悬浮预热器
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
12 1 23 2 34 3 4 4 4 4 34 3 23 2 12 1
第七章 悬浮预热器
⒍锁风阀(图4.9)
第七章 悬浮预热器
四．分析 ⒈生料在管道内呈悬浮状态，80％的热交 换是在管道内完成的。 ⒉旋风筒的作用是将烟气与粉料分离(或者 说集尘)，只有20％的热交换作用。 ⒊气流与物流是混合运行的(同流、逆流都 有)
第七章 悬浮预热器
五．旋风筒的结构原理
旋风筒的换热原理
(schematic)
Counter current (shaft stage)
Co-current (cyclone stage)
第七章 悬浮预热器
⒈ 筒体由圆柱体、圆锥体两段构成；（金属 材料结构件） ⒉ 内部镶砌耐火材料，外部包裹保温材料； ⒊ 圆柱体上部切向留有进凤口； ⒋ 圆锥体下端装有排灰阀；（重锤式锁凤阀）
第七章 悬浮预热器
旋风筒结构类型；根据H＝h1＋h2与直径D的比值H／D H／D＞2—高型旋风筒： h1／ h2＜1 圆锥型 h1／h2＝1 过渡型 h1／h2＞1 圆柱型 H／D＜2—低型旋风筒 H／D＝2—过渡型旋风筒 ⒋进风口尺寸： a／b一般为2左右，进风口面积(a×b)可根据进风口凤速确定，凤速 V＝15～25m／s。 ⒌排气管的尺寸与扦入深度： d≈0.5D左右； h≈0.5d—Ⅰ级旋凤筒， h≈0.25d—Ⅱ～Ⅴ级旋凤筒。 ⒍根据以上的计算公式，满足使用的条件下，对旋凤筒的结构、进口型 式、出口型式等还可以作很多变化。
第七章 悬浮预热器
§7—4换热管道结构与计算 一．管道直径： 直径φ可根据风速确定，管道 风速一般取10～25m／s。 二．管道长度：L根据上升温度和所需时间而定。 例：温度从680C上升到800C，升高了132C，所需时 间为0.0176秒。管道风速为20m／s；确定长度L。 L＝0.0176×20＝0.4米 三．管道的作用： ⒈连接和输送气固流； ⒉分散物料、均布物料、锁风； ⒊气固两相之间换热—最主要的功能。
第七章 悬浮预热器
⒊立筒预热器（图6.32、6.33）
第七章 悬浮预热器
⒋ZAB立筒预热器(图6.34) ⒌捷克型立筒预热器(图6.35)
第七章 悬浮预热器
⒍维达格型预热器(图6.36)
第七章 悬浮预热器
⒎米亚格型预热器(图6.37)
第七章 悬浮预热器
三．四级旋风筒预热器详述： ⒈将单级旋凤筒左右错开垂直叠加，层数由 工艺而定，有四级和五级之分；上层与下 层之间用管道相连。 ⒉级数＝旋风筒的层数，由上而下依次为C 、 C 、C 、C …；
⒉第一次变革：将预热段立起来，1950年开 始，回转窑可以缩短三分之一，产量有所 提高，质量得到稳定。 ⒊第二次变革：预热段、分解段都立起来。 1970年开始出现， 回转窑继续缩短，产量 成百倍的增长。目前这项改革己经成熟， 传统的中空旋窑、立窑、湿法窑都面临着 淘汰。
第七章 悬浮预热器
四．特性：(经过二次演变过程) ⒈预热、分解过程都在窑外进行； ⒉粉料由原来的堆积状态下进行预热、分 解的过程改由现在的悬浮状态下进行热交 换。 ⒊窑长缩短了，产量、质量却大大的提高 了。
第七章 悬浮预热器
§7—5影响预热器热效率的因素 一．粒径不同，加热时间与传热效率之间的关系： 由曲线可以看出，粉料直径在0.1mm时，只要与热气流接触0.1秒， 颗粒表面温度就到了热气体温度的70％。而实际生产中，生料颗粒 85%以上小于0.08mm，其加热速度之快就容易理解了。 二．预热器的效率： η＝1－ Q—输入预热器的热量； Q1—出预热器废气所带走的热量； Q2—出预热器粉尘所带走的热量； Q3—预热器的散热损失。 三．几条改造措施 ⒈选择合适的下料口位置；下料口位置应在旋风筒气流的上游，生料 落差小，且热烟气流速大的地方。物料先下降一段距离，然后迅速随 气流上升。气流速度要大于粉料下降的速度。 ⒉提高来料的均匀性。 ⒊对管道进行缩口处理；提高喂料口气流速度。 ⒋采用撒料装置。
第七章 悬浮预热器
⒈旋风筒直径D的计算： ①推荐算法 ： K＝ K＝1.2～1.7之间；实验数据。 Q—气体流量，m／s； 假设一个d，算出一个D，直到符合要求为止。 ②假设截面风速算法： D＝2· Q—气体流量，m／s； V—假设截面风速，m／s；根据经验选取。
第七章 悬浮预热器
⒉圆柱体高度h1 理论算法：h1＝ τ—尘粒从旋风筒环状空间位移到筒底所需时 间。 经验公式：h1≥ v—气流在旋风筒内的线速度。 ⒊圆锥体高度h2 tgα＝ α—一般在65～75之间； de／D—0.1～0.15之间； h2／D—0.9～1.2之间。
第七章 悬浮预热器
§7—１旋风筒式悬浮预热器的功能与特性 一．基本概念（名词解词） ⒈预热—将生料颗粒表面的水份烘干。(20°～ 850°) ⒉分解—使颗粒物料的内部水份溢出。(850°～ 950°) ⒊煅烧—改变物料内部的晶体结构。（1450°) ⒋悬浮—物料颗粒在空间位置上呈飘移状态。 ⒌旋风筒—承受飘移粉料的载体。 ⒍悬浮预热器—粉料在旋风筒内部呈飘移状态进行 热交换的组合结构体。
第七章 悬浮预热器
§7—2旋风筒的组合类型 一．分类： ⒈按厂商名称分： 史密斯型—丹麦 洪堡型—德国 多波尔型、维达格型、盖波尔型、ZAB型 ⒉按工作原理分： 同流交换型(物流与气流同向) 逆流交换型(物流与气流相反) 混合交换型(两种状况都有) ⒊按预热器组合形式分： 旋风筒组合式 立筒为主式 混合式(立筒、旋风筒都有)
第七章 悬浮预热器
§7—3旋风筒结构计算 一．作用：80％分离烟尘，20％的热交换。 二．分离效率 C1级———90％以上； C2级———70％以上； …………………… C4级———70％以上。
第七章 悬浮预热器
三．结构参数与计算： D——旋风筒内径； H——旋风筒总高度； h1——圆柱体高度； h2——圆锥体高度； h3——内筒扦入深度； h4——喂料口底部至内筒末端 距离； a——进风口宽度； b——进风口高度； d——内筒内径； de——排灰口内径； d0——下料口内径： α——锥边仰角。
第七章 悬浮预热器
第七章 悬浮预热器
二．组合形式： ⒈五级旋风预热器（图6.31）
第七章 悬浮预热器
⒉四级旋风预热器（图）
四级旋风预热器
1 - 1.5 %在流程控制系 统之后的氧含量
分解炉氧含量 2.5 - 3.5% 烧成带温度 1450 °C 窑尾温度 ~1150 °C
燃烧比率
窑速
窑内通风和流程控 喂料率 制系统内通风 燃料比率流程控制 系统
第七章 悬浮预热器
二．功能与作用： 充分利用回转窑及分解炉内排出的炽热气 流加热粉料，使粉料进行预热及部分碳酸 盐的分解，然后进入分解炉和回转窑内继 续加热分解，至直完成熟料的烧成任务。
第七章 悬浮预热器
三．演变过程：
⒈传统的干法中空旋窑煅烧工艺与预热器窑比较
图6.14与6.28
第七章 悬浮预热器
气物走向及温度变化
进程ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
第七章 悬浮预热器
⒋生料走向： 下料口 →L →C →L →C →L →C →L →C →窑尾。 ⒌气流走向： 窑尾 →L →C →L →C →L →C →L →C →×× →抽烟风机。 ⒍锁风阀(图4.9)
第七章 生料均化库
小结： 原料→破碎系统→预均化→生料粉磨系统→ 生料均化库→（煅烧）→ ▲先期的烧成工艺：
第七章悬浮预热器
▲先期的烧成工艺—预热、分解、烧成都在回转窑中进行。
干法中空旋窑煅烧工艺流程系统
第七章悬浮预热器
预热 分解 煅烧
第七章悬浮预热器
预热 分解 煅烧 窑体倾斜3～5° 窑体缓慢回转，2～3转／分钟； 窑内的温度变化是连续的，但随着工况的不同， 预热、分解、煅烧各段会有前移和后移的可能； 物料成堆积状况缓慢地向前移动，物料从窑尾 到窑头约需40分钟到60分钟； △缺点：烧成周期长、产量低； △改进：用悬浮预热器、分解炉进行窑外分解
1 2 3 4
第七章 悬浮预热器
⒊原理—生料从连接第一级旋凤筒与第二级 旋凤筒的管道L上加入，并迅速成悬浮状态， 同时进行热交换。进入到旋风筒后粉料流 速下降，（旋风筒比管道体积加大了）由 于旋风筒筒壁的阻力作用，使得粉料呈螺 旋状下落到筒体的底部。随后定时向下一 级旋风筒排放粉料继续加热，直至完成预 热过程进入回转窑中煅烧。
第七章 悬浮预热器
⒍锁风阀(图4.9)
第七章 悬浮预热器
四．分析 ⒈生料在管道内呈悬浮状态，80％的热交 换是在管道内完成的。 ⒉旋风筒的作用是将烟气与粉料分离(或者 说集尘)，只有20％的热交换作用。 ⒊气流与物流是混合运行的(同流、逆流都 有)
第七章 悬浮预热器
五．旋风筒的结构原理
旋风筒的换热原理
(schematic)
Counter current (shaft stage)
Co-current (cyclone stage)
第七章 悬浮预热器
⒈ 筒体由圆柱体、圆锥体两段构成；（金属 材料结构件） ⒉ 内部镶砌耐火材料，外部包裹保温材料； ⒊ 圆柱体上部切向留有进凤口； ⒋ 圆锥体下端装有排灰阀；（重锤式锁凤阀）
第七章 悬浮预热器
旋风筒结构类型；根据H＝h1＋h2与直径D的比值H／D H／D＞2—高型旋风筒： h1／ h2＜1 圆锥型 h1／h2＝1 过渡型 h1／h2＞1 圆柱型 H／D＜2—低型旋风筒 H／D＝2—过渡型旋风筒 ⒋进风口尺寸： a／b一般为2左右，进风口面积(a×b)可根据进风口凤速确定，凤速 V＝15～25m／s。 ⒌排气管的尺寸与扦入深度： d≈0.5D左右； h≈0.5d—Ⅰ级旋凤筒， h≈0.25d—Ⅱ～Ⅴ级旋凤筒。 ⒍根据以上的计算公式，满足使用的条件下，对旋凤筒的结构、进口型 式、出口型式等还可以作很多变化。
第七章 悬浮预热器
§7—4换热管道结构与计算 一．管道直径： 直径φ可根据风速确定，管道 风速一般取10～25m／s。 二．管道长度：L根据上升温度和所需时间而定。 例：温度从680C上升到800C，升高了132C，所需时 间为0.0176秒。管道风速为20m／s；确定长度L。 L＝0.0176×20＝0.4米 三．管道的作用： ⒈连接和输送气固流； ⒉分散物料、均布物料、锁风； ⒊气固两相之间换热—最主要的功能。
第七章 悬浮预热器
⒊立筒预热器（图6.32、6.33）
第七章 悬浮预热器
⒋ZAB立筒预热器(图6.34) ⒌捷克型立筒预热器(图6.35)
第七章 悬浮预热器
⒍维达格型预热器(图6.36)
第七章 悬浮预热器
⒎米亚格型预热器(图6.37)
第七章 悬浮预热器
三．四级旋风筒预热器详述： ⒈将单级旋凤筒左右错开垂直叠加，层数由 工艺而定，有四级和五级之分；上层与下 层之间用管道相连。 ⒉级数＝旋风筒的层数，由上而下依次为C 、 C 、C 、C …；
⒉第一次变革：将预热段立起来，1950年开 始，回转窑可以缩短三分之一，产量有所 提高，质量得到稳定。 ⒊第二次变革：预热段、分解段都立起来。 1970年开始出现， 回转窑继续缩短，产量 成百倍的增长。目前这项改革己经成熟， 传统的中空旋窑、立窑、湿法窑都面临着 淘汰。
第七章 悬浮预热器
四．特性：(经过二次演变过程) ⒈预热、分解过程都在窑外进行； ⒉粉料由原来的堆积状态下进行预热、分 解的过程改由现在的悬浮状态下进行热交 换。 ⒊窑长缩短了，产量、质量却大大的提高 了。
第七章 悬浮预热器
§7—5影响预热器热效率的因素 一．粒径不同，加热时间与传热效率之间的关系： 由曲线可以看出，粉料直径在0.1mm时，只要与热气流接触0.1秒， 颗粒表面温度就到了热气体温度的70％。而实际生产中，生料颗粒 85%以上小于0.08mm，其加热速度之快就容易理解了。 二．预热器的效率： η＝1－ Q—输入预热器的热量； Q1—出预热器废气所带走的热量； Q2—出预热器粉尘所带走的热量； Q3—预热器的散热损失。 三．几条改造措施 ⒈选择合适的下料口位置；下料口位置应在旋风筒气流的上游，生料 落差小，且热烟气流速大的地方。物料先下降一段距离，然后迅速随 气流上升。气流速度要大于粉料下降的速度。 ⒉提高来料的均匀性。 ⒊对管道进行缩口处理；提高喂料口气流速度。 ⒋采用撒料装置。
第七章 悬浮预热器
⒈旋风筒直径D的计算： ①推荐算法 ： K＝ K＝1.2～1.7之间；实验数据。 Q—气体流量，m／s； 假设一个d，算出一个D，直到符合要求为止。 ②假设截面风速算法： D＝2· Q—气体流量，m／s； V—假设截面风速，m／s；根据经验选取。
第七章 悬浮预热器
⒉圆柱体高度h1 理论算法：h1＝ τ—尘粒从旋风筒环状空间位移到筒底所需时 间。 经验公式：h1≥ v—气流在旋风筒内的线速度。 ⒊圆锥体高度h2 tgα＝ α—一般在65～75之间； de／D—0.1～0.15之间； h2／D—0.9～1.2之间。
第七章 悬浮预热器
§7—１旋风筒式悬浮预热器的功能与特性 一．基本概念（名词解词） ⒈预热—将生料颗粒表面的水份烘干。(20°～ 850°) ⒉分解—使颗粒物料的内部水份溢出。(850°～ 950°) ⒊煅烧—改变物料内部的晶体结构。（1450°) ⒋悬浮—物料颗粒在空间位置上呈飘移状态。 ⒌旋风筒—承受飘移粉料的载体。 ⒍悬浮预热器—粉料在旋风筒内部呈飘移状态进行 热交换的组合结构体。
第七章 悬浮预热器
§7—2旋风筒的组合类型 一．分类： ⒈按厂商名称分： 史密斯型—丹麦 洪堡型—德国 多波尔型、维达格型、盖波尔型、ZAB型 ⒉按工作原理分： 同流交换型(物流与气流同向) 逆流交换型(物流与气流相反) 混合交换型(两种状况都有) ⒊按预热器组合形式分： 旋风筒组合式 立筒为主式 混合式(立筒、旋风筒都有)
第七章 悬浮预热器
§7—3旋风筒结构计算 一．作用：80％分离烟尘，20％的热交换。 二．分离效率 C1级———90％以上； C2级———70％以上； …………………… C4级———70％以上。
第七章 悬浮预热器
三．结构参数与计算： D——旋风筒内径； H——旋风筒总高度； h1——圆柱体高度； h2——圆锥体高度； h3——内筒扦入深度； h4——喂料口底部至内筒末端 距离； a——进风口宽度； b——进风口高度； d——内筒内径； de——排灰口内径； d0——下料口内径： α——锥边仰角。
第七章 悬浮预热器
第七章 悬浮预热器
二．组合形式： ⒈五级旋风预热器（图6.31）
第七章 悬浮预热器
⒉四级旋风预热器（图）
四级旋风预热器
1 - 1.5 %在流程控制系 统之后的氧含量
分解炉氧含量 2.5 - 3.5% 烧成带温度 1450 °C 窑尾温度 ~1150 °C
燃烧比率
窑速
窑内通风和流程控 喂料率 制系统内通风 燃料比率流程控制 系统
第七章 悬浮预热器
二．功能与作用： 充分利用回转窑及分解炉内排出的炽热气 流加热粉料，使粉料进行预热及部分碳酸 盐的分解，然后进入分解炉和回转窑内继 续加热分解，至直完成熟料的烧成任务。
第七章 悬浮预热器
三．演变过程：
⒈传统的干法中空旋窑煅烧工艺与预热器窑比较
图6.14与6.28
第七章 悬浮预热器
气物走向及温度变化
进程ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
第七章 悬浮预热器
⒋生料走向： 下料口 →L →C →L →C →L →C →L →C →窑尾。 ⒌气流走向： 窑尾 →L →C →L →C →L →C →L →C →×× →抽烟风机。 ⒍锁风阀(图4.9)
第七章 生料均化库
小结： 原料→破碎系统→预均化→生料粉磨系统→ 生料均化库→（煅烧）→ ▲先期的烧成工艺：
第七章悬浮预热器
▲先期的烧成工艺—预热、分解、烧成都在回转窑中进行。
干法中空旋窑煅烧工艺流程系统
第七章悬浮预热器
预热 分解 煅烧
第七章悬浮预热器
预热 分解 煅烧 窑体倾斜3～5° 窑体缓慢回转，2～3转／分钟； 窑内的温度变化是连续的，但随着工况的不同， 预热、分解、煅烧各段会有前移和后移的可能； 物料成堆积状况缓慢地向前移动，物料从窑尾 到窑头约需40分钟到60分钟； △缺点：烧成周期长、产量低； △改进：用悬浮预热器、分解炉进行窑外分解
1 2 3 4
第七章 悬浮预热器
⒊原理—生料从连接第一级旋凤筒与第二级 旋凤筒的管道L上加入，并迅速成悬浮状态， 同时进行热交换。进入到旋风筒后粉料流 速下降，（旋风筒比管道体积加大了）由 于旋风筒筒壁的阻力作用，使得粉料呈螺 旋状下落到筒体的底部。随后定时向下一 级旋风筒排放粉料继续加热，直至完成预 热过程进入回转窑中煅烧。