回转窑与带的划分

,Southwest University of Science and Technology Prof.Y.X.Li,回转窑圆筒，其斜度一般为,3%-5%,，生料由圆筒的高端（一般称为窑尾）加入，由于圆筒具有一定的斜度而且不断回转，物料由高端向低端（一般称为窑头）逐渐运动 。,一次空气,：用鼓风机经喷煤管由窑头喷入窑内。燃烧用的空气由两部分组成，一部分是和煤粉混合并将煤粉送入窑内的这部分空气。一般占燃烧总量的,15,30,5.3,水泥熟料在回转窑内的煅烧,二次空气,：经过预热到一定温度后进入窑内 的空气。,冷却,二次空气作用,助燃,二次风温：,600900,窑内总风量,=,一次风量,+,二次风量,高温气体和物料在窑内是相向运动的,，在运动过程中进行热量交换，物料接受高温气体和高温火焰传给的热量，经过一系列物理化学变化后，被煅烧成熟料，其后进入冷却机，遇到冷空气又进行热交换，本身被冷却并将空气预热作为二次空气进入窑内。,5.3.1,回转窑内物料流速和煅烧特点,试验表明，在回转窑的斜度和转速不变的情况下，由于物料在窑内各带的化学变化和物理状态不同，使物料以不同的速度通过窑的各带。,物料在烧成带内通过速度最慢，分解带内,，由于碳酸钙大量分解，使生料颗粒表面被,CO,2,气体包裹而呈微流态化，因而,物料运动速度最快,。,（,1,）干燥带：,干燥带物料温度,20-150,，气体温度,200-400,，含有大量水分的生料浆入窑后，被热气流加热，温度逐渐升高，水分开始缓慢蒸发，当物料达到一定温度时，水分迅速蒸发，直到约,150,左右，水分全部蒸发，物料离开干燥带而进入预热带。,对湿法窑而言，干燥带消耗热量较多，为了提高干燥带的热交换效率，在干燥带的大部分空间挂有链条作为热交换器。,新型干法回转窑由于入窑生料水分很少，几乎没有干燥带。,（,2,）预热带,预热带物料温度在,150-750,，气体温度在,400-1000,，离开干燥带的物料温度上升很快，粘土中的有机物发生干馏和分解，同时高岭土开始脱水反应，碳酸镁的分解过程也开始进行。,新型干法窑外分解窑，生料预热在预热器内进行，窑内无预热带。,对于立波尔窑，预热在炉篦子加热机上，窑内无预热带。,（,3,）碳酸盐分解带,分解带物料温度在,750-1000,，气体温度约在,1000-1400,。物料进入分解带后，烧失量开始明显减少，结合二氧化硅开始明显增加，表明碳酸钙分解和固相反应同时进行。由于碳酸钙分解反应吸收大量热量，所以物料升温较慢。由于分解后放出大量,CO,2,气体，使粉状物料处于流态，物料运动速度较快。由于此带所需热量最多，物料运动速度又快，实现碳酸钙分解，需要较长的距离，所以分解带占回转窑长度比例较大。,新型干法窑：碳酸钙分解主要在,分解炉内,完成，窑内进行的碳酸盐分解只有,15%,左右。,（,4,）放热反应带,放热反应带物料温度在,1000-1300,。气体温度在,1400-1600,。由碳酸盐分解产生的大量氧化钙与其他氧化物进一步发生固相反应，形成熟料矿物，并放出一定热量，故称为“放热反应带”。因反应放热，再加上火焰的传热，使物料温度迅速上升，该带长度占全窑长度的比例很小。,（,5,）烧成带,该带物料温度为,1300-1450-1300,，物料直接受火焰加热，自进入该带起开始出现液相，一直到,1450,，液相量继续增加，同时游离氧化钙被迅速吸收，水泥熟料烧成，故称烧成带。,由于,C,3,S,的生成速度随着温度的升高而激增，因此烧成带必须保证一定的温度。在不损害窑皮的情况下，适当提高该带温度，可以促进熟料的迅速形成，提高熟料的产质量。,烧成带还要有一定的长度，主要使物料在烧成温度下，持续一段时间，使生成,C,3,S,的化学反应尽量完全，使熟料中游离氧化钙的含量最少。,一般物料在烧成带的停留时间大约在,15-20min,左右，烧成带的长度取决于火焰的长度，一般为火焰长度的,0.6-0.65,倍。,（,6,）冷却带,在冷却带中物料温度由出烧成带的,1300,，温度下降，液相凝固成为坚固灰黑颗粒，进入冷却机内再进一步冷却。,注：回转窑的各带划分是人为的，这些带的各种反应往往是交叉或同时进行的，不能截然分开，如生料受热不均匀，和传热缓慢将增大各种反应的交叉，因此回转窑各带的划分是十分粗略的。,项目,指标（,kJ/kg,熟料）,由燃料供应的热耗,5510,粘土脱水,167,碳酸盐分解,1989,放热反应,419,熟料烧成（,C,3,S,和液相生成）,105,熟料煅烧理论热耗,1742,水分蒸发,2366,废气中的热损失,754,熟料带走的热损失,59,从冷却机抽热取得的空气热量,100,散热损失,窑壁,515,冷却机壁,25,其他,142,5.0/4.35m165m,湿法回转窑的有效耗热量和窑内物料各带的热化学特性,5.3.2,回转窑的煅烧特点,（,1,）,在烧成带,，硅酸二钙吸收氧化钙形成硅酸三钙，为使熟料矿物晶体发育良好，游离氧化钙吸收完全，,必须使物料在烧成带保持一定的高温和足够的停留时间。,回转窑：斜度,3.5%-4.0%,，转速,1-3r/min,，停留时间,15-20min,。,窑外分解窑：斜度,3.5%-4.0%,，转速,3.5-3.7r/min,，停留时间,10-15min,，甚至,10-12min,即可完成熟料的烧成。,（,2,）,在分解带内,，碳酸钙分解需要吸收大量的热量，由于窑内传热速度很低，物料在分解带内的运动速度又很快，停留时间较短，这是影响回转窑内熟料煅烧的主要矛盾之一。,缓和矛盾可采取的措施：分解带内加挡料圈。,（,3,）降低理论热耗，减少废气带走的热损失和筒体表面的散热损失，提高窑的热效率。,（,4,）提高窑的传热能力，受回转窑的传热面积和传热系数的限制，如提高气流温度，以增加传热速度，虽然可能提高窑的产量，但相应提高了废气温度，使熟料单位热耗反而增加。,对一定规格的回转窑，在一定条件下，存在一个热工上经济的产量范围。,（,5,）回转窑的预烧能力和烧结能力之间存在着矛盾，或者说回转窑的发热能力和传热能力之间存在着矛盾，且窑规格愈大矛盾愈突出。窑的,发热能力与窑直径,3,次方成正比；传热能力与窑直径的,2,2.5,次方成正比。窑的规格愈大，窑的单位容积产量愈低。,为增加窑的传热能力，必须增加窑系统的传热面积，或者改变物料与气流之间的传热方式，预分解炉是解决这一矛盾的有效措施。,补充内容：窑皮,什么是窑皮,：为了延长耐火砖的使用寿命，人们在其表面粘挂上一层熟料作为保护层。,由于窑皮本身的重力和物料的摩擦及机械振动等作用，窑皮粘粘掉掉，数量几乎相等，于是就形成了一定厚度的窑皮。,怎样挂窑皮：,挂窑皮时间一般为三天，因为不能一下粘挂到理想的厚度，只能逐渐挂上。,耐火砖：火砖表面烧的微发融，但不得烧流。,物料：使物料胶粘性最大时,当物料通过烧成带时，火砖被物料压在下面，两者粘在一起，发生化学反应，随着温度的降低而固结，形成第一层窑皮。,补充内容：立升重,熟料立升重,:,是指一定粒度熟料单位容量的重量，以,g,L,表示，通常指每升,5-7mm,粒径的熟料质量。,立升重太低，说明熟料欠烧；反之，则说明熟料过烧。,使用多筒冷却机的窑，一般升重控制范围是,1450100g/L,使用篦式冷却机的窑，急冷效率高，熟料颗粒内多孔、疏松、熟料轻，因而控制范围为,1400100g/L,。,如果升重实在烧不上去，,f-CaO,含量又不超过范围，升重控制范围也可定为,1350100g/L,。,回转窑工艺管理规程,规定，熟料升重波动范围最好控制在,75g/L,，合格率在,85%,以上。,