第12章-各类预分解窑简介课件.ppt

1、一、一、SF分解炉系列分解炉系列 1.SF分解炉(Suspension Preheater-Flash Furnace)2.NSF分解炉。1)将燃料喷入点由原来喷入反应室锥体下部改为喷入涡流室顶部，燃料燃烧条件改善，延长了在炉内的停留时间，提高了燃烧效率；2)改变窑气与三次风混合入炉的流程，三次风仍以切线方向进入涡流室，窑气则单独通过上升管道向上流动，使三次风与窑气在涡旋室形成叠加湍流运动，强化了料粉的分散混合；3)将C3筒来料由炉顶部喂入改为大部分从上升烟道喂入，延长生料在炉内的停留时间，少部分从反应室锥体下部喂入，用以调节气流量的比例，从而不需在烟道上设置缩口，降低通风阻力，同时也减少了这

2、一部位结皮堵塞的可能；4)增大了分解炉的有效容积，更有利于煤粉充分燃烧和气固换热，提高了分解炉效率；5)不足主要在于炉气侧向排出，且出口高度大，易产生偏流、短路和稀薄生料区。3.CSF分解炉 将NSF炉侧面出口改为顶部涡室出口。涡室下设置缩口，产生喷腾效果，克服气流偏流和短路。增设连接管道，使生料停留时间达到15s以上，入窑生料分解率提高到90以上。二、二、KSV分解炉系列分解炉系列 1.KSV分解炉 1)KSV分解炉由下部喷腾层和上部涡流室组成，喷腾层包括下部倒锥、入口喉管及下部圆筒，而涡流室是喷腾层上部的圆筒部分。2)三次风分两路入炉，一路由底部喉管喷入形成喷腾床，另一路从圆筒底部切向吹入

3、，形成旋流，加强料气混合。3)窑尾烟气由圆筒中间偏下部位切向吹入。4)燃料由设在圆筒不同高度的喷嘴喷入。5)预热后的生料分成两路入炉，约75%由圆筒部分与三次风切线进口处进入，使生料和气流充分混合，在上升气流作用下形成喷腾床，然后进入涡室，通过炉顶的生料由烟道缩口排出最下级旋风筒。约25%上部喂入，可降低窑废气温度，防止烟道结皮堵塞。6)炉内的燃料燃烧及生料加热分解在喷腾床的喷腾效应及涡流室的旋风效应的综合作用下完成，入窑生料分解率可达85%90%。2.N-KSV分解炉 1)全炉由喷腾层、涡室、缩口和辅助喷腾涡室四个部分组成。增加缩口后，产生两次喷腾运动，延长了燃料和生料在炉内停留时间，有利于

4、燃料燃烧及气料间热交换。2)同KSV炉相反，窑尾烟气从N-KSV炉底以3540m/s的速度喷入，三次风由炉的涡室下部对称切向吹入，风速为1820 m/s。取消窑废气到圆筒中部的连接管道，简化了系统流程，省掉烟道内的缩口，减少系统阻力，有利于窑炉调节通风。3)在炉底喷腾层中部，增加了燃料喷嘴，使燃料在低氧状态下燃烧，可使窑烟气中的NOX还原，有利于减少环境污染。4)从上一级旋风筒下来的生料，一部分从三次风入口上部喂入，另一部分由涡室上部喂入，产生喷腾效应及涡室旋涡效应，使生料能够与气流均匀混合和热交换。出炉气体温度为860880，入窑生料分解率为8590。三、三、DD分解炉分解炉DD炉可分炉可分

5、4个区个区1.还原区(区)包括喉口和下部锥体部分；燃料在缺氧的窑废气中燃烧，产生高浓度还原气体 CO、H2和CH4，同窑废气中NOX发生反应，还原为无害的N2，故叫还原区。2.燃料裂解和燃烧区(区)三次风由2个对称风管喷入炉内(径向)，三次风进口的顶部装有2个主要燃料喷嘴；燃料喷入区富氧区立即在炉内湍流中裂解和燃烧。产生的热量迅速传给生料，气料进行高效热交换，生料迅速分解。也称混合区。3.主要燃烧区(区)燃烧燃料、热量传递，生料吸热分解。炉温保持在850900，生料和燃料混合、分布均匀，没有明亮火焰的过热点，区内温度较低，且分布均匀。炉的侧壁：形成生料幕，避免结皮 4.完全燃烧区(IV区)燃料

6、(10左右)继续燃烧，生料分解。气体和生料通过区和IV区间缩口向上喷腾直接冲击到炉顶棚(反弹室)，翻转向下后到出口，使气料搅拌和混合，达到完全燃烧和热交换。在DD炉下部对称的三次风进风管，以及顶部2根出风管，都是向炉中心径向方向安装。这样做防止气流产生切向圆周的旋流运动，有利于炉内生料和气流产生良好喷腾运动，同时有利于降低阻力损失。DD炉的二次喷腾以及冲顶作用，改善了气料的搅拌和混合，增加了生料和燃料在炉内停留时间（达10s以上），使燃料在炉内达到完全燃烧，不会因未燃烧的燃料进入C5筒而引起结皮堵塞。出C5筒气体中CO含量保持在0.05以下。另外由于DD炉内气体与生料热交换好，使DD炉出口温度

7、控制在870880，入窑生料分解率保持在90%以上。四、四、RSP分解炉分解炉 1.组成:涡旋燃烧室SB、涡旋分解室SC、混合室MC三部分。窑尾烟室与MC室之间设有缩口以平衡窑炉之间的压力SB室：室：点火、预燃点火、预燃SC室：室：燃烧、分解燃烧、分解MC室：室：炉窑气混合、物料炉窑气混合、物料继续分解继续分解 2.RSP炉工作原理 1)涡旋燃烧室SB：设有供点火用的辅助燃烧喷嘴；喷煤管从SB室上部伸入，插入深度与SC室顶部平齐；喷煤管内设置风翅，煤粉以30m/s速度从顶部向下呈旋涡状喷入，煤风旋转方向同SC室三次风气流旋转方向相反，有利于煤粉同三次风混合，否则会造成SC室旋流过大，影响燃料在

8、SC室燃烧，造成大部分煤粉跑到MC室燃烧；三次风以30m/s的速度从SC室上部对称地以切线方向吹入炉内。生料喂入该气流中，该处设有撒料棒，把生料打散后，同三次风一起吹入SC室内。2)旋涡分解室SC 在SC室内，煤粉与新鲜三次风混合燃烧，燃烧速度快，是主燃烧区，使50以上的煤粉完成燃烧。而随切向三次风进来的生料会在SC炉内壁形成一层料幕，对炉壁耐火砖起到保护作用。同时吸收火焰热量，大约有40生料分解。SC室内截面风速约为1012m/s。3)混合室MC MC室主要功能是完成大部分生料分解任务。由SC室下来的热气流、生料粉及未燃烧完的燃料进入MC室后，与呈喷腾状态进入的高温窑烟气相混合，使燃料继续燃

9、烧，生料进一步分解。由回转窑出来的高温窑气通过缩口产生喷腾运动，故缩口大小很关键，根据一些厂经验，喷腾速度要求达到38m/s，才有良好的喷腾效果。另外MC室截面要大，截面风速812m/s，风速低有利于延长生料和燃料在炉内滞留时间，使未燃尽的煤粉完全燃烧，生料继续分解。对RSP 分解炉的分析 特点：RSP分解炉的三次风先以切线方向进入涡流分解室，造成炉内的旋风运动，形成旋风效应，有利于炉内燃烧、传热和分解的进行。RSP分解炉由于窑气不入燃烧分解室SC，室内氧气浓度高，燃烧速度较快，反应温度较高，所以分解室的容积热负荷较高，容积可相对缩小（约为其他炉的1/5）。炉内温度易于调节，由于发热能力大，所

10、以气流含尘率较高，生产效率较高。RSP型分解炉的混合室MC是炉气、物料、窑气相混的地方。高速上升的窑气至混合室造成喷腾效应，物料在高温气流中停留时间延长，有利于物料的继续分解。RSP型分解炉内既有较强的旋风运动，又有喷腾运动，燃料与物料在炉内的运动路程及停留时间均较长，有利于烧煤粉或低质燃料。RSP分解炉设有涡流燃烧室SB，又称预燃室，SB容积小，燃烧气流中没有物料，不存在吸热的分解反应，所以SB内燃烧温度较高且稳定。SB的一般作用是在开窑时给SC点火用。不足：结构复杂。炉体由SB、SC、MC三部分组成，炉的三次风由SB、SC多处入炉，所以炉及管道系统均较复杂。全系统通风调节困难，流体阻力损失

11、大。SC室内料粉与煤粉均由上而下，与重力方向一致，当旋风效应控制不好时，料粉或煤粉在室内停留时间过短，造成物料的分解率降低，出口气温过高。五、五、FLS分解炉分解炉 1.FLS原型分解炉 由上部倒锥、下部正锥和中间圆筒组成;喉部风速2530m/s;属喷腾型分解炉。2.FLS改进型分解炉 为降低阻力和降低连接管高度，将炉顶锥体改为平顶及切线出口，但炉内会产生偏流、短路和特稀浓度区，因此部分炉型又改为原来的顶部倒锥体，同时将出口连接管改成鹅颈管，以延长物料的停留时间。3.FLS预分解窑的分类及其特性 1)离线分解炉(SLC)窑 窑尾烟室及分解炉烟气各走一个旋风筒系列，两个系列亦拥有单独的排风机。调

12、节简单，操作方便。并且分解炉内燃料燃烧使用净三次风，有利丁稳定燃烧。史密斯公司公闻推荐，当窑产量超过25003200t/d时，以选用此系统较为适。三次风以30m/s速度进入分解炉，从分解炉上一级旋风筒及窑列最下级旋风筒来的生料由炉的下锥体上部喂入炉内。操作适应性强。由于空气中的挥发成分不进入分解炉，故炉中不易粘结。同时窑系统可在满负荷产量25的情况下生产。点火开窑快。容易装设放风旁路，以适应碱、氯、硫等有害成分的排除。并且放风损失较小。2)在线分解炉(ILC)窑 3)半离线型分解炉(SLC-S)窑 分解炉采用第一代上、下带锥体的炉型，炉气出口的“鹅颈”管道与最下级旋风筒连接。炉气在上升地道顶部

13、与窑气会合，共用一列预热器和一台主风机。大排风机需要抽吸窑气与炉气，两者需要平衡调节，相对来讲对生产操作要求较高。生料中挥发性组分较高时，窑气中挥发性成分浓度较高、温度较高，上升烟道与在线分解炉比，容易发生结皮故障。4)使用窑内过剩空气的同线分解炉(ILC-E)窑 5)整体分解窑 六、六、MFC分解炉系列分解炉系列 N-MFC炉的组成可以分为四个区域：a.流化层区，炉底装有喷嘴，煤粒可通过溜子喂入或与生料一起喂入，可使最大粒径1mm的煤粒停留时间达1分钟以上，以充分燃烧；流化空气量为理论空气量的1015，流化空气压力为35KPa。由于流化层的作用，燃料很快在层中扩散，整个层面温度分布均匀。b.

14、供气区，从篦冷机抽来的700800的三次风，进入该区，区内风速为10m/s。c.稀薄流化区，该区位于供气区之上，为倒锥型结构。在该区内气流速度由下面的10 m/s降到上面的4 m/s，煤中的粗粒在此区继续有上下循环运动，形成稀薄的流化区。当煤粒进一步减小时，被气流带到上部直筒部分。d.悬浮区，该区为圆筒形结构，气流速度约4m/s。小颗粒燃料和生料在此呈层流悬浮状态，燃料继续燃烧，生料进一步分解。对流态化（沸腾）式分解炉的分析 燃料燃烧、传热及物料分解是处于密相流态化状态，与稀相悬浮态相比，流态化层中物料颗粒之间的距离要小得多，可获得很高的生产效率与热效率。流态化分解炉是无焰燃烧，很容易使整个分

15、解炉的温度保持均匀。煅烧情况稳定，分解炉内壁和排气管不会发生结皮。具有一般分解炉窑单位容积产量高、消耗低、运转周期长、污染少等优点；其缺点是刚入炉的燃料与物料，与床层迅速混合，降低了燃烧过程及分解过程的平均推动力；流化层的形成使流体阻力较大，需在炉用风管上连接高温高压风机，由于高温风机的限制，入炉空气温度不能过高。七、普列波尔七、普列波尔(Prepol)和派洛克隆和派洛克隆(Pyroclon)炉系列分解炉炉系列分解炉 共同点：利用窑尾与最低一级旋风筒之间的上升烟道作为预分解装置。将上升烟道加高，然后再弯曲折回，与最低一级旋风筒连接，在上升烟道的下部喷入燃料和喂入从上一级旋风筒下来的生料。燃料燃

16、烧需要的空气既可以从窑内通过，又可以由单独的三次风供给。烟道中燃烧区上部，沿管壁形成许多旋涡，有利于燃料燃烧和热交换。烟道高度根据燃料燃烧和物料停留时间需要确定，即使粗粒固体燃料掉入窑内，也可继续燃烧供生料分解之用。这种分解装置，结构简单，阻力小，适用于各种燃料。都属于“悬浮型”分解炉 不同点：选用各自的旋风预热器 1 Prepol系列分解炉Prepol-AT炉Prepol-AS炉Prepol-AS-CC型分解炉Prepol-AS-MSC 2 Pyroclon 型分解炉Pyroclon-SPyroclon-RPyroclon-RPPyroclon-R-lowNOxPyrotop分解炉 交又料流

17、法系指物料进入预热器后，在双列预热器中，虽然气流分别经过两列预热器，但物料经过两列预热器中的几乎所有的热交换单元（最上级换热单元除外），以增加物料与气流间的换热效果，提高换热效率，降低热耗。八、交叉料流型分解炉八、交叉料流型分解炉SCS法（法（RC分解炉）分解炉）PASEC法（法（SEPA分解炉）分解炉）由于采用五级旋风预热器时，物料入炉前已经达九次气固换热，同时二次风直接从窑头抽吸，入炉二次风可高达900以上，故炉内工况良好。交又料流法采用高固气比、低温差和增加气固换热次数的方法，虽有利于提高热效率，但会增大系统阻力，从而增加电耗。在厂房设计上必须相应增加，从而增加了建设费用。因此，交叉料流

18、必须结合具体条件综合权衡。西安建大研发设计的两条1000t/d级交又料流型预分解窑已在山东淄博宝山生态建材集团投产，并取得成功。九、九、TC分解炉系列分解炉系列 TDF分解炉(1)分解炉坐落窑尾烟室之上，炉与烟室之间缩口在尺寸优化后可不设调节阀板，结构简单。(2)炉中部设有缩口，保证炉内气固流产生第二次“喷腾效应”。(3)二次风切线人口设于炉下锥体的上部，使二次风涡旋人炉；炉的两个二通道燃烧器分别设于二次风入口上部或侧部，以便入炉燃料斜喷入二次风气流之中迅速起火燃烧。(4)在炉的下部圆简体内不同的高度设置四个喂料管入口，以利物料分散均布及炉温控制。(5)炉的下锥体部位的适当位置设置有脱氮燃料喷嘴，以还原窑气中的满足环保要求。(6)炉的顶部设有气固流反弹室，使气固流产生碰顶反弹效应，延长物料在炉内滞留时间。(7)气固流出口设置在炉上锥体顶部的反弹室下部。(8)炉容较DD炉增大，气流、物料在炉内滞留时间增加，有利于燃料完全燃烧和碳酸盐分解。TSD分解炉 TWD分解炉 TFD分解炉十、十、NC分解炉系列分解炉系列 作业：1.新型干法水泥生产技术的核心是什么？你是怎么理解的？2.试述悬浮预热器的工作原理 3.分解炉选用哪几种主要的流体力学效应4论述如何提高预热器的热效率。5.画出RSP分解炉的结构示意图并说明其工作原理及技术特点。6画出D-D分解炉的结构示意图并说明其工作原理及技术特点。