煅烧炉工作原理图简介:煅烧炉是一个有一定斜度的圆筒状物,斜度为3~3.5%,借助窑的转动来促进料在煅烧炉(旋窑)内搅拌,使料互相混合、接触进行反应。窑头喷煤燃烧产生大量的热,热量以火焰的辐射、热气的对流、窑砖(窑皮)传导等方式传给物料。物料依靠窑筒体的斜度及窑的转动在窑内向前运动。因此说:煅烧炉首先是一个物料输送设备。 煅烧炉又是燃烧设备,可使用固体(粉状)燃料、液体、气体三 种不同类型的燃料。
煅烧炉工作过程一般是由生料的预烧(也称作预分解)、熟料的烧成以及熟料的冷却所组成,煅烧炉工作原理图主要过程为:
经均化的生料所含水分随着温度的不断升高而逐渐被蒸发出来,当温度升高至100~150ºC 时,生料中的自由水分几乎全部被排除。尤其是在湿法生产中,料浆可达30%以上;因此,这一干燥过程热耗极大。
生料温度升至 450ºC 时,高岭土脱去化学结合水;在900~950ºC时,无定形物质又转变为晶体,同时放出热量。
碳酸钙与碳酸镁在 600ºC 时开始分解,碳酸镁则在 750ºC时、碳酸钙约在 900ºC 时进行快速分解。
水泥熟料中的主要矿物在800~1300ºC 时,可以由固相物质相互反应而生成;同时,由于反应进行时放出一定热量,物料本身温度上升很快。
当温度升高到近1300ºC时,大量溶剂开始变成液相,硅酸三钙开始大量形成。当熟料烧成后,温度开始下降,形成速度减慢,直至液相凝固。
在冷却过程中,将有部分熔剂矿物形成晶体析出,另一部分来不及析晶而呈玻璃态存在,并且为了防止熟料变成粉末状,在低于500ºC温度段时应急冷,防止其粉末化。
在我国水泥厂主要是煤粉作燃料,事先将煤经烘干细磨制成粉状,再用鼓风机由窑头向窑内喷入。燃烧用的空气是由 两部分组成的,一部分是预先和煤粉混合并起输送作用的载体(空 气),来完成煤粉向煅烧炉内喷射的过程,该空气载体叫做“一次空气”, 大部分入窑空气是经过熟料冷却时被加热到一定温度(一般600以 上)进入窑内的,该部分空气叫做“二次空气”。 煤粉在窑内燃烧后,形成高温火焰(一般可达1600~1700), 放出大量热量,高温气体在高温风机的抽引下,沿着煅烧炉回转筒体向窑尾 方向流动,它和煅烧熟料产生的废气一起经过预分解系统,再经过降 温,收尘净化后排至大气中。可见,高温气体和物料在筒体内是相向 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、物料经过不同的温度区域或温度场,会发生一系列的物 理化学变化后,而被煅烧成熟料,其后进入冷却机,遇到冷空气,进 行热交换,本身被冷却将空气预热作为二、三次空气进入窑内和分解 系统内,因此煅烧炉又是一个传热设备。
煅烧炉是一种对粉状或滤饼状物料进行高温加热处理的设备,也称回转煅烧炉,按所采用能源的不同,可分为燃煤炉、燃气炉、燃油炉和电加热炉四种;按加热方式分为直接加热和间接加热两大类;按操作方式分为连续操作和间歇操作两种类型。煅烧炉主要用于活化、晶型转化、氧化、热解、还原、卤化、硫酸化等工艺过程。煅烧炉广泛应用于石油化工、无机化工、冶金、建筑等行业中特殊物料(如特种催化剂、特种分子筛、高岭土、矿粉、特种吸附剂、无机盐等)的焙烧。主要应用举例:炼油催化剂、沸石分子筛、活性碳吸附剂、磁性物料、硫化物矿、锰矿、纯碱、氢氧化铝、耐火材料、硅酸盐、陶瓷等物料。
燃气式焙烧炉主要由焙烧炉主体、燃烧装置、保温炉膛、通风排烟装置和自动控制系统组成。采用天燃气、水煤气和液化石油气等可燃气体做燃料,燃烧充分,热效率高,同时,燃烧过程易于控制,较固、液体燃料对环境的污染小。
1.煅烧炉直接加热方式:即向窑内输入高温气体(可以是直燃烟气或换热后的洁净空气),通过气体与物料充分混合接触进行煅烧。
2.煅烧炉间接加热方式:筒体外侧设有烧煅室,煅烧产生的热量通过筒体传给物料,物料在高温下进行干燥、分解、煅烧和焙烧。(也可以设置中心加热管,同时加热煅烧炉内、外筒壁,将热量传导给筒内物料进行煅烧)
间接加热连续操作型煅烧炉工作原理:物料经炉头喂料器进入炉筒,加热炉膛内装有电热元件或燃料燃烧器,通过自动控制系统调节电热元件的电流或燃烧器的火焰来控制炉膛温度,从而使物料在一定温度下进行焙烧。炉筒操作时水平或倾斜。物料在炉筒内一边焙烧,一边在炉筒转动下向前移动,焙烧后的物料从出料端进入下一道工序。物料的焙烧时间可通过调节炉筒转速或炉筒与水平的夹角来控制。
煅烧炉工作原理特点:在内热式回转窑中,热源在转动的窑体内与物料直接接触进行热量传递;而在外热式回转窑中,热源在窑体外部,与窑内的物料不直接接触,通过窑体壁面将热量传递给窑内的物料。外热式回转窑的供热方式有电加热、燃料油加热、煤气加热以及煤加热等。外热式回转窑优点:具有加热过程易操控、产品质量易于保证、窑尾排气污染小、便于物料中的溶剂回收。在内热式回转窑中,为使物料与高温热烟气及窑体壁面间进行充分的热交换,通常窑内的物料填充率大于15%,最高可达25%以上。
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