预分解技术

改进型RSP分解炉：
RSP分解炉与N-RSP分解炉
带RSP炉的预分解窑系统
MFC分解炉炉系列
MFC分解炉
N-MFC分解炉
结构：上部：圆柱体； 下部：倒锥体。
气体：三次风切向而入，流 化空气入炉，窑气喷腾进 入。
燃料：从倒锥体下部进入， 与流化空气直接接触。
生料：从倒锥体上部进入。
N-MFC分解炉
分解炉与窑连接方式三
分解炉设于窑 的一侧，窑气不进 分解炉。
炉气出炉后可 以在窑尾上升烟道 下部与窑气会合， 也可在上升烟道上 部与窑气会合
分解炉的作用和型式
作用：
完成燃料的燃烧、换热和碳酸盐分解。
型式：
按分解炉内气流的主要运动形式分： 旋流式、喷腾式、悬浮式、流化床式。 按制造厂命名分： SF型(N-SF、C-SF) 、MFC型(N-MFC) 、RSP型、KSV型 (N-KSV)、DD型、FLS型、Prepol型、 Pyroclon型、TC型、 NC型等。
熟料
C1 C3 C5
煤喷嘴
生料
废气
预分解窑的技术原理
C1
１.在悬浮预热器与回转窑之间增
设一个分解炉；
C2
２.在分解炉上适当位置装设燃料
喷嘴，喷入煅烧所需60%左右
C3
的燃料；
C4
３.使燃料燃烧的放热过程与生料
中碳酸盐百度文库解的吸热过程，在
C5 分
分解炉中以悬浮态或流化态下
解 炉
极其迅速地进行；
三次风
燃烧器
料粉去C5
来自C4的料粉 燃烧器 三次风
窑气
TC型分解炉系列：TWD、TFD、TSD炉
带下置涡流预燃 室的组合分解炉
带旁置流态化悬浮 炉的组合型分解炉
带旁置旋流预燃室 的组合式分解炉
NC型分解炉系列
由南京水泥设计研究院在Prepol、Pyroclon等分解炉的基础上开发。 包括NST-I同线分解炉和NST-S半离线分解炉两种。
N-SF型分解炉
结构：
上部：圆柱+圆锥体，为反应室 下部：旋转涡壳——涡旋室
特点：
气体：窑气、预热空气经涡旋室 混合后形成喷旋叠加的湍流运动混 合，回旋进入反应室
燃料：通过几个喷煤嘴从漩涡室 顶侧向下斜喷入三次风的空气流中， 部分燃料开始燃烧，边燃烧边进入 反应室。
生料：分两部分，大部分由反应 室锥体处加入，少部分由窑尾上升 烟道中加入。
生料：由中部圆柱体进入，处 于悬浮态受热。
喷煤管
喷煤管
根据工艺性能分四个区段： 第一区：为脱NOx的还原区，位于 D-D分解炉底部倒锥体部分； 第二区：为生料分解及燃料燃烧区，位于D-D分解炉中部圆筒中线之下部位； 第三区：为主燃烧区，位于D-D分解炉圆筒部分中线之上 第四区：为完全燃烧区，位于上部圆柱体内
优点：气固之间的混合得到改善，燃料
燃烧完全，碳酸盐分解程度高，热耗低。
N-SF型分解炉
N-SF炉由SF炉改 进而来，将SF炉燃烧 喷嘴由炉顶移到旋流 室顶部，倾斜向下吹， 使煤粉直接喷入三次 风中，由于三次风含 氧浓度高，所以着火 快且燃烧稳定。
由C3来的生料通 过分料阀分成两部分： 少部分由窑尾上升烟 道加入，大部分由炉 锥体下部加入。
FLS型分解炉工作示意
带双系列预热器的FLS预分解窑
FLS炉
DD型分解炉：
结构：上部：圆柱体； 中部： 圆柱体；下部：倒锥体。两个 圆柱体之间设有缩口，形成二 次喷腾，强化气流与物料混合。
气体：三次风由两个对称风管 径向喷入，窑气由炉底喷入；
燃料：分两部分，90%在三次 风进口处进炉；10%在下部锥 体进炉，处于还原态燃烧，将 窑气中的NOx部分还原为无害 的N2；
根据工艺 性能分四个区： 流化区、供气 区（涡流区）、 稀薄流化区、 悬浮区
N-MFC分解炉工艺系统
预分解窑工艺流程示意图
分解炉的工艺性能
1、影响分解炉内料粉分解速度的因素：
① 温度：温度越高，分解越快。 ② 炉气中CO2浓度：浓度越低，分解越快。 ③ 原料物理性质：结构致密、结晶粗大的石灰石分解速度慢。 ④ 料粉粒径：粒径越小，分解越快。 ⑤ 生料的悬浮分散程度：悬浮分散性好，则分解速度快。
结皮堵塞是预分解窑等新型干法工艺的“通 病”。生产中须采取多种措施预防、处理。
结皮堵塞的几种“症状”：
① 锁风阀静止不动。 ② 堵塞部位以上负压值显著上升，堵塞部位以下负压
值则显著下降，甚至出现正压，孔隙处向外冒灰。 窑头通风不好，向外冒烟。 ③ 高温风机入口、C1出口、分解炉出口、窑尾等处温 度异常升高。 ④ 当预热器内堵料量过大时，会出现突然塌料，料粉 冲出窑外。
N-SF炉及增湿塔剖视图
带N-SF分解 炉的预分解 窑尾
FLS型分解炉：
FLS炉由上、下锥体和中间圆筒组成。预热后的生料由下锥体上部和炉 底喉管喂入，燃料由下锥体中部吹入。
从冷却机来的三次风由炉底喉管喷入炉内，形成喷腾层，使燃料和生料 充分混合，扩散到中心气流中，运动中燃料燃烧和生料受热分解。生料悬 浮在炉内烟气中，通过上锥体及连接管道进入最后一级旋风筒内。
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预分解窑
NST-I同线炉。安装于窑尾烟室之上，为涡旋、喷腾叠加式分解炉。 NST-S半离线炉。主炉结构与同线炉相同，出炉气固流经鹅颈管与窑 尾上升烟道相连。
NST-I型分解炉
NST-S型分解炉
RSP型分解炉
RSP分解炉是日本小野田水泥公司与川崎重工业公 司共同研制的。主要由涡流燃烧室SB、涡流分解室SC 和混合室MC三部分组成：
三、防止结皮堵塞的措施
（1）减少或避免使用高硫、高碱、高氯的原料，这是减 少结皮的前提。通常要求生料中：R2O<1~1.5%； S≤3%；Cl–<0.015%；硫碱比<1.0。
（2）采用旁路放风，一般放风量为3%～10%； （3）避免使用高灰分和灰分熔点较低的煤； （4）精心操作，保持各处温度、压力及煤、料量稳定； （5）在易堵塞处，设置捅料孔、空气炮等清堵装置； （6）在易堵塞处安装监测报警系统。
6.具有优质、高效、低耗、环保 等优越性。
燃烧器
窑尾温度 ~1050 ℃
回转窑
烧成带温度 ~1600 ℃
冷却机
熟料
分解炉与窑连接方式一
分解炉直接坐落 在窑尾烟室之上。
来自冷却机的热 风在炉前或炉内与 窑气混合。
分解炉与窑连接方式二
利用窑尾与最 下一级旋风筒之 间的上升烟道作 为分解炉，不设 三次风管，燃烧 所需空气全部来 自窑内。
2、料粉在分解炉内的分解时间
当分解温度为820～900℃时，料粉分解率为85％～95％， 需要分解时间大致为4～10秒。
分解炉的热工性能
1、分解炉内燃料的燃烧：
无焰燃烧与辉焰燃烧 当煤粉进入分解炉后，悬游于气流中，经预热、分 解、燃烧发出光和热，形成一个个小火星，无数的煤 粉颗粒便形成无数的迅速燃烧的小火焰。这些小火焰 浮游布满整个炉内，故称为无焰燃烧或辉焰燃烧。 燃烧使分解炉内气流温度保持在820～900℃之间。
容易堵塞的部位：
① 窑尾斜坡和窑尾上升烟道缩口。 ② C4、C5锥体及下料管。 ③ 分解炉及其连接管道。
二、结皮的原因
（1）碱、硫、氯等有害成分在系统中循环富集（结皮 堵塞的根本原因）；
（2）局部温度过高； （3）燃料不完全燃烧（煤质差、操作不当等）； （4）生料成分和喂料量波动； （5）系统漏风； （6）石灰石中MgO含量高。
2、分解炉内的传热：
分解炉内的传热方式主要为对流传热，其次是辐 射传热。且物料处于悬浮状态快速受热分解。
3、分解炉内的气体运动：
为使物料在炉内停留时间长些，则要求气流呈旋 流或喷腾状运动，以延长燃料燃烧及物料分解 的时间。
预分解系统结皮堵塞及预防处理
一、预分解系统结皮堵塞现象
结皮是指生料粉与窑尾烟气中有害成分形成的 粘附在窑尾预热系统内壁的层状物。结皮会扰乱窑 内热工制度，使窑的产质量下降，结皮严重还会使 预热器下料管等狭窄处堵塞，处理费时费力，严重 影响生产。
四、结皮堵塞的处理
① 一旦发现堵塞，应立即止料、减煤、减窑速。 ② 尽快查清堵塞部位及堵塞情况。 ③ 抓紧制定清堵方案，组织人力物力实施清堵。 ④ 清堵时，可用压缩空气喷枪对堵塞部位直接捅捣。 ⑤ 应遵循“先下后上”的原则。即先捅下部，后捅上部，
保证捅下的物料顺畅排走。 ⑥ 清堵时，关小排风机风阀，但不得关闭，以保持系统
预分解窑煅烧熟料所需的燃料，60%喷入分解炉 燃烧，40%喷入回转窑燃烧。
C1 C3 C5
煤喷嘴
生料
废气 预分解窑的五个热工单元：
C1
筒——旋风筒
C2
管——连结管道
C3
炉——分解
炉
C4
窑——回转
窑
C5 分 解 炉
三次风
机——冷却机
燃烧器
窑尾温度 ~1050 ℃
回转窑
烧成带温度 ~1600 ℃
冷却机
PrePol管道型分解炉系列
AT
AS
AS-MSC
TC型分解炉系列：TDF炉
由天津水泥院在DD分解炉的基础 上，根据我国燃料燃烧特性，研制开 发的TDF型分解炉。
TDF炉直接安装在窑尾烟室上，窑 气由炉底喷射入炉。炉中部设有缩口， 以产生二次“喷腾效应”。三次风由 下锥体上部两侧切线涡旋入炉；两个 三通道燃烧器分别设于三次风入口上 部，使燃料斜喷入三次风气流中迅速 起火燃烧。在炉下部筒体周围不同高 度设置四个生料喂料口，以利物料分 散均匀。
预 分 解 技 术 及 设 备
要学习的内容：
• 什么是预分解技术？ • 分解炉的作用、种类、结构； • 分解炉的工艺性能、热工性能； • 预分解系统的结皮堵塞及预防处理。
什么是预分解技术？
在预热器和回转窑之间增设一个新热源——分解 炉，并向炉内喷入燃料燃烧，同时把经预热器预热到 750℃左右的生料喂入分解炉内，与喷入炉内的燃料 混合，使燃料燃烧的放热过程与生料中碳酸盐分解的 吸热过程，在分解炉内以悬浮态迅速进行，使生料入 窑前的分解率达到90％以上的技术，称为预分解技 术。这种带预热器和分解炉的回转窑就称为预分解窑。
• 采取措施，促进替代燃料和可燃废弃物的利用。
作业：
1. 什么是预分解技术？分解炉的作用是什么？ 2. 分解炉内气流运动的基本形式有哪几种？ 3. 影响分解炉内分解速度的因素有哪些？ 4. 分解炉内的传热有何特点？ 5. 预热系统结皮是怎么回事？有何危害？如何 预防？
拉法基四川都江堰水泥厂
北京金隅集团琉璃河水泥厂预分解窑
窑尾温度 ~1050 ℃
回转窑
烧成带温度 ~1600 ℃
冷却机
熟料
C1 C3 C5
煤喷嘴
生料
废气
C1
C2 C3
C4 C5
分 解 炉
三次风
预分解窑的技术原理
４.使入窑生料的分解率达到 90%～95%；
５.减轻回转窑的热负荷，有利 于缩小窑的规格及生产大型 化，节约建设投资，延长衬 料寿命，大幅度提高全窑系 统的生产效率；
内呈负压，便于清堵，防止高温气流冲出伤人。 ⑦ 捅堵完后，检查各处门、孔，确保密封完好。 ⑧ 重新升温、投料。
分解炉的发展趋势和目标
• 中低质及低挥发分燃料在炉内的迅速点火起燃的环 境改善；
• 使用中低质及低挥发分燃料时，要“以空间换时 间”，即扩大炉容，改进结构，提高燃料燃尽率；
• 降低窑炉内NOx生成量，并在出窑入炉前制造还原 气氛，促使NOx还原，满足环保要求；
几种典型分解炉的结构特征简介
评议分解炉的特征要点：
（1）气体流动： 气体进入方式：窑气进入方式 空气进入方式
（2）下料点的位置：燃料喷口 生料入口
（3）分解炉的温度 （4）燃料燃烧条件 （5）物料与气体的停留时间
SF型分解炉：
SF分解炉是由日本石川岛公司（IHI）开发的世界上第一台分解炉。 SF分解炉上部是圆柱体，下部是锥形，三次风从最下部切向吹入，同窑 尾烟气混合，以旋流方式进入炉内，三个喷油嘴和C3旋风筒卸出的生料喂 料口都设在分解炉顶部。