s。 • 由于粉粒体的存在强化了射流中的湍流强度，因而改善了煤粉与一、二次
风的微观混合。
• • 内外净风出口速度可高达75～150m／s。煤风浓度允许有较大被动。 窑用煤量有所变动时，输送煤粉的空气量也可保持稳定不变。
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讲授内容
回转窑 知识点
工作原理
回转窑的工作原理
• 燃烧器、换热器、反应器、和输送器
•
物料在窑内填充系数
• • • •
物料在窑内的运动方式 物料运动速度 物料受热时间相反应时间 气物效接触表面积和窑内气体流动的速度和阻力损失。
•
还可能造成未燃烧烬的残炭被带入低温区产生不完全燃烧，从而影响 熟料质量并增大煤耗。
回转窑的工作原理
短焰燃烧
• 火焰过短．高温部分过于集中，容易将窑皮或材料烧坏，不利于长期运
转。 • 合理的火焰长度应根据窑的规格、热耗相窑的系统配置来决定，通常大 约是窑有效内径的4～5倍。
回转窑的工作原理
窑内火焰温度的分布
回转窑的工作原理
煤粉制备
回转窑的工作原理
煤粉燃烧
煤粉自喷煤管以较高气速(40～80m/s)送入窑内。
从着火开始到完全燃烧的全过程是在前进着的气流中进 行，因而形成了火焰形状。
回转窑的工作原理
煤粉燃烧过程
回转窑的工作原理
助燃空气
•
• •
通过喷煤管输送煤粉的空气，习惯上称为一次风。
一般一次风不预热。要求量小。约占总燃烧用窑空气量的10～30％ 二次风：由冷却机提供，被预热到600～1000℃，它既能回收熟料中 热量，又可促进燃烧，提高燃烧实际温度。