分解爐優(yōu)質課件

第9章分解爐第9章分解爐1分解爐作用：燃料燃燒、換熱、碳酸鹽分解德國多徳豪森水泥廠油母頁巖日本石川島公司與秩父水泥公司SF爐各種爐型燒油——燒煤改造成熟分解爐作用：燃料燃燒、換熱、碳酸鹽分解29.1分解爐的工作參數（1）分解率入窯物料分解率λ是衡量分解爐工作效率的重要指標，也是表示生料中碳酸鈣分解程度的參數。分解率分為表觀分解率和真實分解率，生產上常用表觀分解率表示。Ls，Lλ——生料和入窯生料的燒失量，%9.1分解爐的工作參數（1）分解率Ls，Lλ——生料和入窯3mfh—出窯飛灰的數量，kg/kg；Lfh—出窯飛灰的燒失量，%。真實分解率et

mfh—出窯飛灰的數量，kg/kg；真實分解率et41)氣體停留時間一般要求大于3.5s。2)物料停留時間碳酸鈣充分分解（大于90%），煤粉充分燃燒。（2）停留時間1)氣體停留時間（2）停留時間59.2分解爐的分類9.2.1分解爐的構造分解爐應有適當形狀和大小的爐體，以供燃料在其中燃燒及物料分解。應有燃料及粉料加入裝置和氣流的進出口，而進出口的結構，應有利于造成爐內氣流的適當運動，以利于燃料和料粉的懸浮，燃料的燃燒，溫度的均布，實現(xiàn)料粉的快速傳熱、快速分解。9.2分解爐的分類9.2.1分解爐的構造69.2.2分類(1)按制造廠命名分類天津院：TDF型南京院：NC-SST型成都院：CDC型9.2.2分類天津院：7(2)按分解爐內氣體運動的主要流型分類旋流式噴騰式懸浮式沸騰式（流化床式）生料及燃料在分解爐內分別依靠“旋風效應”“、噴騰效應”、“懸浮效應”及“流態(tài)化效應”或幾種流型的疊加（旋流-噴騰）高度分散于氣流之中，從而增加物料與氣流間的接觸面積，延長物料在分解爐內的停留時間。(2)按分解爐內氣體運動的主要流型分類8旋流式旋流式9噴騰式噴騰式10懸浮式懸浮式11沸騰式沸騰式12旋流-噴騰式旋流-噴騰式13另一種劃分方法（略）旋流-噴騰疊加流場類，如SF型、N-SF型、KSV型旁置預燃室類，如RSP型、GG型流化床-懸浮層疊加流場類，如MFC型、N-MFC型噴騰或復合噴騰流場為主，如SLC型、DD型懸浮層流場為主管道爐類，如Prepol-AT型、Pyroclon-R型另一種劃分方法（略）14（3）按全窯系統(tǒng)氣體流動方式分類1燃燒空氣從窯內通過與窯氣一起入爐2燃燒空氣由專設風管引至窯尾或爐內與窯氣混合3燃燒空氣經專設風管入爐，窯氣不入爐（3）按全窯系統(tǒng)氣體流動方式分類1燃燒空氣從窯內通過與窯氣15三類流程的比較1.分解爐燃燒用空氣從窯內通過優(yōu)點(1)不需專設風管及其相應的收塵設施，可節(jié)省投資；流程較簡單，散熱較專設風管少，進爐氣流溫度較高。(2)可從各種形式的冷卻機取得高溫氣體。缺點(1)入爐燃燒用空氣與窯氣相混，氧氣濃度降低，影響燃料燃燒及爐的發(fā)熱能力；(2)影響窯的操作，使窯燃燒帶氣流速度增加，燃燒溫度降低；(3)使窯后循環(huán)粉塵增大。三類流程的比較1.分解爐燃燒用空氣從窯內通過162.窯氣入分解爐的優(yōu)缺點優(yōu)點(1)當入爐窯氣的溫度高于950℃時，可給物科升溫及分解提供部分熱量；(2)窯氣溫度較入爐空氣為高，當入爐空氣溫度有波動時，能起到緩和氣溫波動的作用，并能提高氣流對物料的浮送能力。缺點(1)增大了通過分解爐氣體的流量；(2)影響分解爐中碳酸鹽的分解速率；(3)影響分解爐內燃料的燃燒速度及發(fā)熱能力；(4)限制了氣流含塵濃度的提高。2.窯氣入分解爐的優(yōu)缺點17（4）按分解爐與窯、預熱器及主排風機匹配方式分類a和b稱為同線型；c1稱為半同線型；c2稱為異線型；c3為旁路放風型。（4）按分解爐與窯、預熱器及主排風機匹配方式分類a和b稱為同18按爐內氣流的運動型式分類按制造廠命名分類按全系統(tǒng)工藝流程分類常用配套預熱器旋風式SF型（日本石川島公司）第二類型洪堡型普列洛夫型（Prerov捷克機械廠）第二類型普列洛夫型FCB型（法國FCB公司）第一、二類型多波爾型ZAB型（德國德騷水泥機械廠）第一類型—噴騰式FLS型（丹麥史密斯公司）第一、二類型、第三類型方式（b）FLS型米亞格型（聯(lián)邦德國比勒-米亞格公司）第一、二類型米亞格型蓋波爾型（聯(lián)邦德國伯力鳩斯公司）第一類型米亞格型旋風-噴騰式N-SF型（日本石川島公司）第二類型蓋波爾型C-SF型（日本石川島公司）第二類型洪堡型RSP型（日本小野田公司）第二類型維達格型KSV型（日本川琦公司）第二類型多波爾型N-KSV型（日本川崎公司）第二類型多波爾型或KS-5型DD型（日本神戶制鐵公司）第二類型洪堡型GG型（日本三菱公司）第二類型—UNSP型（或稱UNP）（日本宇部公司）第二類型洪堡型Pre-AXIAL型（德國巴比考克公司）第二類型—SOS型（日本住友公司）第三類型方式（b）洪堡型懸浮式普列波爾型（伯力鳩斯公司）第一、二類型多波爾型派朗克隆型（洪堡—維達格公司）第一、二類型洪堡型沸騰式MFC型（日本三菱公司）第三類型方式（a）多波爾型N-MFC型（日本三菱公司）第三類型方式（b）M-SP型或MK-5型按爐內氣流的按制造廠命名分類按全系統(tǒng)工藝流程分類常用配套預熱199.3.1SF系列分解爐(1)SF分解爐窯氣與三次風混合入爐9.3幾種典型分解爐的結構特征簡介9.3.1SF系列分解爐(1)SF分解爐9.3幾種典型20(2)N-SF分解爐。(2)N-SF分解爐。211)將燃料噴入點由原來噴入反應室錐體下部改為噴入渦流室頂部，燃料燃燒條件改善，延長了在爐內的停留時間，提高了燃燒效率；2)改變窯氣與三次風混合入爐的流程，三次風仍以切線方向進入渦流室，窯氣則單獨通過上升管道向上流動，使三次風與窯氣在渦旋室形成疊加湍流運動，強化了料粉的分散混合；1)將燃料噴入點由原來噴入反應室錐體下部改為噴入渦流室頂部，22(3)C-SF分解爐將NSF爐側面出口改為頂部渦室出口。渦室下設置縮口，產生噴騰效果，克服氣流偏流和短路。增設連接管道，使生料停留時間達到15s以上，入窯生料分解率提高到90％以上。(3)C-SF分解爐239.3.2DD系列分解爐9.3.2DD系列分解爐24DD爐可分4個區(qū)1.還原區(qū)(Ⅰ區(qū))包括喉口和下部錐體部分；燃料在缺氧的窯廢氣中燃燒，產生高濃度還原氣體CO、H2和CH4，同窯廢氣中NOX發(fā)生反應，還原為無害的N2，故叫還原區(qū)。DD爐可分4個區(qū)252.燃料裂解和燃燒區(qū)(Ⅱ區(qū))三次風由2個對稱風管噴入爐內(徑向)，三次風進口的頂部裝有2個主要燃料噴嘴；燃料噴入Ⅱ區(qū)富氧區(qū)立即在爐內湍流中裂解和燃燒。產生的熱量迅速傳給生料，氣料進行高效熱交換，生料迅速分解。也稱混合區(qū)。2.燃料裂解和燃燒區(qū)(Ⅱ區(qū))263.主要燃燒區(qū)(Ⅲ區(qū))燃燒燃料、熱量傳遞，生料吸熱分解。爐溫保持在850～900℃，生料和燃料混合、分布均勻，沒有明亮火焰的過熱點，區(qū)內溫度較低，且分布均勻。爐的側壁：形成生料幕，避免結皮3.主要燃燒區(qū)(Ⅲ區(qū))274.完全燃燒區(qū)(IV區(qū))燃料(10％左右)繼續(xù)燃燒，生料分解。氣體和生料通過Ⅲ區(qū)和IV區(qū)間縮口向上噴騰直接沖擊到爐頂棚(反彈室)，翻轉向下后到出口，使氣料攪拌和混合，達到完全燃燒和熱交換。4.完全燃燒區(qū)(IV區(qū))28在DD爐下部對稱的三次風進風管，以及頂部2根出風管，都是向爐中心徑向方向安裝。這樣做防止氣流產生切向圓周的旋流運動，有利于爐內生料和氣流產生良好噴騰運動，同時有利于降低阻力損失。在DD爐下部對稱的三次風進風管，以及頂部2根出風管，都是向爐29DD爐的二次噴騰以及沖頂作用，改善了氣料的攪拌和混合，增加了生料和燃料在爐內停留時間（達10s以上），使燃料在爐內達到完全燃燒，不會因未燃燒的燃料進入C5筒而引起結皮堵塞。出C5筒氣體中CO含量保持在0.05％以下。另外由于DD爐內氣體與生料熱交換好，使DD爐出口溫度控制在870～880℃，入窯生料分解率保持在90%以上。DD爐的二次噴騰以及沖頂作用，改善了氣料的攪拌和混合，增加30DDII分解爐的結構DDIIdx分解爐的結構DDII分解爐的結構319.3.3RSP系列分解爐1.組成:渦旋燃燒室SB、渦旋分解室SC、混合室MC三部分。窯尾煙室與MC室之間設有縮口以平衡窯爐之間的壓力SB室：點火、預燃SC室：燃燒、分解MC室：爐窯氣混合、物料繼續(xù)分解9.3.3RSP系列分解爐1.組成:SB室：SC室：MC室322.RSP爐工作原理

2.RSP爐工作原理331)渦旋燃燒室SB：設有供點火用的輔助燃燒噴嘴；噴煤管從SB室上部伸入，插入深度與SC室頂部平齊；噴煤管內設置風翅，煤粉以30m/s速度從頂部向下呈旋渦狀噴入，煤風旋轉方向同SC室三次風氣流旋轉方向相反，有利于煤粉同三次風混合，否則會造成SC室旋流過大，影響燃料在SC室燃燒，造成大部分煤粉跑到MC室燃燒；三次風以30m/s的速度從SC室上部對稱地以切線方向吹入爐內。生料喂入該氣流中，該處設有撒料棒，把生料打散后，同三次風一起吹入SC室內。1)渦旋燃燒室SB：342)旋渦分解室SC在SC室內，煤粉與新鮮三次風混合燃燒，燃燒速度快，是主燃燒區(qū)，使50％以上的煤粉完成燃燒。而隨切向三次風進來的生料會在SC爐內壁形成一層料幕，對爐壁耐火磚起到保護作用。同時吸收火焰熱量，大約有40％生料分解。SC室內截面風速約為10～12m/s。2)旋渦分解室SC353)混合室MCMC室主要功能是完成大部分生料分解任務。由SC室下來的熱氣流、生料粉及未燃燒完的燃料進入MC室后，與呈噴騰狀態(tài)進入的高溫窯煙氣相混合，使燃料繼續(xù)燃燒，生料進一步分解。由回轉窯出來的高溫窯氣通過縮口產生噴騰運動，故縮口大小很關鍵，根據一些廠經驗，噴騰速度要求達到38m/s，才有良好的噴騰效果。另外MC室截面要大，截面風速8～12m/s，風速低有利于延長生料和燃料在爐內滯留時間，使未燃盡的煤粉完全燃燒，生料繼續(xù)分解。3)混合室MC36第9章-分解爐-優(yōu)質課件37對RSP分解爐的分析特點：⑴RSP分解爐的三次風先以切線方向進入渦流分解室，造成爐內的旋風運動，形成旋風效應，有利于爐內燃燒、傳熱和分解的進行。⑵RSP分解爐由于窯氣不入燃燒分解室SC，室內氧氣濃度高，燃燒速度較快，反應溫度較高，所以分解室的容積熱負荷較高，容積可相對縮?。s為其他爐的1/5）。爐內溫度易于調節(jié)，由于發(fā)熱能力大，所以氣流含塵率較高，生產效率較高。對RSP分解爐的分析38⑶RSP型分解爐的混合室MC是爐氣、物料、窯氣相混的地方。高速上升的窯氣至混合室造成噴騰效應，物料在高溫氣流中停留時間延長，有利于物料的繼續(xù)分解。⑷RSP型分解爐內既有較強的旋風運動，又有噴騰運動，燃料與物料在爐內的運動路程及停留時間均較長，有利于燒煤粉或低質燃料。⑸RSP分解爐設有渦流燃燒室SB，又稱預燃室，SB容積小，燃燒氣流中沒有物料，不存在吸熱的分解反應，所以SB內燃燒溫度較高且穩(wěn)定。SB的一般作用是在開窯時給SC點火用。⑶RSP型分解爐的混合室MC是爐氣、物料、窯氣相混的地方。39不足⑴結構復雜。爐體由SB、SC、MC三部分組成，爐的三次風由SB、SC多處入爐，所以爐及管道系統(tǒng)均較復雜。⑵全系統(tǒng)通風調節(jié)困難，流體阻力損失大。⑶SC室內料粉與煤粉均由上而下，與重力方向一致，當旋風效應控制不好時，料粉或煤粉在室內停留時間過短，造成物料的分解率降低，出口氣溫過高。不足409.3.4FLS系列分解爐1.FLS原型分解爐由上部倒錐、下部正錐和中間圓筒組成;喉部風速25~30m/s;屬噴騰型分解爐。9.3.4FLS系列分解爐412.FLS改進型分解爐為降低阻力和降低連接管高度，將爐頂錐體改為平頂及切線出口，但爐內會產生偏流、短路和特稀濃度區(qū)，因此部分爐型又改為原來的頂部倒錐體，同時將出口連接管改成鵝頸管，以延長物料的停留時間。2.FLS改進型分解爐423.FLS預分解窯的分類及其特性1)離線分解爐(SLC)窯3.FLS預分解窯的分類及其特性43窯尾煙室及分解爐煙氣各走一個旋風筒系列，兩個系列亦擁有單獨的排風機。調節(jié)簡單，操作方便。并且分解爐內燃料燃燒使用凈三次風，有利于穩(wěn)定燃燒。三次風以30m/s速度進入分解爐，從分解爐上一級旋風筒及窯列最下級旋風筒來的生料由爐的下錐體上部喂入爐內。窯尾煙室及分解爐煙氣各走一個旋風筒系列，兩個系列亦擁有單獨的44操作適應性強。由于空氣中的揮發(fā)成分不進入分解爐，故爐中不易粘結。同時窯系統(tǒng)可在滿負荷產量25％的情況下生產。點火開窯快。容易裝設放風旁路，以適應堿、氯、硫等有害成分的排除。并且放風損失較小。第9章-分解爐-優(yōu)質課件45第9章-分解爐-優(yōu)質課件462)在線分解爐(ILC)窯2)在線分解爐(ILC)窯473)半離線型分解爐(SLC-S)窯3)半離線型分解爐(SLC-S)窯48分解爐采用第一代上、下帶錐體的爐型，爐氣出口的‘“鵝頸”管道與最下級旋風筒連接。爐氣在上升地道頂部與窯氣會合，共用一列預熱器和一臺主風機。大排風機需要抽吸窯氣與爐氣，兩者需要平衡調節(jié)，相對來講對生產操作要求較高。生料中揮發(fā)性組分較高時，窯氣中揮發(fā)性成分濃度較高、溫度較高，上升煙道與在線分解爐比，容易發(fā)生結皮故障。分解爐采用第一代上、下帶錐體的爐型，爐氣出口的‘“鵝頸”管道494)半離線兩區(qū)段型分解爐(SLC-Sx)窯4)半離線兩區(qū)段型分解爐(SLC-Sx)窯505）離線下引分解爐(SLC-D)窯5）離線下引分解爐(SLC-D)窯51第9章-分解爐-優(yōu)質課件52第9章-分解爐-優(yōu)質課件536)使用窯內過?？諝獾耐€分解爐(ILC-E)窯6)使用窯內過?？諝獾耐€分解爐(ILC-E)窯549.3.5MFC系列分解爐系9.3.5MFC系列分解爐系55第9章-分解爐-優(yōu)質課件56N-MFC爐的組成可以分為四個區(qū)域：a.流化層區(qū)，爐底裝有噴嘴，煤?？赏ㄟ^溜子喂入或與生料一起喂入，可使最大粒徑1mm的煤粒停留時間達1分鐘以上，以充分燃燒；流化空氣量為理論空氣量的10～15％，流化空氣壓力為3～5KPa。由于流化層的作用，燃料很快在層中擴散，整個層面溫度分布均勻。b.供氣區(qū)，從篦冷機抽來的700～800℃的三次風，進入該區(qū)，區(qū)內風速為10m/s。N-MFC爐的組成可以分為四個區(qū)域：57c.稀薄流化區(qū)，該區(qū)位于供氣區(qū)之上，為倒錐型結構。在該區(qū)內氣流速度由下面的10m/s降到上面的4m/s，煤中的粗粒在此區(qū)繼續(xù)有上下循環(huán)運動，形成稀薄的流化區(qū)。當煤粒進一步減小時，被氣流帶到上部直筒部分。d.懸浮區(qū)，該區(qū)為圓筒形結構，氣流速度約4m/s。小顆粒燃料和生料在此呈層流懸浮狀態(tài)，燃料繼續(xù)燃燒，生料進一步分解。c.稀薄流化區(qū)，該區(qū)位于供氣區(qū)之上，為倒錐型結構。在該區(qū)內氣58對流態(tài)化（沸騰）式分解爐的分析⑴燃料燃燒、傳熱及物料分解是處于密相流態(tài)化狀態(tài)，與稀相懸浮態(tài)相比，流態(tài)化層中物料顆粒之間的距離要小得多，可獲得很高的生產效率與熱效率。⑵流態(tài)化分解爐是無焰燃燒，很容易使整個分解爐的溫度保持均勻。煅燒情況穩(wěn)定，分解爐內壁和排氣管不會發(fā)生結皮。對流態(tài)化（沸騰）式分解爐的分析59⑶具有一般分解爐窯單位容積產量高、消耗低、運轉周期長、污染少等優(yōu)點；其缺點是剛入爐的燃料與物料，與床層迅速混合，降低了燃燒過程及分解過程的平均推動力；流化層的形成使流體阻力較大，需在爐用風管上連接高溫高壓風機，由于高溫風機的限制，入爐空氣溫度不能過高。⑶具有一般分解爐窯單位容積產量高、消耗低、運轉周期長、污染603)將C3筒來料由爐頂部喂入改為大部分從上升煙道喂入，延長生料在爐內的停留時間，少部分從反應室錐體下部喂入，用以調節(jié)氣流量的比例，從而不需在煙道上設置縮口，降低通風阻力，同時也減少了這一部位結皮堵塞的可能；4)增大了分解爐的有效容積，更有利于煤粉充分燃燒和氣固換熱，提高了分解爐效率；5)不足主要在于爐氣側向排出，且出口高度大，易產生偏流、短路和稀薄生料區(qū)。3)將C3筒來料由爐頂部喂入改為大部分從上升煙道喂入，延長生619.3.6KSV系列分解爐1.KSV分解爐9.3.6KSV系列分解爐1.KSV分解爐621)KSV分解爐由下部噴騰層和上部渦流室組成，噴騰層包括下部倒錐、入口喉管及下部圓筒，而渦流室是噴騰層上部的圓筒部分。2)三次風分兩路入爐，一路由底部喉管噴入形成噴騰床，另一路從圓筒底部切向吹入，形成旋流，加強料氣混合。3)窯尾煙氣由圓筒中間偏下部位切向吹入。4)燃料由設在圓筒不同高度的噴嘴噴入。1)KSV分解爐由下部噴騰層和上部渦流室組成，噴騰層包括下部635)預熱后的生料分成兩路入爐，約75%由圓筒部分與三次風切線進口處進入，使生料和氣流充分混合，在上升氣流作用下形成噴騰床，然后進入渦室，通過爐頂的生料由煙道縮口排出最下級旋風筒。約25%上部喂入，可降低窯廢氣溫度，防止煙道結皮堵塞。6)爐內的燃料燃燒及生料加熱分解在噴騰床的噴騰效應及渦流室的旋風效應的綜合作用下完成，入窯生料分解率可達85%~90%。5)預熱后的生料分成兩路入爐，約75%由圓筒部分與三次風切線642.N-KSV分解爐2.N-KSV分解爐651)全爐由噴騰層、渦室、縮口和輔助噴騰渦室四個部分組成。增加縮口后，產生兩次噴騰運動，延長了燃料和生料在爐內停留時間，有利于燃料燃燒及氣料間熱交換。2)同KSV爐相反，窯尾煙氣從N-KSV爐底以35～40m/s的速度噴入，三次風由爐的渦室下部對稱切向吹入，風速為18~20m/s。取消窯廢氣到圓筒中部的連接管道，簡化了系統(tǒng)流程，省掉煙道內的縮口，減少系統(tǒng)阻力，有利于窯爐調節(jié)通風。1)全爐由噴騰層、渦室、縮口和輔助噴騰渦室四個部分組成。增加663)在爐底噴騰層中部，增加了燃料噴嘴，使燃料在低氧狀態(tài)下燃燒，可使窯煙氣中的NOX還原，有利于減少環(huán)境污染。4)從上一級旋風筒下來的生料，一部分從三次風入口上部喂入，另一部分由渦室上部喂入，產生噴騰效應及渦室旋渦效應，使生料能夠與氣流均勻混合和熱交換。出爐氣體溫度為860～880℃，入窯生料分解率為85～90％。3)在爐底噴騰層中部，增加了燃料噴嘴，使燃料在低氧狀態(tài)下燃燒679.3.7普列波爾(Prepol)和派洛克隆(Pyroclon)爐系列分解爐共同點①利用窯尾與最低一級旋風筒之間的上升煙道作為預分解裝置。將上升煙道加高，然后再彎曲折回，與最低一級旋風筒連接，在上升煙道的下部噴入燃料和喂入從上一級旋風筒下來的生料。②燃料燃燒需要的空氣既可以從窯內通過，又可以由單獨的三次風供給。9.3.7普列波爾(Prepol)和派洛克隆(Pyroclo68③煙道中燃燒區(qū)上部，沿管壁形成許多旋渦，有利于燃料燃燒和熱交換。④煙道高度根據燃料燃燒和物料停留時間需要確定，即使粗粒固體燃料掉入窯內，也可繼續(xù)燃燒供生料分解之用。⑤這種分解裝置，結構簡單，阻力小，適用于各種燃料。⑥都屬于“懸浮型”分解爐不同點選用各自的旋風預熱器③煙道中燃燒區(qū)上部，沿管壁形成許多旋渦，有利于燃料燃燒和熱交691Prepol系列分解爐Prepol-AT爐Prepol-AS爐1Prepol系列分解爐Prepol-AT爐70第9章-分解爐-優(yōu)質課件71Prepol-AS-CC型分解爐Prepol-AS-CC型分解爐72Prepol-AS-MSCPrepol-AS-MSC732Pyroclon型分解爐Pyroclon-S2Pyroclon型分解爐Pyroclon-S74Pyroclon-RPyroclon-R75Pyroclon-RPPyroclon-RP76Pyroclon-R-lowNOxPyroclon-R-lowNOx77Pyrotop分解爐Pyrotop分解爐78交又料流法系指物料進入預熱器后，在雙列預熱器中，雖然氣流分別經過兩列預熱器，但物料經過兩列預熱器中的幾乎所有的熱交換單元（最上級換熱單元除外），以增加物料與氣流間的換熱效果，提高換熱效率，降低熱耗。9.3.8交叉料流型分解爐交又料流法系指物料進入預熱器后，在雙列預熱器中，雖然氣流分別79SCS法（RC分解爐）SCS法（RC分解爐）80PASEC法（SEPA分解爐）PASEC法（SEPA分解爐）81由于采用五級旋風預熱器時，物料入爐前已經達九次氣固換熱，同時二次風直接從窯頭抽吸，入爐二次風可高達900℃以上，故爐內工況良好。交又料流法采用高固氣比、低溫差和增加氣固換熱次數的方法，雖有利于提高熱效率，但會增大系統(tǒng)阻力，從而增加電耗。在廠房設計上必須相應增加，從而增加了建設費用。因此，交叉料流必須結合具體條件綜合權衡。西安建大研發(fā)設計的兩條1000t/d級交又料流型預分解窯已在山東淄博寶山生態(tài)建材集團投產，并取得成功。由于采用五級旋風預熱器時，物料入爐前已經達九次氣固換熱，同時829.3.9TC分解爐系列TDF分解爐9.3.9TC分解爐系列83(1)分解爐坐落在窯尾煙室之上，爐與煙室之間縮口在尺寸優(yōu)化后可不設調節(jié)閥板，結構簡單。(2)爐中部設有縮口，保證爐內氣固流產生第二次“噴騰效應”。(3)三次風切線入口設于爐下錐體的上部，使三次風渦旋入爐；爐的2個兩通道燃燒器分別設于三次風入口上部或側部，以便入爐燃料斜噴入三次風氣流之中迅速起火燃燒。(4)在爐的下部圓筒體內不同的高度設置四個喂料管入口，以利物料分散均布及爐溫控制。(1)分解爐坐落在窯尾煙室之上，爐與煙室之間縮口在尺寸優(yōu)化后84(5)爐的下錐體部位的適當位置設置有脫氮燃料噴嘴，以還原窯氣中的滿足環(huán)保要求。(6)爐的頂部設有氣固流反彈室，使氣固流產生碰頂反彈效應，延長物料在爐內滯留時間。(7)氣固流出口設置在爐上錐體頂部的反彈室下部。(8)爐容較DD爐增大，氣流、物料在爐內滯留時間增加，有利于燃料完全燃燒和碳酸鹽分解。(5)爐的下錐體部位的適當位置設置有脫氮燃料噴嘴，以還原窯氣85第9章-分解爐-優(yōu)質課件86TSD分解爐TSD分解爐87TWD分解爐TWD分解爐88TFD分解爐TFD分解爐89TTD分解爐TTD分解爐90三噴騰效應：TTF爐固氣停留時間比（tm/tg=4.8）大，在相同爐容下，爐流場大大優(yōu)化，物料停留時間長，有利于煤粉的充分燃燒及生料充分分解；喂料方式：上下料點合理分料，分解爐中部局部溫度可達1300℃，可大幅提高煤粉燃燒效果；高溫區(qū)間設計1.5s，可保證劣質煤及無煙煤的充分燃燒；物料置于三次風正上方，可充分分散，分解爐物料分布均勻，流場更合理，同時可減少錐部塌料，分解爐的壓損可大幅減少，系統(tǒng)阻力相應降低；三噴騰效應：TTF爐固氣停留時間比（tm/tg=4.8）大，91喂煤方式：二通道對稱四點噴入，優(yōu)化分解爐溫度場；通過燃料分級及三次風的分級設置，分解爐的下柱段有較大脫硝空間，同時分解爐出口管道預留噴氨位置，根據實際情況可滿足更嚴格的環(huán)保排放要求等；分解爐中柱段預留設置廢棄物處置口，可滿足一定要求的廢棄物處置；增設后置管道：適當增加分解爐爐容，方便與C5筒連接，降低塔架高度；可操作性：分解爐操作簡單，對燃原料適應強。喂煤方式：二通道對稱四點噴入，優(yōu)化分解爐溫度場；通過燃料分級929.3.10NC分解爐系列9.3.10NC分解爐系列93第9章-分解爐-優(yōu)質課件94第9章-分解爐-優(yōu)質課件95第9章-分解爐-優(yōu)質課件969.3.11CDC分解爐9.3.11CDC分解爐97第9章-分解爐-優(yōu)質課件98第9章-分解爐-優(yōu)質課件999.4.1生料中碳酸鹽分解反應的特性一、碳酸鈣分解反應的特點600℃開始分解；800~850℃分解速度加快；至900℃左右，CO2分壓達1大氣壓。900℃時的分解吸熱為1660kJ/kg。燒矢量大，產物體積變化不大，具有多孔性。9.4分解爐工藝特性9.4.1生料中碳酸鹽分解反應的特性一、碳酸鈣分解反應的100二、碳酸鈣的分解機理溫度升高，分解速度加快，也加快了CO2的擴散速度，使CaCO3分解加快。二、碳酸鈣的分解機理101三、碳酸鈣分解溫度與CO2分壓的關系三、碳酸鈣分解溫度與CO2分壓的關系102第9章-分解爐-優(yōu)質課件103第9章-分解爐-優(yōu)質課件104

令pco2=0.1MPa，T=1138K。令pco2=0.1MPa，T=1138K。105四、分解爐中分解溫度與CO2分壓的關系CO2分壓平衡溫度℃10%73020%78030%810爐氣中CO2最高分壓波動在25~30%，相應溫度控制在820~850℃。四、分解爐中分解溫度與CO2分壓的關系CO2分壓平衡106溫度升高，碳酸鈣分解加快，但容易引起局部料粉過熱而造成結皮或堵塞。調節(jié)爐的容積和物料停留時間解決。有時溫度會超過910℃1)物料或燃料的喂入量波動。2)CaCO3顆粒尺寸過大，表面CaO層過熱。3)物料及燃料在氣流中分布不均，造成局部過熱。入窯生料分解率一般控制在85%~95%.溫度升高，碳酸鈣分解加快，但容易引起局部料粉過熱而造成結皮或1079.4.2碳酸鈣顆粒的分解過程一、分解過程的分析1)通過顆粒邊界層，由周圍介質傳進分解所需的熱量Q1。2)熱量繼續(xù)以傳導方式，由表面?zhèn)髦练磻鏌崃縌2為9.4.2碳酸鈣顆粒的分解過程1083)反應面在一定溫度下吸收熱量，繼續(xù)分解并放出CO2。4)放出的CO2從分解面通過CaO層，向四周進行內部擴散。5)擴散到顆粒邊緣的CO2，通過邊界層向介質擴散。3)反應面在一定溫度下吸收熱量，繼續(xù)分解并放出CO2。109分解爐中CaCO3的分解，受生料粉粒徑的影響很大。在粒徑比較大時，如D＝1cm的料球，傳熱及傳質的過程占主要影響。在較徑D＝0.2cm時，傳熱傳質過程與化學分解過程占有同樣重要的地位。因此，在立窯、立波爾窯及回轉窯內碳酸鈣的分解過程屬傳熱、傳質控制過程。二、影響分解爐內分解過程的主要環(huán)節(jié)分解爐中CaCO3的分解，受生料粉粒徑的影響很大。二、影響分110在粒徑比較小時，例如D＝30μm，在懸浮態(tài)分解時，整個分解過程決定于化學分解反應。回轉窯分解帶粉料雖然較細，但處于堆積狀態(tài)，與氣流傳熱面積??；料層內部顆粒被CO2包裹，對流傳質面積小，所以碳酸鈣分解過程仍為傳熱傳質過程控制。在粒徑比較小時，例如D＝30μm，在懸浮態(tài)分解時，整個分解過1119.4.3分解爐中石灰石分解的化學動力學方程9.4.3分解爐中石灰石分解的化學動力學方程112平衡分解壓力上式說明：分解速度主要與平衡壓力pCT有關，而pCT由分解溫度決定；周圍介質中CO2的濃度愈低，分解速度愈快。分解速度常數與CaCO3的品質等有關。全顆粒的分解時間，則與粒徑d成正比關系。平衡分解壓力上式說明：分解速度主要與平衡壓力pCT有關，而p1139.4.4分解爐中石灰石顆粒的分解時間9.4.4分解爐中石灰石顆粒的分解時間114第9章-分解爐-優(yōu)質課件115圖9-43石灰石顆粒分解時間與分解溫度、CO2分壓間的關系（Nu=Sh=1）圖9-43石灰石顆粒分解時間與分解溫度、CO2分壓間的關系116影響石灰石顆粒分解速度的主要因素①分解溫度：溫度愈高，分解愈快；②爐氣中CO2濃度：濃度愈低，分解愈快，而且溫度愈高，其影響愈不明顯。③料粉的物理、化學性質，結構致密，結晶粗大的石灰石分解速度較慢；④影響分解所需時間的因素還有料粉粒徑，粒徑愈大，時間愈長；⑤生料的懸浮分散程度。懸浮分散性差，相當于加大了顆粒尺寸，改變了分解過程性質，降低了分解速度。影響石灰石顆粒分解速度的主要因素1179.4.5粉料顆粒群的分解時間一、生料的顆粒分布粉磨生料的顆粒分布常用Rosin-Rammler-Bennet式表示R—生料中某一粒徑D(μm)的篩余(％)；D’—特征粒徑(μm)，此時R=36.8%，對于一種粉磨產品說為常數；n—均勻性系數，對一種粉磨產品說為常數；D’越大，顆粒越粗；n值越大，顆粒越均勻。9.4.5粉料顆粒群的分解時間一、生料的顆粒分布118福斯滕實驗用三種水泥生料各粒級的數量Δm與石灰石含量xD（μm）Δm（%）x（%）D（μm）Δm（%）x（%）D（μm）Δm（%）x（%）＞2001.075.045~639.477.37~94.677.5160~2002.471.725~4511.877.26~74.477.5125~1603.073.719~256.875.54~64.778.0100~1256.875.315~194.874.03~45.677.590~1002.676.213~152.674.22~33.177.571~905.377.511~134.576.7＜28.377.063~715.877.39~113.077.5福斯滕實驗用三種水泥生料各粒級的數量Δm與石灰石含量xD（μ1199.4.5粉料顆粒群的分解時間9.4.5粉料顆粒群的分解時間120二、料粉平均分解率與分解時間系數的關系(1)在分解時間系數τ＝0.4以前，顆粒群的平均分解率，均高于單顆粒料粉的分解率。料粉顆粒群中含有許多細顆粒料粉，它們的分解速度快。(2)在τ＝0.4以后，整個顆粒群料粉的平均分解率遠低于單顆粒料粉的分解率。而且n越大，分解率愈高。因為大于特征粒徑的顆粒的分解速度較慢。二、料粉平均分解率與分解時間系數的關系(1)在分解時間系數τ121(3)當n＝0.84的料粉的平均分解率為90％時，時間系數τ＝0.72。即整個顆粒群平均分解率達90％所需時間僅為單顆粒分解時間的0.72倍(D’＝30μm)。分解時間系數τ＝1時，即特征粒徑組成的料粉全部分解所需時間為4.5s，整個顆粒群平均分解率為95％。若要求平均分解率達99％，則分解時間系數τ需大于2。這是因為一些粗顆粒量雖不多，但要它們全部分解，需更長的時間。(3)當n＝0.84的料粉的平均分解率為90％時，時間系數1229.5.1分解爐內燃料的燃燒一、分解爐內的燃燒特點一般燃料在高溫條件下燃燒，由氣態(tài)可燃物與燃燒產物形成一定形狀的發(fā)光體—火焰。回轉窯內煤粉燃燒屬有焰燃燒。9.5分解爐的熱工特性9.5.1分解爐內燃料的燃燒一、分解爐內的燃燒特點9.5123在分解爐內，燃燒用空氣也可分為一次空氣和二次空氣(又稱系統(tǒng)的三次空氣)。一次空氣攜帶燃料入爐，用量控少，有的分解爐完全不用。一次風量較小、風速較低。三次風速大且作旋回運動，所以燃料與一次風不僅不能形成流股，而且瞬間即被高速旋轉的氣流沖擊混合，使燃料顆粒懸浮分散于氣流中物料顆粒間，各自獨立進行燃燒，無法形成有形的火焰。在分解爐內，燃燒用空氣也可分為一次空氣和二次空氣(又稱系統(tǒng)的124當煤粉顆粒進入分解爐后，浮游于氣流中，經預熱分解、燃燒發(fā)出光和熱，形成一個個小火星，無數的煤粉顆粒便形成無數的迅速燃燒的小火焰。這些小火焰浮游滿布于爐內，從整體上看不見一定輪廓的有形火焰。稱無焰燃燒或輝焰燃燒。分解爐內無焰燃燒的優(yōu)點是燃料均勻分散，能充分利用燃燒空間而不易形成局部高溫，放熱與吸熱相適應，既有利于向物料傳熱，又有利于抑制爐溫的過熱。當煤粉顆粒進入分解爐后，浮游于氣流中，經預熱分解、燃燒發(fā)出光125二、分解爐內的溫度及溫度分布(1)分解爐的軸向及平面溫度都比較均勻。(2)爐內縱向溫度由下而上逐漸升高，但變化幅度不大。(3)爐的中心溫度較高，邊緣溫度較低。(?)二、分解爐內的溫度及溫度分布(1)分解爐的軸向及平面溫度都比126分解爐內氣流溫度為什么能保持850~950℃之間?因為燃料與物料混合懸浮在一起，燃料燃燒放出的熱量迅速被粉吸收，當燃燒快、放熱快時，分解吸熱也快；相反燃燒慢，分解也慢。所以分解反應抑制了燃燒溫度的提高，而將爐內溫度限制在略高于CaCO3平衡分解溫度20~50℃的范圍。第9章-分解爐-優(yōu)質課件127三、分解爐內煤粉的燃燒速度

1.影響煤粉完全燃燒程度2.影響爐內燃燒速度的因素分解爐內氣態(tài)燃料(揮發(fā)物)燃燒速度決定于燃料與空氣的混合程度，固定炭的燃燒則受物理擴散速度與燃燒化學反應速度的影響。分解爐內的燃燒溫度通常在850~950℃，燃燒化學反應速度較快，擴散速度較低。影響燃燒速度的主要因素有燃料噴出速度、爐內流體的紊流程度、燃料的分散度(煤粉細度)等。分解爐內溫度不是很高，燃燒速度還受燃料的種類、溫度、壓力及反應物濃度等的影響三、分解爐內煤粉的燃燒速度1283.分解爐內燃燒速度與溫度的調節(jié)控制(1)多點加料并使之分散均勻；(2)適當控制煤粉細度；(3)選擇適當的燃料品種；(4)選擇適當的一、二次風速以及合適的加料點的位置；(5)調節(jié)燃料加入量以改變燃燒的空氣過剩系數。3.分解爐內燃燒速度與溫度的調節(jié)控制129四、分解爐的容積熱負荷與生產強度

1.分解爐的容積熱負荷四、分解爐的容積熱負荷與生產強度1302.分解爐的生產強度

分解爐的生產強度可用單位時間單位容積所處理的生料量以及生料分解率兩個指標來表達。也可用額定分解率的標準生相處理量來表示。一般旋風型(SF)分解護的容積生產強度(分解率85％~95％的物料)約為0.4~0.7。2.分解爐的生產強度1319.5.2分解爐內的傳熱回轉窯內物料升溫速度：約5.8℃/min；立波爾窯：約46.6℃/min；預分解窯：可達1000℃/min。一、分解爐內的使熱特性1.傳熱方式分解爐內的傳熱方式主要為對流傳熱，其次是輻射傳熱。有人認為對流傳熱約占90％；輻射傳熱促進全爐溫度均勻。9.5.2分解爐內的傳熱回轉窯內物料升溫速度：約5.8℃/1322.分解爐內傳熱公式3.對流及輻射綜合傳熱系數2.分解爐內傳熱公式133二、懸浮態(tài)傳熱高效率的關鍵傳熱面積比：1:900:16000二、懸浮態(tài)傳熱高效率的關鍵傳熱面積比：1:900:160001349.6分解爐內氣體的運動9.6.1分解爐對氣體運動的要求1)適當的速度分布；2)適當的回流及紊流；3)較大的物料浮送能力；4)較小的流體阻力。9.6分解爐內氣體的運動9.6.1分解爐對氣體運動的要1359.6.2分解爐內氣體運動速度的分布進口：20m/s；出口：15~20m/s斷面風速：4.5~6.0m/s9.6.2分解爐內氣體運動速度的分布136第9章-分解爐-優(yōu)質課件1379.6.3氣流在分解爐內的運動阻力1.加速物料的壓頭損失9.6.3氣流在分解爐內的運動阻力1382.氣流流動過程的壓頭損失3.分解爐內各處阻力的分布阻力損失比較大的部位：進口、出口和縮口2.氣流流動過程的壓頭損失1399.7旋風效應與噴騰效應1.旋風效應旋風型分解爐內氣流作旋回運動，使粉料滯后于氣流的效應。粉料前進速度落后于氣流速度。顆粒愈粗，滯留時間愈長。由于滯留，爐內氣流中的料粉濃度大大高于進口或出口濃度。9.7旋風效應與噴騰效應1.旋風效應1402.噴騰效應分解爐內氣流作噴騰運動，使粉料滯后于氣流的效應。

氣流以20~40m/s的流速通過底部喉管，在爐筒一定高度內形成一條上升流股，將爐下部錐體四周的氣體及粉料不斷裹吸進來，噴射上去，造成許多由中心向邊緣的旋渦，從而形成噴騰運動。使爐內氣體含塵濃度增加，料粉、煤粉在爐內的停留時間延長。2.噴騰效應氣流以20~40m/s的流速通過底部喉管，在爐筒1413.旋風或噴騰效應的作用分解爐斷面風速一般為4.5~6m/s，氣體通過時間約1~2.5s。一般特征粒徑為30~40μm的料粉，在分解溫度為820~870℃，分解率為85％~95％時，其分解時間平均約需4~10s，是氣流通過時間的4~6倍。延長物料在爐內停留時間，單靠降低風速或增大爐容是難于解決的，主要方法是使爐內氣流作適當的旋回運動或噴騰運動，或是二者的結合。3.旋風或噴騰效應的作用1429.8料粉的懸浮及含塵濃度9.8.1生料和煤粉均勻懸浮的意義9.8.2影響生料和煤粉懸浮的因素及改進措施同懸浮預熱器9.8.3適宜含塵濃度的確定9.8料粉的懸浮及含塵濃度9.8.1生料和煤粉均勻懸浮的143（1）氣流對物料的浮送能力單位時間內，通過分解爐的氣流所能攜帶物料的質量稱氣流的浮送能力，以G表示。G＝Vx當通過分解爐的氣體流量及流速一定時，氣流對料粉的浮送量有一定限度。超過極限濃度時，將產生料粉的沉積。旋風型分解爐中的料粉極限濃度分解爐縮口風速（m/s）8~1010~1313~1617~18.5料粉進、出口極限濃度（g/m3）3006009001000（1）氣流對物料的浮送能力旋風型分解爐中的料粉極限濃度分解爐144（2）氣流適宜含塵濃度氣流的含塵濃度對設計或生產都是一個重要的參數。對輸送或預熱物料來說，希望在不落料的情況下，氣流中的含塵濃度愈高愈好。（2）氣流適宜含塵濃度145計算方法：計算方法：146第9章-分解爐-優(yōu)質課件147第9章-分解爐-優(yōu)質課件148第9章-分解爐-優(yōu)質課件149因此，氣流含塵率的確定，不但須考慮氣流的浮送能力，同時還必須考慮氣流實際所能供燃燒發(fā)出的熱量。因此，氣流含塵率的確定，不但須考慮氣流的浮送能力，同時還必須150第9章-分解爐-優(yōu)質課件151由于含塵濃度與分解率的密切相關，在實際生產中，當分解爐的通風量一定時，其喂料量亦應限制在一定范圍內，以保證達到一定的分解率。由于含塵濃度與分解率的密切相關，在實際生產中，當分解爐的通風152作業(yè)：1.分解爐按全窯系統(tǒng)氣體流動方式分類。2.分解爐內燃料燃燒特點。3.旋風效應和噴騰效應。4.畫出RSP分解爐的結構示意圖并說明其工作原理及技術特點。5．畫出D-D分解爐的結構示意圖并說明其工作原理及技術特點。作業(yè)：153第9章分解爐第9章分解爐154分解爐作用：燃料燃燒、換熱、碳酸鹽分解德國多徳豪森水泥廠油母頁巖日本石川島公司與秩父水泥公司SF爐各種爐型燒油——燒煤改造成熟分解爐作用：燃料燃燒、換熱、碳酸鹽分解1559.1分解爐的工作參數（1）分解率入窯物料分解率λ是衡量分解爐工作效率的重要指標，也是表示生料中碳酸鈣分解程度的參數。分解率分為表觀分解率和真實分解率，生產上常用表觀分解率表示。Ls，Lλ——生料和入窯生料的燒失量，%9.1分解爐的工作參數（1）分解率Ls，Lλ——生料和入窯156mfh—出窯飛灰的數量，kg/kg；Lfh—出窯飛灰的燒失量，%。真實分解率et

mfh—出窯飛灰的數量，kg/kg；真實分解率et1571)氣體停留時間一般要求大于3.5s。2)物料停留時間碳酸鈣充分分解（大于90%），煤粉充分燃燒。（2）停留時間1)氣體停留時間（2）停留時間1589.2分解爐的分類9.2.1分解爐的構造分解爐應有適當形狀和大小的爐體，以供燃料在其中燃燒及物料分解。應有燃料及粉料加入裝置和氣流的進出口，而進出口的結構，應有利于造成爐內氣流的適當運動，以利于燃料和料粉的懸浮，燃料的燃燒，溫度的均布，實現(xiàn)料粉的快速傳熱、快速分解。9.2分解爐的分類9.2.1分解爐的構造1599.2.2分類(1)按制造廠命名分類天津院：TDF型南京院：NC-SST型成都院：CDC型9.2.2分類天津院：160(2)按分解爐內氣體運動的主要流型分類旋流式噴騰式懸浮式沸騰式（流化床式）生料及燃料在分解爐內分別依靠“旋風效應”“、噴騰效應”、“懸浮效應”及“流態(tài)化效應”或幾種流型的疊加（旋流-噴騰）高度分散于氣流之中，從而增加物料與氣流間的接觸面積，延長物料在分解爐內的停留時間。(2)按分解爐內氣體運動的主要流型分類161旋流式旋流式162噴騰式噴騰式163懸浮式懸浮式164沸騰式沸騰式165旋流-噴騰式旋流-噴騰式166另一種劃分方法（略）旋流-噴騰疊加流場類，如SF型、N-SF型、KSV型旁置預燃室類，如RSP型、GG型流化床-懸浮層疊加流場類，如MFC型、N-MFC型噴騰或復合噴騰流場為主，如SLC型、DD型懸浮層流場為主管道爐類，如Prepol-AT型、Pyroclon-R型另一種劃分方法（略）167（3）按全窯系統(tǒng)氣體流動方式分類1燃燒空氣從窯內通過與窯氣一起入爐2燃燒空氣由專設風管引至窯尾或爐內與窯氣混合3燃燒空氣經專設風管入爐，窯氣不入爐（3）按全窯系統(tǒng)氣體流動方式分類1燃燒空氣從窯內通過與窯氣168三類流程的比較1.分解爐燃燒用空氣從窯內通過優(yōu)點(1)不需專設風管及其相應的收塵設施，可節(jié)省投資；流程較簡單，散熱較專設風管少，進爐氣流溫度較高。(2)可從各種形式的冷卻機取得高溫氣體。缺點(1)入爐燃燒用空氣與窯氣相混，氧氣濃度降低，影響燃料燃燒及爐的發(fā)熱能力；(2)影響窯的操作，使窯燃燒帶氣流速度增加，燃燒溫度降低；(3)使窯后循環(huán)粉塵增大。三類流程的比較1.分解爐燃燒用空氣從窯內通過1692.窯氣入分解爐的優(yōu)缺點優(yōu)點(1)當入爐窯氣的溫度高于950℃時，可給物科升溫及分解提供部分熱量；(2)窯氣溫度較入爐空氣為高，當入爐空氣溫度有波動時，能起到緩和氣溫波動的作用，并能提高氣流對物料的浮送能力。缺點(1)增大了通過分解爐氣體的流量；(2)影響分解爐中碳酸鹽的分解速率；(3)影響分解爐內燃料的燃燒速度及發(fā)熱能力；(4)限制了氣流含塵濃度的提高。2.窯氣入分解爐的優(yōu)缺點170（4）按分解爐與窯、預熱器及主排風機匹配方式分類a和b稱為同線型；c1稱為半同線型；c2稱為異線型；c3為旁路放風型。（4）按分解爐與窯、預熱器及主排風機匹配方式分類a和b稱為同171按爐內氣流的運動型式分類按制造廠命名分類按全系統(tǒng)工藝流程分類常用配套預熱器旋風式SF型（日本石川島公司）第二類型洪堡型普列洛夫型（Prerov捷克機械廠）第二類型普列洛夫型FCB型（法國FCB公司）第一、二類型多波爾型ZAB型（德國德騷水泥機械廠）第一類型—噴騰式FLS型（丹麥史密斯公司）第一、二類型、第三類型方式（b）FLS型米亞格型（聯(lián)邦德國比勒-米亞格公司）第一、二類型米亞格型蓋波爾型（聯(lián)邦德國伯力鳩斯公司）第一類型米亞格型旋風-噴騰式N-SF型（日本石川島公司）第二類型蓋波爾型C-SF型（日本石川島公司）第二類型洪堡型RSP型（日本小野田公司）第二類型維達格型KSV型（日本川琦公司）第二類型多波爾型N-KSV型（日本川崎公司）第二類型多波爾型或KS-5型DD型（日本神戶制鐵公司）第二類型洪堡型GG型（日本三菱公司）第二類型—UNSP型（或稱UNP）（日本宇部公司）第二類型洪堡型Pre-AXIAL型（德國巴比考克公司）第二類型—SOS型（日本住友公司）第三類型方式（b）洪堡型懸浮式普列波爾型（伯力鳩斯公司）第一、二類型多波爾型派朗克隆型（洪堡—維達格公司）第一、二類型洪堡型沸騰式MFC型（日本三菱公司）第三類型方式（a）多波爾型N-MFC型（日本三菱公司）第三類型方式（b）M-SP型或MK-5型按爐內氣流的按制造廠命名分類按全系統(tǒng)工藝流程分類常用配套預熱1729.3.1SF系列分解爐(1)SF分解爐窯氣與三次風混合入爐9.3幾種典型分解爐的結構特征簡介9.3.1SF系列分解爐(1)SF分解爐9.3幾種典型173(2)N-SF分解爐。(2)N-SF分解爐。1741)將燃料噴入點由原來噴入反應室錐體下部改為噴入渦流室頂部，燃料燃燒條件改善，延長了在爐內的停留時間，提高了燃燒效率；2)改變窯氣與三次風混合入爐的流程，三次風仍以切線方向進入渦流室，窯氣則單獨通過上升管道向上流動，使三次風與窯氣在渦旋室形成疊加湍流運動，強化了料粉的分散混合；1)將燃料噴入點由原來噴入反應室錐體下部改為噴入渦流室頂部，175(3)C-SF分解爐將NSF爐側面出口改為頂部渦室出口。渦室下設置縮口，產生噴騰效果，克服氣流偏流和短路。增設連接管道，使生料停留時間達到15s以上，入窯生料分解率提高到90％以上。(3)C-SF分解爐1769.3.2DD系列分解爐9.3.2DD系列分解爐177DD爐可分4個區(qū)1.還原區(qū)(Ⅰ區(qū))包括喉口和下部錐體部分；燃料在缺氧的窯廢氣中燃燒，產生高濃度還原氣體CO、H2和CH4，同窯廢氣中NOX發(fā)生反應，還原為無害的N2，故叫還原區(qū)。DD爐可分4個區(qū)1782.燃料裂解和燃燒區(qū)(Ⅱ區(qū))三次風由2個對稱風管噴入爐內(徑向)，三次風進口的頂部裝有2個主要燃料噴嘴；燃料噴入Ⅱ區(qū)富氧區(qū)立即在爐內湍流中裂解和燃燒。產生的熱量迅速傳給生料，氣料進行高效熱交換，生料迅速分解。也稱混合區(qū)。2.燃料裂解和燃燒區(qū)(Ⅱ區(qū))1793.主要燃燒區(qū)(Ⅲ區(qū))燃燒燃料、熱量傳遞，生料吸熱分解。爐溫保持在850～900℃，生料和燃料混合、分布均勻，沒有明亮火焰的過熱點，區(qū)內溫度較低，且分布均勻。爐的側壁：形成生料幕，避免結皮3.主要燃燒區(qū)(Ⅲ區(qū))1804.完全燃燒區(qū)(IV區(qū))燃料(10％左右)繼續(xù)燃燒，生料分解。氣體和生料通過Ⅲ區(qū)和IV區(qū)間縮口向上噴騰直接沖擊到爐頂棚(反彈室)，翻轉向下后到出口，使氣料攪拌和混合，達到完全燃燒和熱交換。4.完全燃燒區(qū)(IV區(qū))181在DD爐下部對稱的三次風進風管，以及頂部2根出風管，都是向爐中心徑向方向安裝。這樣做防止氣流產生切向圓周的旋流運動，有利于爐內生料和氣流產生良好噴騰運動，同時有利于降低阻力損失。在DD爐下部對稱的三次風進風管，以及頂部2根出風管，都是向爐182DD爐的二次噴騰以及沖頂作用，改善了氣料的攪拌和混合，增加了生料和燃料在爐內停留時間（達10s以上），使燃料在爐內達到完全燃燒，不會因未燃燒的燃料進入C5筒而引起結皮堵塞。出C5筒氣體中CO含量保持在0.05％以下。另外由于DD爐內氣體與生料熱交換好，使DD爐出口溫度控制在870～880℃，入窯生料分解率保持在90%以上。DD爐的二次噴騰以及沖頂作用，改善了氣料的攪拌和混合，增加183DDII分解爐的結構DDIIdx分解爐的結構DDII分解爐的結構1849.3.3RSP系列分解爐1.組成:渦旋燃燒室SB、渦旋分解室SC、混合室MC三部分。窯尾煙室與MC室之間設有縮口以平衡窯爐之間的壓力SB室：點火、預燃SC室：燃燒、分解MC室：爐窯氣混合、物料繼續(xù)分解9.3.3RSP系列分解爐1.組成:SB室：SC室：MC室1852.RSP爐工作原理

2.RSP爐工作原理1861)渦旋燃燒室SB：設有供點火用的輔助燃燒噴嘴；噴煤管從SB室上部伸入，插入深度與SC室頂部平齊；噴煤管內設置風翅，煤粉以30m/s速度從頂部向下呈旋渦狀噴入，煤風旋轉方向同SC室三次風氣流旋轉方向相反，有利于煤粉同三次風混合，否則會造成SC室旋流過大，影響燃料在SC室燃燒，造成大部分煤粉跑到MC室燃燒；三次風以30m/s的速度從SC室上部對稱地以切線方向吹入爐內。生料喂入該氣流中，該處設有撒料棒，把生料打散后，同三次風一起吹入SC室內。1)渦旋燃燒室SB：1872)旋渦分解室SC在SC室內，煤粉與新鮮三次風混合燃燒，燃燒速度快，是主燃燒區(qū)，使50％以上的煤粉完成燃燒。而隨切向三次風進來的生料會在SC爐內壁形成一層料幕，對爐壁耐火磚起到保護作用。同時吸收火焰熱量，大約有40％生料分解。SC室內截面風速約為10～12m/s。2)旋渦分解室SC1883)混合室MCMC室主要功能是完成大部分生料分解任務。由SC室下來的熱氣流、生料粉及未燃燒完的燃料進入MC室后，與呈噴騰狀態(tài)進入的高溫窯煙氣相混合，使燃料繼續(xù)燃燒，生料進一步分解。由回轉窯出來的高溫窯氣通過縮口產生噴騰運動，故縮口大小很關鍵，根據一些廠經驗，噴騰速度要求達到38m/s，才有良好的噴騰效果。另外MC室截面要大，截面風速8～12m/s，風速低有利于延長生料和燃料在爐內滯留時間，使未燃盡的煤粉完全燃燒，生料繼續(xù)分解。3)混合室MC189第9章-分解爐-優(yōu)質課件190對RSP分解爐的分析特點：⑴RSP分解爐的三次風先以切線方向進入渦流分解室，造成爐內的旋風運動，形成旋風效應，有利于爐內燃燒、傳熱和分解的進行。⑵RSP分解爐由于窯氣不入燃燒分解室SC，室內氧氣濃度高，燃燒速度較快，反應溫度較高，所以分解室的容積熱負荷較高，容積可相對縮?。s為其他爐的1/5）。爐內溫度易于調節(jié)，由于發(fā)熱能力大，所以氣流含塵率較高，生產效率較高。對RSP分解爐的分析191⑶RSP型分解爐的混合室MC是爐氣、物料、窯氣相混的地方。高速上升的窯氣至混合室造成噴騰效應，物料在高溫氣流中停留時間延長，有利于物料的繼續(xù)分解。⑷RSP型分解爐內既有較強的旋風運動，又有噴騰運動，燃料與物料在爐內的運動路程及停留時間均較長，有利于燒煤粉或低質燃料。⑸RSP分解爐設有渦流燃燒室SB，又稱預燃室，SB容積小，燃燒氣流中沒有物料，不存在吸熱的分解反應，所以SB內燃燒溫度較高且穩(wěn)定。SB的一般作用是在開窯時給SC點火用。⑶RSP型分解爐的混合室MC是爐氣、物料、窯氣相混的地方。192不足⑴結構復雜。爐體由SB、SC、MC三部分組成，爐的三次風由SB、SC多處入爐，所以爐及管道系統(tǒng)均較復雜。⑵全系統(tǒng)通風調節(jié)困難，流體阻力損失大。⑶SC室內料粉與煤粉均由上而下，與重力方向一致，當旋風效應控制不好時，料粉或煤粉在室內停留時間過短，造成物料的分解率降低，出口氣溫過高。不足1939.3.4FLS系列分解爐1.FLS原型分解爐由上部倒錐、下部正錐和中間圓筒組成;喉部風速25~30m/s;屬噴騰型分解爐。9.3.4FLS系列分解爐1942.FLS改進型分解爐為降低阻力和降低連接管高度，將爐頂錐體改為平頂及切線出口，但爐內會產生偏流、短路和特稀濃度區(qū)，因此部分爐型又改為原來的頂部倒錐體，同時將出口連接管改成鵝頸管，以延長物料的停留時間。2.FLS改進型分解爐1953.FLS預分解窯的分類及其特性1)離線分解爐(SLC)窯3.FLS預分解窯的分類及其特性196窯尾煙室及分解爐煙氣各走一個旋風筒系列，兩個系列亦擁有單獨的排風機。調節(jié)簡單，操作方便。并且分解爐內燃料燃燒使用凈三次風，有利于穩(wěn)定燃燒。三次風以30m/s速度進入分解爐，從分解爐上一級旋風筒及窯列最下級旋風筒來的生料由爐的下錐體上部喂入爐內。窯尾煙室及分解爐煙氣各走一個旋風筒系列，兩個系列亦擁有單獨的197操作適應性強。由于空氣中的揮發(fā)成分不進入分解爐，故爐中不易粘結。同時窯系統(tǒng)可在滿負荷產量25％的情況下生產。點火開窯快。容易裝設放風旁路，以適應堿、氯、硫等有害成分的排除。并且放風損失較小。第9章-分解爐-優(yōu)質課件198第9章-分解爐-優(yōu)質課件1992)在線分解爐(ILC)窯2)在線分解爐(ILC)窯2003)半離線型分解爐(SLC-S)窯3)半離線型分解爐(SLC-S)窯201分解爐采用第一代上、下帶錐體的爐型，爐氣出口的‘“鵝頸”管道與最下級旋風筒連接。爐氣在上升地道頂部與窯氣會合，共用一列預熱器和一臺主風機。大排風機需要抽吸窯氣與爐氣，兩者需要平衡調節(jié)，相對來講對生產操作要求較高。生料中揮發(fā)性組分較高時，窯氣中揮發(fā)性成分濃度較高、溫度較高，上升煙道與在線分解爐比，容易發(fā)生結皮故障。分解爐采用第一代上、下帶錐體的爐型，爐氣出口的‘“鵝頸”管道2024)半離線兩區(qū)段型分解爐(SLC-Sx)窯4)半離線兩區(qū)段型分解爐(SLC-Sx)窯2035）離線下引分解爐(SLC-D)窯5）離線下引分解爐(SLC-D)窯204第9章-分解爐-優(yōu)質課件205第9章-分解爐-優(yōu)質課件2066)使用窯內過?？諝獾耐€分解爐(ILC-E)窯6)使用窯內過?？諝獾耐€分解爐(ILC-E)窯2079.3.5MFC系列分解爐系9.3.5MFC系列分解爐系208第9章-分解爐-優(yōu)質課件209N-MFC爐的組成可以分為四個區(qū)域：a.流化層區(qū)，爐底裝有噴嘴，煤?？赏ㄟ^溜子喂入或與生料一起喂入，可使最大粒徑1mm的煤粒停留時間達1分鐘以上，以充分燃燒；流化空氣量為理論空氣量的10～15％，流化空氣壓力為3～5KPa。由于流化層的作用，燃料很快在層中擴散，整個層面溫度分布均勻。b.供氣區(qū)，從篦冷機抽來的700～800℃的三次風，進入該區(qū)，區(qū)內風速為10m/s。N-MFC爐的組成可以分為四個區(qū)域：210c.稀薄流化區(qū)，該區(qū)位于供氣區(qū)之上，為倒錐型結構。在該區(qū)內氣流速度由下面的10m/s降到上面的4m/s，煤中的粗粒在此區(qū)繼續(xù)有上下循環(huán)運動，形成稀薄的流化區(qū)。當煤粒進一步減小時，被氣流帶到上部直筒部分。d.懸浮區(qū)，該區(qū)為圓筒形結構，氣流速度約4m/s。小顆粒燃料和生料在此呈層流懸浮狀態(tài)，燃料繼續(xù)燃燒，生料進一步分解。c.稀薄流化區(qū)，該區(qū)位于供氣區(qū)之上，為倒錐型結構。在該區(qū)內氣211對流態(tài)化（沸騰）式分解爐的分析⑴燃料燃燒、傳熱及物料分解是處于密相流態(tài)化狀態(tài)，與稀相懸浮態(tài)相比，流態(tài)化層中物料顆粒之間的距離要小得多，可獲得很高的生產效率與熱效率。⑵流態(tài)化分解爐是無焰燃燒，很容易使整個分解爐的溫度保持均勻。煅燒情況穩(wěn)定，分解爐內壁和排氣管不會發(fā)生結皮。對流態(tài)化（沸騰）式分解爐的分析212⑶具有一般分解爐窯單位容積產量高、消耗低、運轉周期長、污染少等優(yōu)點；其缺點是剛入爐的燃料與物料，與床層迅速混合，降低了燃燒過程及分解過程的平均推動力；流化層的形成使流體阻力較大，需在爐用風管上連接高溫高壓風機，由于高溫風機的限制，入爐空氣溫度不能過高。⑶具有一般分解爐窯單位容積產量高、消耗低、運轉周期長、污染2133)將C3筒來料由爐頂部喂入改為大部分從上升煙道喂入，延長生料在爐內的停留時間，少部分從反應室錐體下部喂入，用以調節(jié)氣流量的比例，從而不需在煙道上設置縮口，降低通風阻力，同時也減少了這一部位結皮堵塞的可能；4)增大了分解爐的有效容積，更有利于煤粉充分燃燒和氣固換熱，提高了分解爐效率；5)不足主要在于爐氣側向排出，且出口高度大，易產生偏流、短路和稀薄生料區(qū)。3)將C3筒來料由爐頂部喂入改為大部分從上升煙道喂入，延長生2149.3.6KSV系列分解爐1.KSV分解爐9.3.6KSV系列分解爐1.KSV分解爐2151)KSV分解爐由下部噴騰層和上部渦流室組成，噴騰層包括下部倒錐、入口喉管及下部圓筒，而渦流室是噴騰層上部的圓筒部分。2)三次風分兩路入爐，一路由底部喉管噴入形成噴騰床，另一路從圓筒底部切向吹入，形成旋流，加強料氣混合。3)窯尾煙氣由圓筒中間偏下部位切向吹入。4)燃料由設在圓筒不同高度的噴嘴噴入。1)KSV分解爐由下部噴騰層和上部渦流室組成，噴騰層包括下部2165)預熱后的生料分成兩路入爐，約75%由圓筒部分與三次風切線進口處進入，使生料和氣流充分混合，在上升氣流作用下形成噴騰床，然后進入渦室，通過爐頂的生料由煙道縮口排出最下級旋風筒。約25%上部喂入，可降低窯廢氣溫度，防止煙道結皮堵塞。6)爐內的燃料燃燒及生料加熱分解在噴騰床的噴騰效應及渦流室的旋風效應的綜合作用下完成，入窯生料分解率可達85%~90%。5)預熱后的生料分成兩路入爐，約75%由圓筒部分與三次風切線2172.N-KSV分解爐2.N-KSV分解爐2181)全爐由噴騰層、渦室、縮口和輔助噴騰渦室四個部分組成。增加縮口后，產生兩次噴騰運動，延長了燃料和生料在爐內停留時間，有利于燃料燃燒及氣料間熱交換。2)同KSV爐相反，窯尾煙氣從N-KSV爐底以35～40m/s的速度噴入，三次風由爐的渦室下部對稱切向吹入，風速為18~20m/s。取消窯廢氣到圓筒中部的連接管道，簡化了系統(tǒng)流程，省掉煙道內的縮口，減少系統(tǒng)阻力，有利于窯爐調節(jié)通風。1)全爐由噴騰層、渦室、縮口和輔助噴騰渦室四個部分組成。增加2193)在爐底噴騰層中部，增加了燃料噴嘴，使燃料在低氧狀態(tài)下燃燒，可使窯煙氣中的NOX還原，有利于減少環(huán)境污染。4)從上一級旋風筒下來的生料，一部分從三次風入口上部喂入，另一部分由渦室上部喂入，產生噴騰效應及渦室旋渦效應，使生料能夠與氣流均勻混合和熱交換。出爐氣體溫度為860～880℃，入窯生料分解率為85～90％。3)在爐底噴騰層中部，增加了燃料噴嘴，使燃料在低氧狀態(tài)下燃燒2209.3.7普列波爾(Prepol)和派洛克隆(Pyroclon)爐系列分解爐共同點①利用窯尾與最低一級旋風筒之間的上升煙道作為預分解裝置。將上升煙道加高，然后再彎曲折回，與最低一級旋風筒連接，在上升煙道的下部噴入燃料和喂入從上一級旋風筒下來的生料。②燃料燃燒需要的空氣既可以從窯內通過，又可以由單獨的三次風供給。9.3.7普列波爾(Prepol)和派洛克隆(Pyroclo221③煙道中燃燒區(qū)上部，沿管壁形成許多旋渦，有利于燃料燃燒和熱交換。④煙道高度根據燃料燃燒和物料停留時間需要確定，即使粗粒固體燃料掉入窯內，也可繼續(xù)燃燒供生料分解之用。⑤這種分解裝置，結構簡單，阻力小，適用于各種燃料。⑥都屬于“懸浮型”分解爐不同點選用各自的旋風預熱器③煙道中燃燒區(qū)上部，沿管壁形成許多旋渦，有利于燃料燃燒和熱交2221Prepol系列分解爐Prepol-AT爐Prepol-AS爐1Prepol系列分解爐Prepol-AT爐223第9章-分解爐-優(yōu)質課件224Prepol-AS-CC型分解爐Prepol-AS-CC型分解爐225Prepol-AS-MSCPrepol-AS-MSC2262Pyroclon型分解爐Pyroclon-S2Pyroclon型分解爐Pyroclon-S227Pyroclon-RPyroclon-R228Pyroclon-RPPyroclon-RP229Pyroclon-R-lowNOxPyroclon-R-lowNOx230Pyrotop分解爐Pyrotop分解爐231交又料流法系指物料進入預熱器后，在雙列預熱器中，雖然氣流分別經過兩列預熱器，但物料經過兩列預熱器中的幾乎所有的熱交換單元（最上級換熱單元除外），以增加物料與氣流間的換熱效果，提高換熱效率，降低熱耗。9.3.8交叉料流型分解爐交又料流法系指物料進入預熱器后，在雙列預熱器中，雖然氣流分別232SCS法（RC分解爐）SCS法（RC分解爐）233PASEC法（SEPA分解爐）PASEC法（SEPA分解爐）234由于采用五級旋風預熱器時，物料入爐前已經達九次氣固換熱，同時二次風直接從窯頭抽吸，入爐二次風可高達900℃以上，故爐內工況良好。交又料流法采用高固氣比、低溫差和增加氣固換熱次數的方法，雖有利于提高熱效率，但會增大系統(tǒng)阻力，從而增加電耗。在廠房設計上必須相應增加，從而增加了建設費用。因此，交叉料流必須結合具體條件綜合權衡。西安建大研發(fā)設計的兩條1000t/d級交又料流型預分解窯已在山東淄博寶山生態(tài)建材集團投產，并取得成功。由于采用五級旋風預熱器時，物料入爐前已經達九次氣固換熱，同時2359.3.9TC分解爐系列TDF分解爐9.3.9TC分解爐系列236(1)分解爐坐落在窯尾煙室之上，爐與煙室之間縮口在尺寸優(yōu)化后可不設調節(jié)閥板，結構簡單。(2)爐中部設有縮口，保證爐內氣固流產生第二次“噴騰效應”。(3)三次風切線入口設于爐下錐體的上部，使三次風渦旋入爐；爐的2個兩通道燃燒器分別設于三次風入口上部或側部，以便入爐燃料斜噴入三次風氣流之中迅速起火燃燒。(4)在爐的下部圓筒體內不同的高度設置四個喂料管入口，以利物料分散均布及爐溫控制。(1)分解爐坐落在窯尾煙室之上，爐與煙室之間縮口在尺寸優(yōu)化后237(5)爐的下錐體部位的適當位置設置有脫氮燃料噴嘴，以還原窯氣中的滿足環(huán)保要求。(6)爐的頂部設有氣固流反彈室，使氣固流產生碰頂反彈效應，延長物料在爐內滯留時間。(7)氣固流出口設置在爐上錐體頂部的反彈室下部。(8)爐容較DD爐增大，氣流、物料在爐內滯留時間增加，有利于燃料完全燃燒和碳酸鹽分解。(5)爐的下錐體部位的適當位置設置有脫氮燃料噴嘴，以還原窯氣238第9章-分解爐-優(yōu)質課件239TSD分解爐TSD分解爐240TWD分解爐TWD分解爐241TFD分解爐TFD分解爐242TTD分解爐TTD分解爐243三噴騰效應：TTF爐固氣停留時間比（tm/tg=4.8）大，在相同爐容下，爐流場大大優(yōu)化，物料停留時間長，有利于煤粉的充分燃燒及生料充分分解；喂料方式：上下料點合理分料，分解爐中部局部溫度可達1300℃，可大幅提高煤粉燃燒效果；高溫區(qū)間設計1.5s，可保證劣質煤及無煙煤的充分燃燒；物料置于三次風正上方，可充分分散，分解爐物料分布均勻，流場更合理，同時可減少錐部塌料，分解爐的壓損可大幅減少，系統(tǒng)阻力相應降低；三噴騰效應：TTF爐固氣停留時間比（tm/tg=4.8）大，244喂煤方式：二通道對稱四點噴入，優(yōu)化分解爐溫度場；通過燃料分級及三次風的分級設置，分解爐的下柱段有較大脫硝空間，同時分解爐出口管道預留噴氨位置，根據實際情況可滿足更嚴格的環(huán)保排放要求等；分解爐中柱段預留設置廢棄物處置口，可滿足一定要求的廢棄物處置；增設后置管道：適當增加分解爐爐容，方便與C5筒連接，降低塔架高度；可操作性：分解爐操作簡單，對燃原料適應強。喂煤方式：二通道對稱四點噴入，優(yōu)化分解爐溫度場；通過燃料分級2459.3.10NC分解爐系列9.3.10NC分解爐系列246第9章-分解爐-優(yōu)質課件247第9