煅烧窑是一种热处理装置,诞生于1885年英国人兰萨姆(ERansome)的发明,能够在连续的过程中将材料提升到非常高的温度,是制造水泥、石灰、高岭土、二氧化钛、氧化铝、铁矿石颗粒等等产品的必备煅烧设备,低成本高质量和客观的经济效益很快使煅烧窑成快速推广的设备之一;煅烧窑平均而言,热效率平均在50-65%之间,这一数值还在随着不断的研发与改进再进一步的提升。
煅烧窑是一种匀速旋转的煅烧烘焙设备,也被称之为旋窑或者是回转窑,虽然名称不一样,但是设备都是一样的设备,通常用于煅烧石灰、水泥、氧化锌、石膏等,从而也由行业分类出来石灰旋转窑、水泥旋转窑、氧化锌旋转窑、石膏旋转窑等等。
煅烧窑工作原理:煅烧窑是由筒体、煅烧窑拖轮、煅烧窑挡轮、减速机、电机、燃烧系统、风力系统、煤粉球磨机组成了自动化控制系统DCS,在DCS系统设置操控下物料从喂料机进入到竖式预热器,进入到煅烧窑窑尾,通过匀速旋转以及旋转窑中心轴与水平线摄氏度的夹角重力作用使物料匀速向窑头热源燃烧器方向涌动,这样就可以使物料从低温到高温匀速提升温度,避免欠烧和过烧的情况,保障煅烧物料的质量,完成煅烧之后进入到竖式冷却器冷却只有进入指定熟料仓。
在煅烧窑工作原理中,物料和燃料分别从窑的不同端进入,即物料从筒体的高端窑尾进入,燃料从窑头喷入。随着筒体的倾斜和缓慢的回转作用,物料既沿圆周方向翻滚又沿轴向从高端向低端移动,与此同时,燃料在风力和喷煤管的作用下,产生的热量会从窑头传送到窑尾,最后燃烧产生的废气与物料进行交换后,由窑尾导出。最后,生成熟料经窑头罩进入冷却机冷却。这个热量与物料的相碰撞的过程,构成了物料的煅烧。
石灰煅烧窑工作原理依靠电动机、减速机、大小齿轮和三组拖轮支撑共同完成石灰煅烧窑运作工作。三组拖轮通过支撑轮带并相向运转,拖轮自身有旋转底座,减少摩擦力,电机通过减速机提供大扭矩动小齿轮带动回转窑筒体上的大齿轮,使回转窑设备保持1-3r/min的运转速度。石灰煅烧窑设备整体保持3%斜度按装,在石灰煅烧窑设备转动的过程中,从预热器推头下来的石灰石通过窑尾烟室的溜槽进入回转窑窑尾,窑尾为回转窑设备的高端,窑头为煅烧窑设备的低端。石灰石进入到煅烧窑设备到的端,并经过回转窑的匀速转动,逐渐运动到煅烧窑的低端即窑头位置,在窑头处煅烧窑的火焰温度高达的1300℃,石灰石中的碳酸钙得到99%的分解,释放出二氧化碳及少量其他镁硅硫等杂质,完成石灰石的完全分解得到钢厂炼钢或者炼铁所需要的活性350ml以上的优质高活性石灰。高温度的活性石灰并经过竖式冷却器降低到80℃进入到成品仓。
氧化锌煅烧窑工作原理:把焦煤经过破碎生产线目的均匀颗粒通过传送带成堆,另外一条石料生产线目的均匀颗粒,通过传送带成堆,两种小于40目的均匀颗粒以锌炉料:焦煤=1:0.3~0.35的比例进行混合搅拌均匀之后经过加工之后进入氧化锌煅烧窑进行冶炼;进行冶炼含量15--25%的氧化锌或者工业废渣时候使用专业的氧化锌回转窑可以大幅度节约焦碳、燃煤或者天然气燃料,通过氧化锌煅烧窑煅烧到700-800摄氏度之后,锌炉料开始分解为次氧化锌和二氧化碳,这其中的结晶水和杂质也会被除去,次氧化锌在进入到1920摄氏度的高温熔融炉中炼制成金属锌,之后在通过氧化的方式制成氧化锌成品料,这样获得的氧化锌纯度高,质量好,增加氧化锌回转窑煅烧之后,氧化锌生产线的整体产量都上升了很多倍。
水泥煅烧窑工作原理:水泥熟料煅烧是通过给料机进入预热器,然后在进入水泥水泥的窑尾进入,由于旋转作用力和水泥水泥与水平倾斜夹角重力的作用,水泥原料在受到合理之后,原料从水泥窑尾像窑头均速运动,在水泥中运动加热煅烧的过程就是水泥原料煅烧为熟料的过程。 经过水泥回转窑生产工艺的处理之后,就生产出来了我们日常生活中使用的水泥,粉状水泥陪石子大砂加水之后使用在基础建筑中。
镍矿石煅烧窑工作原理:镍矿石经过破碎筛分成合格的原料之后由喂料器进入到竖式预热器中加热,之后进入到镍矿煅烧窑中煅烧一定时间之后进入竖式冷却器之后等待进入电炉冶炼。 镍矿回转窑亦是有拖轮组、动力系统、大小齿轮组、燃烧喷嘴、燃料、风机、电机、煅烧窑筒体等等组成,使用在竖式预热器后边与竖式冷却器的前边。镍矿回转窑作用 镍矿回转窑煅烧镍矿石的主要作用就是将镍矿石表面的结晶水去除,再者就是高温下还原镍矿石中的杂质。
赤铁矿煅烧窑工作原理:赤铁矿经过重锤破破碎之后通过振动筛筛分成固定颗粒大小的赤铁矿颗粒,进入到原料仓,通过计量喂料机到输送机之后进入到赤铁矿煅烧窑窑尾,在赤铁矿回转窑中高温煅烧发生6Fe2O3+O2=4Fe3O4反应,之后来到非铁制冷却器、非铁制输送机进入成品仓。
铝酸钙粉煅烧窑工作原理:回转窑煅烧阶段是生产铝酸钙粉的主要工艺,是石灰石与铝矾土混合液相混合的主要过程,石灰石与铝矾土进过特定的比例配比,粉磨出铝酸钙粉生产所需要的母料。母料经过计量称喂入煅烧回转窑,粉状母料在回转窑内经过1100℃的煅烧石灰石与铝矾土混合液相,Ca离子与Al离子发生化学变化高温煅烧后形成的以Ca、Ca2为主要成分的烧结物质,即为铝酸钙粉熟料。经过预热带、煅烧带、冷却带三个阶段后,卸出回转窑,进入单筒冷却机温度降至80度以下。经过煅烧后的钙铝粉料在回转窑内的液态经过冷却后重新凝结为2-5cm块状熟料。熟料重新经过破碎、粉磨达到铝酸钙粉的细度要求,经过包装出厂。
高岭土煅烧窑工作原理:高岭土经过喂料机进入到预热器中,然而从高岭土煅烧窑窑尾进入,随着高岭土煅烧窑的匀速旋转运动不断向热源窑头方向移动,经过在窑内匀速翻滚煅烧之后煅烧高岭土的质量优质上乘,不用担心欠烧过烧的情况,然后进入冷却系统之后又提升机提入料仓。当然高岭土进入到高岭土回转窑中进行煅烧之后会去碳、去有机物等,这样的反应让原来发黑或者发灰的高岭土变成了白色,所以此工艺又称之为高岭土煅烧提白工艺。高岭土提白可以让利润成倍增长,所以这也是现在高岭土回转窑生产线一直在增长的原因。
钛白粉煅烧窑工作原理:和石灰回转窑煅烧系统一样都是现将原料破碎筛分成固定大小的均匀颗粒,然后经过给料机送出到竖式预热器中进行加温,之后进入钛白粉煅烧窑的窑尾,原料随着钛白粉煅烧窑的匀速转动以及钛白粉煅烧窑中空线%的夹角的重力产生一个让物料向窑头运动的合力。然后经过一定时间煅烧之后从摇头进入竖式冷却器,之后入仓待下一步工艺。钛白粉煅烧窑主要是用来提升钛白粉的质量和产量,经过煅烧之后的钛白石表面结晶水被分离出来,一下杂质也随着煅烧升温被分离出来,这样可以提高钛白粉的产量和纯度。
白云石煅烧窑工作原理:白云石被开采出来的时候都是巨石,所以经过爆破之后会形成大石头,大石头经过颚式初破之后进入到重锤破或者反击破进行二次破碎,破碎颗粒在2-7厘米左右,经过筛分之后进入原料仓,白云石原料通过原料堆下方的料坑的输送机来到斗式提升机中,由斗式提升机提升到石灰窑的竖式预热器中,进入到竖式预热器中白云石开始持续升温一直到800摄氏度左右,再次过程中白云石中的水分和结晶水都已被烘干,白云石内部的一些杂志也被剔除,然而碳酸钙和碳酸镁在一定800摄氏度的温度下也都开始缓慢分解,之后从竖式预热器中进入到石灰窑的窑尾,进入窑尾开始随石灰窑匀速转动,由于石灰窑与水平面的夹角,物料开始向窑头方向运动,在逐步向窑头运动的同时白云石由石灰窑的燃烧器的作用下升温到1200摄氏度左右,使其中的碳酸钙和碳酸镁快速分解达到煅烧目的,之后高温的氧化钙和氧化镁进入到竖式方形冷却器中和冷风进行换热,把热量留在石灰窑煅烧系统内部来达到节能降耗环保的目的,氧化钙和氧化镁被冷却到60摄氏度左右出灰到传送带上,由传送带传送带振动筛进行颗粒筛分进入到轻烧白云石成品仓。
氢氧化铝煅烧窑工作原理:氢氧化铝有给料机送入竖式预热器中,加热升温,之后进入到氢氧化铝回转窑窑尾,温度继续升高到反应温度,会使氢氧化铝升温反应:Al2O3,方程式为2Al(OH)3==高温==Al2O3+3H2O↑,同时由于氢氧化铝回转窑与水平线有夹角,夹角的重力和摩擦力产生一个向窑头的合力使物料随着回转窑匀速转动向窑头热源方向匀速运动,完成反应之后得到了纯净的三氧化二铝进入到竖式冷却器中做处理之后等待进一步的运用。
冶金煅烧窑工作原理是继承与前身回转窑,是有钢板卷制而成,筒內铺衬耐火材料隔热,外部有三个支撑拖轮,使窑体与平行线形成倾斜状,进料端附近用切像弹簧固定一个大齿轮用于减速机小齿轮带动冶金回转窑平稳运行,进料由倾斜度高的一端进料,经过窑头喷入燃料加热圆周翻滚之后煅烧成熟料,再由冷却系统冷却之后从窑尾出料。
煅烧窑转动速度可以控制匀速快慢,同时回旋窑的温度也是可以通过进入燃料量和风力进行调节,所以如果煅烧原料符合要求的情况下煅烧窑煅烧出来的熟料质量等级非常高,再加上煅烧窑设备简单、易操作、寿命长、成品质量高利润高,一次性投资长期性收入。
煅烧窑工作原理-煅烧窑内气体的流动过程 1、煅烧窑内气体的流动过程 为了使回转窑内燃料燃烧完全,必须不断地从窑头送入大量的助燃空气,而燃料燃烧后产生的烟气和生料分解出来的气体,在向窑的冷端流动的过程中,将热量传给与之相对运动的物为以后,从窑尾排出。 窑内气体在沿长度方向流动的过程中,气体的温度、流量和组成都在变化,因此流速和阻力是不同的。通常有窑尾负压表示窑的流体阻力,在窑操作正常时,窑尾负压应在不大的范围内波动,如窑内有结圈,则窑尾负压会显著升高。在生产在当排风机抽风能力相同时,根据窑尾负压可以判断窑的工作情况。 2、煅烧窑窑内气流速度的大小对窑内传热的影响 影响换热系数:因而影响传热速率、窑的产量和热耗; 影响窑内飞灰生成量:即影响料耗。 当流速过大时,传热系数增大,但气体与物料的接触时间减少,总传热量有时反而会减少,表现为废气温度升高、热耗增大、飞灰增多、料耗加大,不经济。 相反,当流速低时,传热效率降低,产量会显著下降,也不合适。 窑内气流速度,各带不同,一般以窑尾风速来表达,如直径为3米的湿法窑,以5(米/秒)左右为宜。干法窑的窑尾风速相应大一些,一般约10(米/秒)左右。 窑尾风速增大,回转窑的飞灰量增多,一般,窑内的飞灰量与窑尾风速的2.5~4次方成正比。
煅烧窑工作原理-煅烧窑内燃料的燃烧过程:(关于燃料的燃烧过程已在《硅酸盐工业热工基础》中燃烧学部分讨论,要课程不再重复) 在煅烧窑的烧成带,物料进行的主要物理化学反应是 吸收 生成 ,这是微吸热反应。为了使生成 的反应完全,必须使物料在1400~1450℃的高温下停留 一定的时间。 煅烧窑喂煤系统 1、燃料在煅烧窑内燃烧应满足的要求 燃料燃烧的火焰温度要达到1600~1800℃;(保持高温) 火焰要有适当的长度;(保持物料高温时间) 处于适当的位置。(适合 的形成的反应) 为了使生成 的反应完全,使生料烧成熟料并获得 较高的产量,燃料在转窑内的燃烧必须满足一定的要求: 2、回转窑对入窑煤粉和助燃空气的要求 (1)对入煅烧窑煤粉的质量要求 低热值: 挥发份: =18~30% 灰分: <25~30% 水分: <1~2% 细度:<15%(0.08mm方孔筛筛余) 这些要求都是为了保证烧成带温度和热力强度以及火焰的稳定性而提出的,当采取有效措施(如提高助燃空气温度等)改善燃烧条件时,对煤质的要求也可适当放宽。 另外,现国内有不少企业已成功采用无烟煤作为回转窑生产燃料,这是一项目前在水泥行业的新技术,对提高水泥企业经济效益效果显著。 (2)对入窑助燃空气的要求 煤粉自喷煤管以较高气速(40~80m/s)送入窑内。 通过喷煤管输送煤粉的空气,习惯上称为一次风。从安全角度考虑,一般一次风不预热。因此其用量不宜过多,因窑型和燃烧器的不同,其量约占总燃烧空气量的10~30%,大量的二次风由冷却机提。