新型干法水泥回转窑工艺及设备概述

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进入,与空气充分 燃烧。10%的 在下部倒锥体进入。燃料燃烧处 于还原态 生料:生料在中部圆柱体进入, 处于悬浮态
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
分类:
传统的——洪堡型旋风预热器(阻力大) 新型的——低压损旋风筒(阻力小)(书上表1.5)
旋风筒改进的几个方面: 1)旋风筒入口或出口处增设导向叶片; 2)旋风筒筒体结构的改进; 3)旋风筒进风口与排气管(内筒)结构的改进; 4)旋风筒下料口结构的改进 5)旋风筒旋流方式的改进
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(2)选择适当的管道风速 一般要求粉料悬浮区内的风速 在10—25m/s之间,通常要求大 于15m/s以上 气流的冲击悬浮能力,可在悬浮 区局部缩小管径,使气体局部加 速以增大冲击力。
(3)在喂料口加装撒料装置 -------目的是促使物料分散
(4)来料均匀性
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(kJ/kg熟料)
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3)回转窑内燃烧带的截面热力强度(燃烧带的截面热负荷): 燃烧带单位截面面积、单位时间内所承受的热量
4)回转窑内燃烧带的表面热力强度(燃烧带的表面热负荷) 燃烧带单位表面面积、单位时间内所承受的热量
5)回转窑内燃烧带的容积热力强度(燃烧带的容积热负荷) 燃烧带单位容积、单位时间内所承受的热量
③ 保证生料向分解炉内均匀喂料,尽快使生料分散且均匀分布。
④ 改进和保证分解炉用燃料燃烧器的形式与结构,以及合理的布 置燃烧器,使燃料尽快点燃和燃烧,并能踢高燃料的燃尽率。
⑤ 合理匹配下料、下煤点及三次风管,保证分解炉内有合理的温 度场,以利于燃料的着火、燃烧和碳酸钙的分解。
⑥ 分解炉优化布置在预分解窑系统的流程中 ⑦ 扩大分解炉用煤的品种。
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特点:进风口截面有矩形改为多边形,通体改为双柱双锥的组 合,柱体直径相对减小,内筒直径加大,插入深度减小等。
试验研究证明:其流速分布比较较合理,气固分离效率较高 (90%~96%),处理气体量较大,流体阻力较小。
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特点:结构卧式,压损较低,高度较低,降低预热器系统的
1.2悬浮预热器
分类:旋风筒和立筒 基本流动方式:旋转流和喷射流 功能:分散、换热、分离。
1.2.1旋风预热器的工作原理
(1)生料粉在废气中分散与悬浮 (2)气、固之间换热
(在联结管道内完成) (3)气、固相的分离,生料粉的收集
(在旋风筒内完成)
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影响旋风筒气固分离效率的主要因素: (1)旋风筒的直径:
在其他条件相同时,筒径越小,分离效率越高 (2)旋风筒进风口的类型与尺寸: 进风口结构应以保证能沿切向入筒,减小涡流干扰为佳。
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进风口的形状现多采用多边形。
进风口的尺寸应保证进口处工况风速在15~25m/s范围为宜 (3)出风管(内筒)的尺寸和插人深度:
一般来说,出风管(内筒)的直径越小,插入深度越深,旋风 筒的气固分离效率越高。
8)入窑生料分解率: 两种表示方法
(1)表观分解率e: 指从窑尾取得入窑料样,分析其烧失量计算而得的分解率. 所取
样品即有预热生料又有窑尾循环飞扬的飞灰,是两种料的综合分解 率。
(2)真实分解率: 生料在预热器内预热和分解的真实数据,不考虑飞灰对所取
样品分解率的影响.
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1.3.3 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)粉料与气体的停留时间
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(1)、NSF型和 CSF型
NSF型炉: • 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,一部分从反应室锥体部加 入,另一部分从上升烟道中加入。
优点:气固之间的混合得到了改善,燃料燃烧完全,碳酸盐的
因素之二: 气、固相的传热
换热方式已对流换热为主 悬浮换热效果取决于生料 在气流中的分散程度。 用多个旋风换热单元相串 联组成旋风预热系统。
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因素之三:气、固相的分离
气、固相的分离的效果直接影响到换热效率。 提高分离效率的措施: (1)开发新型高效、低阻的旋风筒 (2)开发新型换热管道 (3)开发新型锁风阀 (4)开发新型撒料装置
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1.3.2分解炉的分类
旋流式——旋流效应
发展趋势
按炉内主气流运动形式来分
喷腾式——喷腾效应 悬浮式——悬浮效应
流化床式——流态化效应
“综合效应”
第一种类型(a) 按全窑系统主气流运动方式来分 第二种类型 (b) (c1)
第三种类型 (c) (c2) (c3)
按制造厂家的公司名称来分(P39表1.6)
阻力和框架稿度。
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
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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
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1.1.2重要的技术指标 两个主要的评价指标:产量、热耗 几个典型的技术指标: 1)回转窑的发热能力:
回转窑内的燃烧带内单位时间燃料燃烧所放出的热量。 (kJ/h)
G---回转窑的产量(kg熟料/h) k---回转窑内的燃料消耗量占水泥熟料烧成系统总燃料消耗量的比值 mr--生产每千克熟料所需要的燃料量(kg煤/kg熟料) 2)水泥熟料的实际烧成热耗
优点:对燃料适应性强 缺点:结构比较复杂,系统通风调节比较困难,流动阻力损失大。
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改进型RSP型炉:
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(3)SLC分解炉 • 结构:上部:缩口
中部: 圆柱体 下部:圆锥体 • 特点 燃料:喷嘴布置在喷腾处,与喷腾而入
的空气充分燃烧,燃烧效果好。
Φ物料填充系数
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6)回转窑内燃烧带的空气过剩系数 根据生产经验已煤粉为燃料的水泥回转窑
α=1.04-1.10范围较合理
7)回转窑内的热效率
Qsh---水泥熟料理论热耗(在没有热量损失和物损失时,由0℃的干生料
烧成1kg水泥熟料所需要的热量(kJ/kg熟料)
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新型干法水泥回转窑工艺及设备概述Hale Waihona Puke Baidu
“综合效应”的发展主要体现在以下几个方面: ① 适当扩大分解炉的容积,延长分解炉的出口管道形成“炉体+
管道的结构,延长其留在分解炉内的停留时间
② 改进分解炉的结构,使炉内具有合理的三位流场,力求提高炉 内气、固滞留时间比(τs/τg),延长生料在分解炉内的滞留时间。
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1.2.4 各级旋风预热器性能的配合(以5级为例)
(1)各级旋风筒的气固分离效率 (2)各级旋风筒的表面散热损失 (3)各级旋风筒的漏风量
1.2.5 各级旋风预热器串联级数的选择(P29)
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1.2.6 旋风预热器分类以及几种典型的旋风预热器
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同线型
(a):特点:分解炉所需助燃空气全部由窑内通过,无三次风管。 优点是可节省投资、操作简便、冷却机选型不 受限制。 缺点是过多的空气通过窑内,影响窑的操作。
(b): —目前常用形式 特点:分解炉所需助燃空气由三次风管提供,并在炉内与窑气混合。 (c):特点:分解炉所需助燃空气由三次风管提供,窑气不入炉。
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1.2.2 影响旋风预热器预热效率的因素
因素之一:粉料在管道中的悬浮
保证悬浮效果的几项措施: (1)选择合理的喂料位置:
一般情况下,喂料点距出风管起始端应有 大于1m多的距离,此距离还与来料落差、来 料均匀程度、内筒插入深度以及管内气体 的流速有关。
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新型干法水泥回转窑工 艺及设备概述
2020/11/21
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1.1 系统概述
1.1.1工作原理:
1)生料 2)燃料
3)气体
入分解炉煤(60%-70%) 入窑煤(40%-30%)
一次空气:输送煤粉的 二次空气:来自冷却机的 三次空气:进入分解炉的
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(2) RSP型炉:
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RSP型炉:
结构:左部:混合室(MC室) 右部:上部旋风预燃室(SB炉) 下部涡旋分解室(SC炉)
特点: 燃料:在旋风预燃室喷入,与热空气直接接触而燃烧, 燃烧效果好。 生料:从SC室喂入,被三次风分散。 气体: 窑气经上升管道喷腾进入,热空气从SC炉的内侧 以切线方向送入,两股气流一起进入混合室。
优点是保证炉内燃料在纯空气中燃烧。
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半同线型
异线型
旁路放风型
(c1):窑气在分解炉后与出分解炉的炉气混合,再入预热器系统。 (c2):窑气不与出分解炉的炉气混合,各自经过一个单独的预热
器系统 (c3): 窑气从窑尾排出,可余热利用或旁路防风
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生料:生料分两次加入,分散效果好 气体:三次风喷腾而入,无窑气进入。
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SLC-S分解炉
SLC-D分解炉
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(4)D-D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。强化气流与生料间混合 气体:三次风径向而入,窑气喷腾进入 燃料:分两部分,90%的燃料在三次风处
碳酸钙分解的任务; 2)热工特点:
窑尾增加“第二热源”,大部分燃料从分解炉内加入,改 善了回转窑系统内的热力分布格局,大大地减轻了回转窑内耐 火衬料的热负荷,延长了回转窑的寿命。 3)工艺特点:
将水泥熟料煅烧工艺过程中耗热量最大的碳酸钙分解过程 移至要外进行,燃料与生料粉处于同一空间且高度分散,燃料 燃烧所产生的热量能及时高效地传递给预热后的生料,使燃烧、 换热及碳酸钙分解过程都得以优化,使水泥熟料煅烧工艺更完 善。
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(5)NKSV型炉:
结构:上部:圆柱体
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1.3 分解炉
1.3.1窑外分解技术
在悬浮预热器与回转窑之间增加一 个新热源——分解炉,将生料中碳 酸钙分解过程提到窑外进行,加快 其分解提高其分解率,如要分解率 课题高到85%-90%
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预分解窑的特点(与其它窑相比)
1)结构特点: 窑尾增设了一个分解炉,承担了原来在回转窑内进行的大量
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(4)旋风筒的高度: 一般地:增加旋风筒的高度有利于气固分离效率的提高
影响旋风筒气固分离效率的其他因素: 粉料颗粒的大小、气流中的粉料浓度、锁风阀的严密程度。
注意:分离效率的提高会影响到流动阻力损失的增大。在具
体生产和设计过程中一定注意综合考虑这两项指标,旋风筒即 要高分离效率有要地阻力损失。
分解程度高,热耗低。
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CSF型(在NSF上改进)
主要改进: 1)在分解炉上部设置了一个涡流室, 使炉气呈螺旋形出炉。 2)将分解炉与预热器之间的联接管 道延长---相当于增加了分解炉的容 积),其效果是延长了生料在分解炉 内的停留时间,使得碳酸盐的分解 程度更高,更重要的是有利于使用 燃烧速度较慢的一些燃料。
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