分解炉
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过程装备成套技术5
第八章 分解炉
第八章 分解炉
§8—1窑外分解工艺的发展与原理 一．发展过程 1．干法旋窑生产工艺
第八章 分解炉
2．预热器窑生产工艺
第八章 分解炉
3．窑外分解生产工艺
第八章 分解炉
二．窑外分解的原理 △第一次演变：预热器窑→热量来自回转窑。 △第二次演变：预分解窑→热量来自分解炉。 在悬浮预热器和回转窑之间增设一个分解炉， 在分解炉内加入30％～60％的燃料，使燃料的放 热过程与生料的吸热过程及碳酸盐的分解过程同 时在悬浮状态下极其迅速地进行。入窑分解率可 以达到93~95％以上。
第八章 分解炉
①点火：引燃涡流燃烧室（SB），先引入一小股温 度较高的三次风点燃煤粉。 ②关小风进大风，煤粉在分解炉膛内（SC）燃烧。 生料由C3级旋风筒下来，由三次风吹成悬浮态也 进入分解室内，并靠自重和炉壁的阻力作用而螺 旋下滑。 ③生料下滑进入混合室继续分解，然后随窑尾废气 一起进入C4级旋风筒。 混合室—窑尾废气与三次风两股气流汇合的地方。 ④混合室（MC）烟气的喷腾作用，使生料的分解 可达93％以上。生料经过C4级旋风筒分离后入窑。
第八章 分解炉
三．热量消耗图解 (曲线) 室温～850℃；物料吸收热量30％→预热阶段。 850℃～950℃；物料吸收热量50％→分解阶段。 950℃～1450℃；物料吸收热量20％→烧成阶段。 分解阶段温度仅上升了100℃，但所需热量却 达50％，这个热量是在分解炉内添加燃料来提供 的。让煤粉和生料一起在悬浮状态下，一个燃烧 放热，一个吸热分解，二者几乎同时发生。
第八章 分解炉
⒊KSV型分解炉（图6.45，6.46） Kawasak spouted bed and vortex chamber 州崎喷腾床涡流炉
第八章 分解炉
①由下部的喷腾层及上部的涡流室两部分组成； ②三次风分两路入炉，一路由底部喉管喷入形成喷 腾床，另一路由炉膛体的最下部以切线方向入炉， 便于加速气流与生料的混合； ③窑尾废气从炉膛筒体中间偏下部位以切线方向进 入； ④燃料从炉膛的圆筒部分的几个不同高度分别喷入； ⑤生料亦分二路进入 ⑥分解过程是在“喷腾效应”和“旋风效应”的综 合作用下完成
第八章 分解炉
⒋预热器窑： ｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿＿｜ 预热带 分解带 烧成带 ↓ 预热带立起来安置。 ⒌预分解窑： ｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿＿｜ 预热带 分解带 烧成带 ↓ ↓ 预热带、分解带都立起来安置。 回转窑的长度在不断地缩短，但产量、质量在不断地提高
第八章 分解炉
气物走向及温度变化
进程
315 500
315
1 2
50
生料 废气
660 500
3
785
4 5 0
660 880 785 1000
500 温度 0C
1000
第八章 分解炉
四．几种生产工艺布局比较 ⒈生料煅烧过程： 生料(20℃～850℃) 预热(850℃～950℃)碳酸钙分解 (950℃～1450℃)烧成→熟料。 ⒉普通回转窑： ｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿＿｜ 预热带 分解带 烧成带 整条窑水平放置并回转。 ⒊立波尔窑： ｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿＿｜ 预热带 分解带 烧成带 ↓ 预热带仍然水平放置，但不回转。
②颗粒内部的传导传热
传质：①CaCO3分解，CO2由CaO层向外扩散
②颗粒表面的CO2向气流扩散． ⒉生料分解率与分解温度的关系： 分解温度—850～950； 分解率—控制在95％左右即可． 曲线图 当分解率超过90％时分解温度直线上升，要有很高的温度才能使生 料的分解率大于90％，以其这样还不如将其送到回转窑内继续分 解．回转窑还有10％的分解任务．
第八章 分解炉
第八章 分解炉
4．MFC型
第八章 分解炉
第八章 分解炉
⒌其它类型：
第八章 分解炉
⒍国产：四平型。 太原型。 （应用最多的是天津院开发的产品) 二．按全窑系统气体流动方式分： 1．分解炉用的空气冷却机送入： ①分解炉燃烧用的空气 不通过窑体内部，筒体直径 可大大缩小： ②分解炉用的空气是用引风机抽来的热空气，氧气 浓度高，有利于燃烧；
第八章 分解炉
第八章 分解炉
⒉RSP型分解炉(图6.42；6.43) Reinforced Suspension preheater 强力、强化 悬浮预热器
第八章 分解炉
组成： SB—Swirl Burner → 涡流燃烧室 SC—Swirl Calciner → 涡流分解室 MC—Mixing Calciner → 混合室
6.比较示例： 窑的直径￠3000；填充率7％ 普通回转窑中一克物料的受热面积：0.57c㎡ 立波尔窑中一克物料的受热面积： 2.8c㎡ 预分解中一克物料的受热面积： 2500c㎡ 三者传热面积之比：1：18：1600；由此可见， 分解炉中生料分解速度快的原因主要是物料与热 气流的接触面积大的缘故。
第八章 分解炉
三．分解炉内气流的运动形式： ⒈旋风效应：生料随风速螺旋状向上推移． 旋风效应图 ⒉喷滕效应：生料呈沸滕状向上推移． 喷滕效应图 ⒊喷滕＋旋风：效果最好．
第八章 分解炉
§8—３分解炉的工艺及热工特性 ⒈生料分解的热工特性：生料中的碳酸盐分解包括两个传热过程和两个 传质过程。
传热：①周围介质（热风）向颗粒表面传热；
第八章 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ解炉
③入窑分解率高 ④一次风——回转窑燃烧用的自然空气， 20℃。（室温） 二次风——冷却机前部的余热风，二次利 用而得名，900℃以上 三次风——冷却机中部的余热风再次利用， 650℃左右；． 2．分解炉用的空气全部通过回转窑：
第八章 分解炉
2．分解炉用的空气全部通过回转窑： ①流程简单投资少， ②适用于现有预热器窑改造， ③氧气浓度低不利于燃烧， ④窑内温度会降低，影响产量和质量， ⑤窑内风速大生料飞损严重．
第八章 分解炉
§8—2分解炉的类型 △作用：为生料的分解提供热量。 △结构：外表为筒体，内有炉膛。 一．按厂商名称分类： ⒈SF型分解炉(图6.39；6.40) suspension preheater —Flash Furnace 悬浮预热器 气流炉
第八章 分解炉
日本石川岛公司与秩父水泥公 司1971年改建的世界上第一台分 解炉。很快又出现了第二代产品 NSF型(New—SF)。 生料来自第三级预热器，依靠 窑尾废气将其代入与三次风会合。 煤粉由另一路直接加入与三次风 会合。三次风引燃煤粉，生料在 炉膛内分解混合后进入第四级预 热器。分解炉的位置处于C3和 C4级旋风筒之间。物料走向与气 流走向和没有分解炉的预热器略 有区别。（没有点火装置，完全 靠三次风引燃）
第八章 分解炉
第八章 分解炉
§8—1窑外分解工艺的发展与原理 一．发展过程 1．干法旋窑生产工艺
第八章 分解炉
2．预热器窑生产工艺
第八章 分解炉
3．窑外分解生产工艺
第八章 分解炉
二．窑外分解的原理 △第一次演变：预热器窑→热量来自回转窑。 △第二次演变：预分解窑→热量来自分解炉。 在悬浮预热器和回转窑之间增设一个分解炉， 在分解炉内加入30％～60％的燃料，使燃料的放 热过程与生料的吸热过程及碳酸盐的分解过程同 时在悬浮状态下极其迅速地进行。入窑分解率可 以达到93~95％以上。
第八章 分解炉
①点火：引燃涡流燃烧室（SB），先引入一小股温 度较高的三次风点燃煤粉。 ②关小风进大风，煤粉在分解炉膛内（SC）燃烧。 生料由C3级旋风筒下来，由三次风吹成悬浮态也 进入分解室内，并靠自重和炉壁的阻力作用而螺 旋下滑。 ③生料下滑进入混合室继续分解，然后随窑尾废气 一起进入C4级旋风筒。 混合室—窑尾废气与三次风两股气流汇合的地方。 ④混合室（MC）烟气的喷腾作用，使生料的分解 可达93％以上。生料经过C4级旋风筒分离后入窑。
第八章 分解炉
三．热量消耗图解 (曲线) 室温～850℃；物料吸收热量30％→预热阶段。 850℃～950℃；物料吸收热量50％→分解阶段。 950℃～1450℃；物料吸收热量20％→烧成阶段。 分解阶段温度仅上升了100℃，但所需热量却 达50％，这个热量是在分解炉内添加燃料来提供 的。让煤粉和生料一起在悬浮状态下，一个燃烧 放热，一个吸热分解，二者几乎同时发生。
第八章 分解炉
⒊KSV型分解炉（图6.45，6.46） Kawasak spouted bed and vortex chamber 州崎喷腾床涡流炉
第八章 分解炉
①由下部的喷腾层及上部的涡流室两部分组成； ②三次风分两路入炉，一路由底部喉管喷入形成喷 腾床，另一路由炉膛体的最下部以切线方向入炉， 便于加速气流与生料的混合； ③窑尾废气从炉膛筒体中间偏下部位以切线方向进 入； ④燃料从炉膛的圆筒部分的几个不同高度分别喷入； ⑤生料亦分二路进入 ⑥分解过程是在“喷腾效应”和“旋风效应”的综 合作用下完成
第八章 分解炉
⒋预热器窑： ｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿＿｜ 预热带 分解带 烧成带 ↓ 预热带立起来安置。 ⒌预分解窑： ｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿＿｜ 预热带 分解带 烧成带 ↓ ↓ 预热带、分解带都立起来安置。 回转窑的长度在不断地缩短，但产量、质量在不断地提高
第八章 分解炉
气物走向及温度变化
进程
315 500
315
1 2
50
生料 废气
660 500
3
785
4 5 0
660 880 785 1000
500 温度 0C
1000
第八章 分解炉
四．几种生产工艺布局比较 ⒈生料煅烧过程： 生料(20℃～850℃) 预热(850℃～950℃)碳酸钙分解 (950℃～1450℃)烧成→熟料。 ⒉普通回转窑： ｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿＿｜ 预热带 分解带 烧成带 整条窑水平放置并回转。 ⒊立波尔窑： ｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿＿｜ 预热带 分解带 烧成带 ↓ 预热带仍然水平放置，但不回转。
②颗粒内部的传导传热
传质：①CaCO3分解，CO2由CaO层向外扩散
②颗粒表面的CO2向气流扩散． ⒉生料分解率与分解温度的关系： 分解温度—850～950； 分解率—控制在95％左右即可． 曲线图 当分解率超过90％时分解温度直线上升，要有很高的温度才能使生 料的分解率大于90％，以其这样还不如将其送到回转窑内继续分 解．回转窑还有10％的分解任务．
第八章 分解炉
第八章 分解炉
4．MFC型
第八章 分解炉
第八章 分解炉
⒌其它类型：
第八章 分解炉
⒍国产：四平型。 太原型。 （应用最多的是天津院开发的产品) 二．按全窑系统气体流动方式分： 1．分解炉用的空气冷却机送入： ①分解炉燃烧用的空气 不通过窑体内部，筒体直径 可大大缩小： ②分解炉用的空气是用引风机抽来的热空气，氧气 浓度高，有利于燃烧；
第八章 分解炉
第八章 分解炉
⒉RSP型分解炉(图6.42；6.43) Reinforced Suspension preheater 强力、强化 悬浮预热器
第八章 分解炉
组成： SB—Swirl Burner → 涡流燃烧室 SC—Swirl Calciner → 涡流分解室 MC—Mixing Calciner → 混合室
6.比较示例： 窑的直径￠3000；填充率7％ 普通回转窑中一克物料的受热面积：0.57c㎡ 立波尔窑中一克物料的受热面积： 2.8c㎡ 预分解中一克物料的受热面积： 2500c㎡ 三者传热面积之比：1：18：1600；由此可见， 分解炉中生料分解速度快的原因主要是物料与热 气流的接触面积大的缘故。
第八章 分解炉
三．分解炉内气流的运动形式： ⒈旋风效应：生料随风速螺旋状向上推移． 旋风效应图 ⒉喷滕效应：生料呈沸滕状向上推移． 喷滕效应图 ⒊喷滕＋旋风：效果最好．
第八章 分解炉
§8—３分解炉的工艺及热工特性 ⒈生料分解的热工特性：生料中的碳酸盐分解包括两个传热过程和两个 传质过程。
传热：①周围介质（热风）向颗粒表面传热；
第八章 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ解炉
③入窑分解率高 ④一次风——回转窑燃烧用的自然空气， 20℃。（室温） 二次风——冷却机前部的余热风，二次利 用而得名，900℃以上 三次风——冷却机中部的余热风再次利用， 650℃左右；． 2．分解炉用的空气全部通过回转窑：
第八章 分解炉
2．分解炉用的空气全部通过回转窑： ①流程简单投资少， ②适用于现有预热器窑改造， ③氧气浓度低不利于燃烧， ④窑内温度会降低，影响产量和质量， ⑤窑内风速大生料飞损严重．
第八章 分解炉
§8—2分解炉的类型 △作用：为生料的分解提供热量。 △结构：外表为筒体，内有炉膛。 一．按厂商名称分类： ⒈SF型分解炉(图6.39；6.40) suspension preheater —Flash Furnace 悬浮预热器 气流炉
第八章 分解炉
日本石川岛公司与秩父水泥公 司1971年改建的世界上第一台分 解炉。很快又出现了第二代产品 NSF型(New—SF)。 生料来自第三级预热器，依靠 窑尾废气将其代入与三次风会合。 煤粉由另一路直接加入与三次风 会合。三次风引燃煤粉，生料在 炉膛内分解混合后进入第四级预 热器。分解炉的位置处于C3和 C4级旋风筒之间。物料走向与气 流走向和没有分解炉的预热器略 有区别。（没有点火装置，完全 靠三次风引燃）