第五章 水泥工业窑炉
第05章-水泥熟料煅烧-03-第三节新型干法窑系统中预烧过程和设备
要强化这三个功能所可能采取的措施有：
强化分散：提高气固相相对运动速度 uR u g um ；形成气流脉冲；增设某种异形结构或加装撒 料器等。 强化换热：提高相对速度 uR u g um 以增大换 热系数；延长气固在设备中的停留时间；增大气 流与粉料的换热表面A等。 强化分离：利用离心力、重力惯性力、电力、磁 力等或相互组合以强化分离作用。 认识这些规律，是深入理解、掌握和开发各类预热器 的基本思路。
（2）旋风预热器的工作原理与基本功能
旋风预热器的功能分布如图2-36所示。 旋 风 预 热 器 功 能 分 析 图
换热管 换热 料流 气
旋风筒
分散 分离 气流 料 换热区 分离区
旋风筒的入口 管道内高速气流使 物料分散；分散后 气固同流进行热交 换；进入旋风筒后 继续部分气固换热， 但旋风筒本身主要 是分离物料，也就 是物料在旋风筒中 进行分离。这样旋 风预热器完成了物 料分散、气固换热 和气固分离。
特点：结构卧式，压损较低，高度较低，降低预热器系统 的阻力和框架高度。 缺点：气固分离效率较低，适用于作为旋风预热器系统的 中间级
特点：最上一级为高型圆柱型旋风筒；最下一级的旋风筒则采 用较陡的锥角；目的是为提高分离效率。中部各级采 用的是低压损旋风筒，其排气管(内筒)部位采用了导向 板，以便使旋风筒内的大部分循环气流由导向板直接 引入排气管，从而保证在不降低气固分离效率的前提 下，降低旋风筒中的阻力损失。
（一）、悬浮式预热器的共性 目前用于生产的预热器型式很多，但基本上可归纳为 两大类：立筒式和旋风式，它们都具有如下共性： （1）体）之间换热方式应以对流为主（经测算对流换 热点总换热的70～90%），因此换热率Q（W）可用 一般牛顿方程式，即： Q=a A ΔT 式中： a—气固间换热系数，W/m2℃； A—气固接触面积，/m2； ΔT—气固之间平均温差，℃。
第五章 水泥工业窑炉
预分解窑的关键技术装备有旋风筒、换热管 道、分解炉、回转窑、冷却机（简称筒-管炉-窑-机）等。
这五组关键技术装备五位一体，彼此关联， 互相制约，形成了一个完整的熟料煅烧的 热工体系，分别承担着水泥熟料煅烧过程 的预热、分解、烧成、冷却任务。
6.4 预分解窑的分类
根据分解炉内的气流运动，有四种基本型式： 旋流式 喷腾式 旋流-喷腾式 悬浮式 沸腾式 各种分解炉的基本原理相似
新型干法回转窑法
新型干法水泥生产，是以悬浮预热和窑外 分解技术为核心，把现代科学技术和工业 生产成果，广泛用于水泥生产全过程，使 水泥生产具有高效、优质、低耗、符合环 保要求和大型化、自动化为特征的现代水 泥生产方法，并具有现代化的水泥生产新 技术和与之相适应的现代管理方法。
旋风预热器
分解炉的基本原理
③保证物料向炉内均匀喂料，并做到物料入 炉后，尽快地分散、均布；
④改进燃料燃烧器形式与结构，以及合理布 置，使燃料入炉后尽快点燃；
⑤下料、下煤点及三次风之间布局的合理匹 配，以有利于燃料起火、燃烧和碳酸盐分 解；
⑥根据需要，选择分解炉在预分解窑系统的 最优部位、布置和流程，有利于分解炉功 能的充分发挥，提高全系统功效，降低 NOx，SO3等有害成分排放量，确保环保达 标。
其中颗粒较大的料粉，因其单位质量所具有的表 面积较小，在其离心向壁运动中，所受阻力较小， 离心向壁的倾向较大，因此比颗粒较小的料粉及 气流易达到炉的边缘。当料粉颗粒到达炉壁的滞 流层时，或与炉壁摩擦碰撞后，动能大大降低， 运动速度锐减，有的颗粒甚至失速坠落，降至缩 口时再被气流带起。
喷腾式分解炉
以FLS (F．L．Smidth)型为例，如图所示
旋流-喷腾式
气体在分解炉内形成旋流及喷腾两种运动形态， 充分利用旋风效应及喷腾效应，强化生产。 它可分两种，一种是热空气沿切向力向入炉，造 成旋流运动，供燃料燃烧，物料分解，继而携 带料粉向下(又称下行式)与喷腾的回转窑气混合， 在混合室形成喷腾层。(日本RSP) 另一种是热空气先在炉底喉管上升，造成喷腾层， 继而向上(又称上行式)。窑气则在炉的中上部， 沿炉壁切线方向导入，形成旋流运动。 (日本KSV)
水泥窑炉施工安全操作规程与技巧
水泥窑炉施工安全操作规程与技巧篇一：水泥窑炉施工安全操作规程与技巧一、前言水泥生产是现代建筑材料的重要环节，其中，水泥窑炉施工是水泥生产过程中至关重要的环节之一。
为了保障施工人员的安全，提高施工质量，减少事故的发生，制定一套科学合理且易于操作的施工安全操作规程显得尤为重要。
本文旨在探讨水泥窑炉施工的安全操作规程和一些实用技巧，以期能够为相关人员提供一些参考和帮助。
二、施工前准备1. 组织力量在施工前，必须明确施工队伍的组织架构和任务分配，保证每个人都有明确的职责和任务责任。
同时，对施工人员进行培训和技术交流，提高其对施工安全操作规程的理解和遵守。
2. 设备准备施工前需要认真检查和维护施工所需的设备和工器具，确保其良好状态和安全可靠性。
尤其要对重大设备进行全面检测，消除潜在的安全隐患。
三、施工过程1. 工艺流程水泥窑炉施工是一个复杂的工艺过程，要有清晰的施工方案和操作步骤。
先设计好施工平面图和立体图，明确施工步骤和各个环节的要求。
在施工过程中严格按照方案操作，尽量减少因操作失误导致的事故。
2. 安全防护在施工过程中，必须合理布置安全防护措施。
如设置围栏、警示牌等，保障施工区域的安全；穿戴好防护设备，如安全帽、手套、防护眼镜等，保护施工人员的身体安全。
3. 火源防控水泥窑炉施工中，火源是一个重点需要控制的因素。
在施工开始前，要清理施工区域的可燃物，确保没有可燃物进入施工现场。
同时，结合火灾风险评估，设置灭火设备和应急通道。
四、施工材料1. 输送设备在水泥窑炉施工中，需要有大量的施工材料进行输送。
为了保障操作安全，要确保输送设备的可靠性和稳定性，定期检查和维护输送设备以确保其正常运行。
2. 施工材料的储存和使用施工现场要对各种施工材料进行储存和使用的管理，遵循材料的包装规定，防潮、防晒，减少材料变质和老化的风险。
同时，要注意材料的合理使用，防止浪费和产生垃圾。
五、施工现场管理1. 现场秩序水泥窑炉施工现场必须维持良好的秩序，设立专门的施工指挥部和施工区域，依据施工计划进行施工，避免混乱和安全事故的发生。
水泥工厂窑炉维修安全规程
水泥工厂窑炉维修安全规程1 范围本文件规定了水泥工厂窑炉维修的基本要求、工机具要求、安全措施、应急处理、验收要求。
本文件适用于水泥工厂窑炉系统停止运行后清理结皮或积料、更换浇注料、耐火砖、耐热陶瓷和耐热钢件维修安全作业。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GBZ1 工业企业设计卫生标准GB 2811 头部防护安全帽GB 2894 安全标志及其使用导则GB/T 3608 高处作业分级GB 6095 坠落防护安全带GB 8958 缺氧危险作业安全规程GB 13861生产过程危险和有害因素分类与代码GB 24543 坠落防护安全绳GB/T29639 生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则GB/T 33000 企业安全生产标准化基本规范GB 39800.1 个体防护装备配备规范第1部分GB 50295 水泥工厂设计规范GB 50309 工业炉砌筑工程质量验收标准GB 50577 水泥工厂职业安全卫生设计规范AQ/T 9007 生产安全事故应急演练基本规范JGJ33 建筑机械使用安全技术规程JGJ130 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1监护人员 wardship staff在窑炉维修人员附近对进入窑炉维修人员进行监护以监督、联络、救护其人身安全的工作人员。
3.2窑皮 Kiln skin部分熔融的物料粘附在水泥窑内壁形成的层状覆盖物。
（与建材术语相同）3.3结皮 Crusting部分熔融的物料粘附在预热器、分解炉、窑尾烟室等内壁形成的层状覆盖物。
3.4进窑吊桥 The suspension bridge into the kiln在窑炉维修中，为便于检修人员、机具、材料进出水泥窑而临时架设在窑头平台与回转窑窑胴体内的过道桥。
水泥生产施工工艺的窑炉烧制与石灰石破碎
水泥生产施工工艺的窑炉烧制与石灰石破碎水泥是建筑材料中的重要组成部分之一，它被广泛应用于房屋建造、基础设施建设等领域。
而水泥的生产过程涉及到多个环节，其中窑炉烧制和石灰石破碎是两个关键步骤。
本文将分别介绍水泥生产中窑炉烧制和石灰石破碎的工艺与技术。
一、窑炉烧制水泥生产中的窑炉烧制是将原料中的石灰石和粘土等材料通过高温煅烧转化为水泥熟料的重要过程。
1. 原料准备在窑炉烧制过程中，石灰石和粘土是主要原料。
首先，需要对原料进行筛选、破碎和研磨，以获得符合生产要求的颗粒度和成分。
同时，根据不同类型的水泥，还可以添加适量的辅料如煤粉、沙子等，以调整熟料的化学成分。
2. 窑炉结构窑炉是窑炉烧制过程中的核心设备，一般采用回转窑或立式窑。
回转窑是目前应用最广泛的一种窑炉结构，它具有热效率高、生产能力大等优点。
窑炉内部由不同的区域组成，包括预热区、煅烧区和冷却区。
每个区域的温度和气氛都需要严格控制。
3. 窑炉烧制过程窑炉烧制过程通常分为干法烧制和湿法烧制两种方式。
干法烧制是将石灰石和粘土在高温下进行脱水和分解反应，形成水泥熟料。
湿法烧制是在石灰石和粘土中加入适量的水，使其成为泥浆，然后在高温下进行煅烧。
两种方式都需要控制煅烧温度、热量和气氛，以保证熟料的质量。
4. 窑炉排放与回收窑炉烧制过程中会产生大量的烟气和废气，其中包含有害气体和粉尘。
为了减少环境污染，需要进行合理的废气处理和粉尘回收。
常见的废气处理方法包括烟气脱硫、脱硝和除尘等技术。
二、石灰石破碎石灰石作为水泥生产的重要原料之一，其破碎工艺对于水泥生产工艺的稳定性和效率至关重要。
1. 石灰石的采掘与储存石灰石的采掘可以通过露天开采或井道采矿等方式进行。
采掘后的石灰石需要进行初步的粉碎和筛分，以去除杂质和获得符合生产要求的石料。
然后，石灰石需要进行堆放和存储，以确保供应的连续性和稳定性。
2. 石灰石的破碎与研磨石灰石在水泥生产中常常需要进行多级破碎和研磨，以获得适合窑炉烧制的石料颗粒度。
交流材料之二——水泥窑炉节能减排新技术及应用
交流材料之二——水泥窑炉节能减排新技术及应用摘要水泥制造是一项能源消耗和排放大的行业，其中水泥窑炉是水泥生产过程中最重要的设备之一，也是能耗最高的设备之一。
为了应对能源消耗和环境保护的需求，不断研究和推广节能减排技术已经成为水泥行业的重要问题。
目前，针对水泥生产过程中的窑炉设备，一些新的节能减排技术已经得到了广泛的应用和推广。
本文主要介绍一些新的技术和应用情况，以及这些技术的效果和经济性等方面。
窑炉节能技术窑炉底部烘干和预热技术窑炉底部烘干和预热技术是一项能有效减少水泥窑炉能耗的新技术。
这种技术的基本原理是将低温废气通过底部空气孔喷入窑炉中，与水泥熟料直接接触，使其预热至接近煅烧温度。
通过这种方式，可以增加窑炉内的热量回收率，减少燃料消耗，降低窑炉运行成本。
窑炉前部外循环空气预热技术随着科技的进步，窑炉前部外循环空气预热技术也逐渐发展。
这项技术可以使窑炉燃烧产生的热量通过窑前逆风口处进入窑炉的预热器，再通过预热器中的逆流热交换来加热窑炉进料，使进料达到理想的预热温度，从而减少燃料的消耗，并降低排放的尾气温度和烟气中的二氧化碳排放量。
重烧/低温烧成工艺重烧/低温烧成工艺是一种通过窑炉先后进行两次煅烧，有效减少热能损失、提高熟料品质、降低排放量和节约能源的新型水泥制造工艺。
其主要过程包括：1.窑炉前部预热: 通过油热器将空气进行预热，从而提高了窑炉进料的温度。
2.快速煅烧: 将进料快速煅烧至高温。
3.慢烧: 在宽而短的“沙漏”状窑体中，将高温煅烧出来的氧化熟料缓慢降温、烘干和烧成，从而减少热能损失和二氧化碳排放。
应用情况分析根据相关数据，上述技术在水泥生产过程中得到了广泛应用。
在窑炉节能方面，底部烘干和预热技术和前部循环空气预热技术已在许多水泥厂得到较大的推广，可以减少窑炉能耗约10%-15%。
而重烧/低温烧成工艺虽然耗费的时间略长，但是可以减排量更多，节能效果也更好，逐渐成为水泥行业发展的一大趋势。
硅酸盐热工设备-水泥窑炉
第五章 无机材料产品烧成设备概述无机材料产品烧成设备一、 烧成设备的基本概念硅酸盐制品如陶瓷、耐火材料、水泥、玻璃以及石膏、石灰等一般都是将经过加工处理的原料置于高温下经煅烧反应而制得的。
此高温加工的过程称之为烧成。
烧成所需设备在硅酸盐工业中称之为窑炉。
烧成在硅酸盐工业生产过程中是关键的工序。
制品的产量，质量以及能耗高低在很大程度上取决于烧成工序，即与制品的烧成工艺(温度制度、气氛与压力制度)、窑炉的类型及流程等有密切的关系。
如原料在烧成过程中的物理化学变化、窑炉结构及操作原理、燃料燃烧与炉内传热等，以期达到优质、高产、低消耗和改善操作条件的目的。
1、烧成反应的分类(一) 分解反应(热分解)热分解是由氢氧化物、碳酸盐等所组成的原料，在加热到一定的温度时，逸出其中的水分或CO 2的过程。
分解后所得为无水物或氧化物。
分解反应为吸热反应，分解反有：高岭石(Al 203·2SiO 2·2H 2O)、水铝石(Al 203· H 2O)、叶蜡石(A12O 3·4SiO 2·H 2O水滑石 (Mg(OH)2)、蛇纹石(3MgO 2SiO 2·2H 2O)、菱苦土(MgCO 3)，白云石(CaCO 3·MgCO 3)及方解石(CaCO 3)加热时因脱水或分解出CO 2而呈现的吸热峰。
碳酸盐、硫酸盐类矿物在500~1000℃进行分解反应，成为多孔质的氧化物在以石灰石为主要原料的水泥熟料烧成过程中，由于碳酸盐分解吸热量很大(一般为1800 ~2060kJ ／kg 料)，分解反应对烧成的速度与热耗影响都很大。
这时，碳酸盐的分解不仅取决于化学反应过程，还受到热量传递和质量传递 (CO 2的扩散)的影响；在只考虑化学动力学过程时，碳酸钙分解速度可用下式表示：2、分解过程的变化分解反应的表面即两相界面，在分解过程中不断缩小，且正比于未分解碳酸钙量的2／3次方，即↑+−−−−−−−−→−↑+−−−→←↑+−−→−+↑+−−−→−↑+−−−→−︒<︒>︒︒>︒︒3900,9004332750~560342232800232900~400321050~60033)(424SO MgO MgSO SO O Fe SO Fe CO O Fe O FeCO CO MgO MgCO CO CaO CaCO C C C C C C 还原焰氧化焰分解反应的表面大小。
水泥公司烧成系统岗位培训教案
水泥公司烧成系统岗位培训教案第一章：烧成系统概述1.1 烧成系统在水泥生产过程中的作用1.2 烧成系统的组成及功能1.3 烧成技术的演变与发展第二章：原料准备与预处理2.1 原料的选择与配比2.2 原料的预处理工艺2.3 原料制备过程中的质量控制第三章：生料煅烧与熟料冷却3.1 生料煅烧过程的控制参数3.2 熟料冷却工艺及设备3.3 煅烧过程中常见问题及处理方法第四章：熟料储存与输送4.1 熟料库的类型与结构4.2 熟料输送设备及运行维护4.3 熟料储存与输送过程中的安全注意事项第五章：预分解窑的操作与维护5.1 预分解窑的工作原理与结构5.2 预分解窑的操作要点5.3 预分解窑的维护与检修第六章：预分解窑的故障分析与处理6.1 预分解窑常见故障类型6.2 故障原因分析与诊断6.3 故障处理方法与预防措施第七章：烧成系统的节能与环保7.1 烧成系统节能技术途径7.2 环保要求和标准7.3 环保设备与措施第八章：烧成系统设备的运行维护8.1 设备运行条件与要求8.2 设备维护保养内容与周期8.3 设备故障处理与预防第九章：烧成系统的生产管理与优化9.1 生产计划与调度9.2 生产过程质量管理9.3 生产效率与成本控制第十章：安全操作与职业健康10.1 安全操作规程10.2 应急预案与事故处理10.3 职业健康与防护措施重点和难点解析一、烧成系统概述难点解析：理解烧成系统各组成部分之间的相互关系和协同作用，以及烧成技术的发展趋势。
二、原料准备与预处理难点解析：掌握原料配比对水泥质量的影响，以及预处理工艺的操作要点。
三、生料煅烧与熟料冷却难点解析：了解煅烧过程中各种参数的调节和控制，以及熟料冷却技术的应用。
四、熟料储存与输送难点解析：熟悉熟料库的设计和操作要求，以及输送设备的维护保养。
五、预分解窑的操作与维护难点解析：掌握预分解窑的操作流程，以及设备的维护和检修方法。
六、预分解窑的故障分析与处理难点解析：识别和分析预分解窑的故障原因，以及采取有效的故障处理措施。
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无焰燃烧的优点
燃料均匀分散，充分利用燃烧空间而不容易 形成局部高温。 物料均匀分散与小火焰中，有利于向物料传 热，又能防止气流温度过高。 很好地满足物料中碳酸盐分解的工艺与热工 条件。
分解炉内的温度分布
一般煤粉或燃油的喷燃温度可达 1500~1700℃ ， 而 分 解 炉 内 气 流 温 度 只 有 850~900℃，为什么？ 这是因为燃料与料粉是以悬浮状态混合在 一起的，燃料燃烧放出的热量立即被物料 所吸收。当燃料燃烧快放热快时，料粉分 解也就快；当燃烧慢时，则放热也慢，分 解也就慢。所以分解反应也抑制了燃烧温 度的提高，而将炉内温度限制在略高于 CaCO3平衡分解温度20-50℃的范围。
喷腾式分解炉
以FLS (F．L．Smidth)型为例，如图所示
喷腾效应
这种炉的结构是炉简直径较大，上、下部 为锥体，底部为喉管。入炉气流以 25~30m/s的速度通过喉管，在炉筒一定高 度形成一条上升流股，将炉下部锥体四周 的气体及料粉、煤粉不断地裹进来，喷射 上去，形成许多由中心向边缘回旋的旋涡， 从而形成喷腾运动，产生喷腾效应。
分解炉与窑连接方式
第一种方式
分解炉直接坐落在窑尾烟室之上，称为同 线型分解炉。这种炉型实际是上升烟道的 改良和扩展。它具有布置简单的优点，窑 气经窑尾烟室直接进入分解炉，由于炉内 气流量大，O2 含量低，要求分解炉具有较 大的炉容。这种炉型布置简单、整齐、紧 凑，出炉气体直接进入最下级旋风筒，因 此它们可布置在同一平台，有利于降低建 筑物高度。
④改进燃料燃烧器形式与结构，以及合理布 置，使燃料入炉后尽快点燃； ⑤下料、下煤点及三次风之间布局的合理匹 配，以有利于燃料起火、燃烧和碳酸盐分 解； ⑥根据需要，选择分解炉在预分解窑系统的 最优部位、布置和流程，有利于分解炉功 能的充分发挥，提高全系统功效，降低 NOx，SO3等有害成分排放量，确保环保达 标。
旋风效应
旋风效应，气流经下部涡流室形成回旋运动．再 以切线方向入炉，在炉内回旋前进。悬浮于气流 中的物料，由于旋转运动，受离心力的作用，逐 步被甩向炉壁。 其中颗粒较大的料粉，因其单位质量所具有的表 面积较小，在其离心向壁运动中，所受阻力较小， 离心向壁的倾向较大，因此比颗粒较小的料粉及 气流易达到炉的边缘。当料粉颗粒到达炉壁的滞 流层时，或与炉壁摩擦碰撞后，动能大大降低， 运动速度锐减，有的颗粒甚至失速坠落，降至缩 口时再被气流带起。
新型干法回转窑法
新型干法水泥生产，是以悬浮预热和窑外 分解技术为核心，把现代科学技术和工业 生产成果，广泛用于水泥生产全过程，使 水泥生产具有高效、优质、低耗、符合环 保要求和大型化、自动化为特征的现代水 泥生产方法，并具有现代化的水泥生产新 技术和与之相适应的现代管理方法。
旋风预热器
分解炉的基本原理
炉的温度分布
1)分解炉的平面温度比较均匀。 2)炉内纵向温度由下而上逐渐提高，但变化 不大。 3)炉的中心温度较高，边缘较低，除炉壁热 损外，因炉内气流为旋回，故粉粒因离心 力而在四周浓度较大，吸热较多，而形成 炉壁温度较低 。
分解炉的燃烧速度
分解炉内的燃烧速度，影响着分解炉的发 热能力和回转窑炉内的温度，从而影响物 料的分解率。 燃烧速度快，放热多，炉内温度就高，分 解速度将加快。 反之，分解率将降低。因此加快燃料燃烧 的速度，是提高分解炉生产效率的一个重 要问题。
沸腾式预分解窑
在分解炉内形成沸腾层，燃料在沸腾层（及 其上空）燃烧，物料在沸腾层（及其上空） 受热分解。 （日本MFC型分解炉）
新型分解炉的发展方向
①适当扩大炉容，延长气流在炉内的滞留时 间，以空间换取保证低质燃料完全燃烧所 需的时间； ②改进炉的结构，使炉内具有合理的三维流 场，力求提高炉内气、固滞留时间比，延 长物料在炉内滞留时间； ③保证物料向炉内均匀喂料，并做到物料入 炉后，尽快地分散、均布；
②分解炉内的传热
传热特点： 在分解炉内，燃料燃烧速度很快，发热能 力很高。由于料粉分散在气流中，在悬浮 状态下，具有极高的传热效率，燃烧放出 的大量热量在很短的时间内被料粉所吸收， 既达到高的分解率，又防止了局部的过热 现象。
传热方式
分解炉内主要以对流传热为主，其次是辐射 传热。 炉内燃料与料粉悬浮于气流中，燃料燃烧 将气体加热至高温，高温气体同时以对流 方式传热给物料。由于气、固两相充分接 触传热速率则高。 分解炉中气体温度达900℃左右，其辐射能 力较回转窑中烧成带差，但炉中有大量的 CaCO3分解，放出很多CO2气体，且气流中 含有很多细颗粒，所以就增大了炉中气流 的辐射传热能力，这种辐射传热对全炉温 度的均匀分布极为有利 。
在分解炉内同时喂入经预热后的生料，一 定量的燃料以及适量的热气体，生料在炉 内呈悬浮或沸腾状态，在900℃以下，燃料 进行无焰燃烧，同时高速完成传热和碳酸 钙分解过程。 分解炉内可以使用固体、液体或气体燃料， 我国主要是用煤粉，加入分解炉的燃料约 占全部燃料的55~65%。
燃料（如煤料）的燃烧时间和碳酸钙分解 所需要的时间约为2~4s，这时生料中的碳 酸钙的分解率可达到80~90%，生料的预热 后的温度约为800~850℃。 由于物料之间在炉内流场中产生相对运动， 从而达到高度分散、均匀混合和分布、迅 速换热，达到提高燃烧效率、换热效率和 入窑物料碳酸盐分解率的目的。
加快燃烧速度，控制炉温的措施
1）选择适当的燃料加入点并分成几点加入； 2）适当控制燃料的雾化粒度或煤粉细度； 3）选样适当的燃料品种，例如煤粉中含有适 当的挥发物，使挥发物与焦炭先后配合燃 烧，以达到好的热效应； 4）选择适当的一、二次风速以及合适的加料 点的位置； 5）调节燃料加入量以改变燃烧的空气消耗系 数。
5 水泥工业窑炉 （4课时）
刘小英 龙岩学院
目录
6.1 概述 6.2 预分解窑技术原理 6.3 预分解窑的生产流程 6.4 预分解窑的分类 6.5 分解炉的热工特性 6.6 预分解窑系统中回转窑的热工特性
6.1 概述
1824 立窑 1877 回转窑 1905 湿法回转窑 1928 立波尔窑（窑尾带加热机，半干法） 1934 悬浮预热技术 1970 预分解技术
6.4 预分解窑的分类
根据分解炉内的气流运动，有四种基本型式： 旋流式 喷腾式 旋流-喷腾式 悬浮式 沸腾式 各种分解炉的基本原理相似
旋流式分解炉
以SF型为代表。现已 发 展 为 NSF(New Suspension Preheater Flash Calciner) 型，它的 原理已发展为旋流喷腾式分解炉类型。 其简要示意图如图 所示。
窑炉分类
回转窑：
湿法 立波尔 干法 新型干法（悬浮预热、窑外分解）
立窑： 土立窑 机立窑
回转窑两个很大的缺点和不足
一：作为热交换装置，窑内炽热气流与物料 之间主要是“堆积态”换热，换热效率低， 从而影响其应有的生产效率的充分发挥和 能源消耗的降低； 二：熟料煅烧过程所需要的燃料全部从窑热 端供给，燃料在窑内煅烧带的高温、富氧 条件下燃烧，NOx等有害成分大量形成， 造成大气污染。
立波尔加热机
设料球直径为1cm，则： 一个料球的表面积=4πr2=3.14cm2 一 个 料 球 的 质 量 =4/3πr3*ρ 球 =4/3π （ 0.5 ） 3*1.2=0.63g 1g料球具有传热面积=3.14/0.63*70%=3.5cm2 ） （设70%为料球与气流接触比率）
分解炉
粉料悬浮于气流中，与气流充分接触，与 其传热面积即为料粉的比表面积。一般生 料粉的比表面积约为2500cm2/g，设有一半 与气流充分接触，则1g生料粉的传热面积 有1250cm2/g。 三者的传热面积比例为1:22:8000。
分解炉内的燃烧温度通常在850~950℃，燃 烧过程的性质处于低温化学动力学控制范 围与高温扩散控制范围的交界，因此，影 响这两种过程的因素，均对分解炉内的燃 烧速度有重要影响。 影响燃烧速度的化学动力学因素有燃料的种 类、性质、温度、压力及反应物浓度等。 影响扩散燃烧速度的主要因素有回转窑炉气 的紊流程度、燃料与气流的相对速度、燃 料的分散度(煤粉的细度及燃油的雾化温度 和压力)等。
①燃料的燃烧放热
辉焰燃烧：当燃烧煤粉时，煤粉颗粒进入分 解炉内，浮游于气流中，经预热、分解、 燃烧发出光和热，形成一个个小火星。在 整个分解炉中料粉和煤粉悬浮于高温的燃 烧气流中，使料粉颗粒受热达到一定温度 后，固体颗粒也会发光，燃料燃烧发光参 与其中，使整个炉体中不存在有形火焰， 而且满炉发光。
旋流-喷腾式
气体在分解炉内形成旋流及喷腾两种运动形态， 充分利用旋风效应及喷腾效应，强化生产。 它可分两种，一种是热空气沿切向力向入炉，造 成旋流运动，供燃料燃烧，物料分解，继而携 带料粉向下(又称下行式)与喷腾的回转窑气混合， 在混合室形成喷腾层。(日本RSP) 另一种是热空气先在炉底喉管上升，造成喷腾层， 继而向上(又称上行式)。窑气则在炉的中上部， 沿炉壁切线方向导入，形成旋流运动。 (日本KSV)
第二种方式
分解炉自成体系，称为离线型炉。采用这种 方式时，窑尾设有两列预热器，一列通过 窑气，一列通过炉气，窑系列物料流至最 下级旋风筒后再进入分解炉，同炉系列物 料一起在炉内加热分解后，经炉系列最下 级旋风筒分离后进入窑内。同时，离线型 窑一般设有两台主排风机，一台专门抽吸 窑气，一台抽吸炉气，生产中两列工况可 以单独调节。在特大型窑，则设置ห้องสมุดไป่ตู้列预 热器，两个分解炉。
回转窑
高端 燃料 低端 窑头 热端 传动大齿轮
窑尾
冷端 生料
废气
熟料
倾斜
钢筒体，内部耐火材料
6.2 预分解窑技术原理
悬浮预热技术： 指低温粉状物料均匀分散在高温气流之中， 在悬浮状态下进行热交换，使物料得到迅 速加热升温的技术。 预分解技术是指在悬浮预热器与回转窑之间， 增设一个分解炉或利用窑尾烟室管道，在 其中加入30~60%的燃料，使燃料的燃烧过 程与生料的吸热分解过程同时在悬浮态或 流化态下极其迅速地进行，使生料在入回 转窑前基本上完成碳酸盐的分解反应，因 而窑系统的煅烧效率大幅度提高。