窯外分解窯分解爐種類和結構.ppt

5 窯外分解窯,特點：在旋風預熱器系統(tǒng)中安裝一個分解爐。 分解爐的工作原理：在分解爐中同時通入預熱后的生料、一定量的燃料及適量的熱空氣。在900以下的溫度（有的分解爐其最高燃燒溫度可達1000 左右），使生料、燃料處于懸浮或沸騰狀態(tài)下，進行無焰燃燒，同時高速完成傳熱與碳酸鈣的分解過程;在幾秒鐘內(nèi)。生料的碳酸鈣分解率就可達8595%（五級預熱器與分解爐一般均超過90%)。生料預熱后的溫度約為820860，一般不超過860。分解爐內(nèi)可以使用液體或 氣體燃料、也可用煤粉作燃料。 粉料在氣流中分散、燃料的燃燒、CaCO3的分解,各類典型分解爐結構特征 （1）NSF與CFF爐,NSF爐的特點： 三次風以強旋流與上升窯氣在渦旋室混合迭加形成迭加湍流運動,強化了粉料的分散與混合;, 燃料分別由幾個噴咀自渦旋室頂側(cè)向下斜噴入熱氣流中,進行初步燃燒;再隨氣流一道進入反應室,反應室底部是主要燃燒區(qū),由于高效混合防止了不完全燃燒,可使空氣過剩系數(shù)降低1.52.0%。 生料(自C3來)可分兩部分加入，一部分從上升煙道中加入；另一部分從反應室錐體部分加入(見圖1-7),用以調(diào)節(jié)氣流量的比例,從而不需在煙道上設置縮口,同時也減少了在這一部位結皮的機遇。 為了使燃料能完全燃燒，開發(fā)了 CFF爐，其主要改進是分解爐上部設一縮口并使爐氣呈螺旋形出爐,其次是爐與預熱器聯(lián)接管道延長,（2）D-D爐 D-D爐的開發(fā)目的是降低能耗，優(yōu)化燃料燃燒比以降低NOx放量，同時節(jié)省工廠投資和操作費用, D-D爐的主要特點是 分解爐直接裝在窯尾煙室上,無中間聯(lián)接管道。窯氣噴射(30 40m/s)入爐與徑向 (或略偏)送入的三次風形成交叉流動(或略有旋轉(zhuǎn)流動),壓損小; 精心布置煤粉噴咀,合理控制氣氛,既保持低NOx生成,又保證燃料完全燃燒。如圖1-8所示,分解爐分四個區(qū)域作業(yè) 區(qū)還原區(qū),布置了一組 “De NOx (脫氮)噴咀,噴入10%左右煤粉,產(chǎn)生還原氣氛,使NOx含量減少。 區(qū)混合區(qū),煤粉通過兩個主噴咀由此區(qū)上部噴入。三次風由對稱的兩個入口徑向流入,充分混合防止局部過熱和結皮。這個區(qū)的特點是富氧氣氛,使燃料在此受熱,進行揮發(fā),裂解和部分燃燒反應。 區(qū)反應區(qū),C3來的熱生料在此入爐,煤粉在此進一步燃燒,與生料粉進行了有效的傳熱,使生料得以分解。此處爐溫保持在850900C。 區(qū)完全燃燒區(qū),下部有縮口，加強氣固混合,完成燃燒反應,并進一步提高分解率達90%。 D爐本身流動阻力僅600Pa,燃油時排放NOx僅110150ppm,燃煤時也只有350400ppm 0,（3）N-KSV分解爐 如圖1-9，這是川崎公司開發(fā)的噴騰與旋流相結合的爐型，其特點： 直接與窯尾煙室相接，下部錐形，窯氣作噴騰流動上升入爐；中部柱體，三次風以切向旋轉(zhuǎn)流入,中間設一道縮口、形成二次噴騰效應,最上面還設有縮口以促進混合。 分解爐也可分為四個作業(yè)區(qū)如圖1-9。 噴騰床主要燃料噴咀布置在這一區(qū)域,燃料在窯氣中開始燃燒,形成的NOx少。 旋渦室由于三次風切向送入,和C3來的部分熱生料,在此得到充分分散與混合,燃燒與分解反應得以強化,而且不致形成明火焰。為了調(diào)節(jié)的需要,在此設有輔助噴咀，可適當增加煤粉用量,調(diào)節(jié)控制爐溫在860 870C上下。 縮口區(qū)由于加速作用,形成了一種補充的次噴騰效應,其目的為進一步促進混合與反應。 混合室使氣固分散與均布得到強化,以完成燃燒反應和滿足分解率的要求。 為了進一步降低能耗,川崎公司又開發(fā)了KS-5分解爐系統(tǒng)。即采用5級旋風筒與上述 KSV爐相組合，其中C2、C3兩級選用了臥式旋風筒，其余各級旋風筒入口形狀也有改進,從而使全系統(tǒng)熱損失與動力消耗均有所下降。,（4）RSP分解爐 RSP分解爐(見圖1-10)是日本小野田公司開發(fā)，其主要特點是： 分解爐由三部分組成:即 旋流燃燒室（SB）三次風呈旋流運動進入,主要是使燃料分散和部分燃燒; 旋流分解室（SC）,三次風吹送來的熱生料和煤粉在此室也呈旋流運動，使煤粉進一步燃燒、生料受熱和部分分解; 混合室(MC)由SC室來的旋轉(zhuǎn)氣料流與噴騰而上的窯氣相迭加混合，繼續(xù)完成燃燒和分解反應。 混合室直接坐落在窯尾煙室上部,用斜管道與SC室相通。MC室噴騰喉部可裝可調(diào)閘板以控制窯氣與三次風相對流量。 三次風1015%由側(cè)向進入生料SB室與由頂部噴入的煤粉混合;90 85%的三次風由SC室上部旋轉(zhuǎn)入爐,并將C3來的熱生料攜帶進來,使之分散混合。 理論上講,RSP爐有個起預燃作用的SB室，能適應低品位或低揮發(fā)分燃料的燃燒。但實際上,燃料的特性在設計分解爐時就應作充分考慮,對于已投產(chǎn)的RSP爐,對燃料性質(zhì)的波動仍有所限制,（5）FLS分解爐 系丹麥F.L.Smidth公司所開發(fā),屬于純噴騰型的分解爐，鑒于水泥熟料生產(chǎn)所使用的原、燃料范圍的擴大，為了保證質(zhì)量和長期運轉(zhuǎn)，又要兼顧投資、操作、維修費用和環(huán)境保護等方面的要求,史密斯公司陸續(xù)開發(fā)了多種預分解系統(tǒng),如SLC離線式，即窯氣與分解爐氣各經(jīng)過一系列預熱器，互不干擾；又如ILC在線式，即三次風切向入分解爐錐體與底部噴騰而入的窯氣相混合等等,各具特點,分別適用于不同情況。 在此介紹應用較廣的一種離線式分解爐FLS-SLC型如圖1-11 這種分解爐的主要特點是: 爐型簡單,由圓柱體和兩個錐體組合而成。分解爐所用三次風由底錐噴騰送入。 煤粉噴咀裝在爐柱體與下錐聯(lián)接處,此系統(tǒng)煤粉是在純熱空氣中燃燒，爐溫比較高，煤粉燃燒燼度相對也較高。 C3來熱生料在分解爐上、中部分兩次加入,以調(diào)節(jié)爐溫。 風料自上錐口排出,可以軸向也可斜向排出。 兩個系列預熱器可以分別由兩臺風機驅(qū)動,便于控制。窯外4級筒排出的高溫生料,可以通過特殊的分料閥，分別送入分解爐或入窯,以調(diào)節(jié)入窯生料的分解率。 這種分解爐由于氣體流型單一,使生料和燃料在爐內(nèi)停留時間比較短(2.53.5s),因此相應要保持較高的爐溫，才能使反應趨于完成。,（6）N-MFC分解爐 系日本三菱公司所開發(fā),初期主要用密相流化床作為分解爐,后來為了進一步節(jié)能,改進了爐型的相對尺寸并改變?nèi)物L入爐的流型。新型的帶部分旋流風的分解爐系統(tǒng)如圖2-63。其主要特點是: 分解爐底部設有一截面不大的多孔板,用35kPa高壓風機鼓入流化風(占總風量810%), 建立生料與燃料的密相流化床區(qū); 煤粉噴咀設在流化床上部,C4來的生料自流化床側(cè)面加入,混合非常均勻,燃燒、換熱、分解反應開始進行,物料在床內(nèi)停留時間達2min之久。 三次風在分解爐下錐底部分,送入到流化料層上部,切向進入,形成一定的旋轉(zhuǎn)流,攜帶流化生料形成了渦流床區(qū)。充足的空氣,使反應激烈進行。 氣料流在經(jīng)過下錐部分變速形成了渦旋混合作用,促進了氣固傳熱與反應。 細長的柱體部分，使高溫氣流與粉料進一步均化形成了稀相懸浮態(tài)流動，完成要求的反應程度。自頂部排出，與出窯高溫氣體在上升煙道內(nèi)匯集，進一步完成燃燒與分解反應，再入C5氣固分離后,分解率達90%的熱生料入窯。 值得強調(diào)的是在N-MFC系統(tǒng)中,為了充分利用窯尾煙氣中的高溫熱量和過剩的氧氣,對分解妒本身的反應完成度有所控制。即強調(diào)了全系統(tǒng)的優(yōu)化組合,達到減少廢氣量,降低熱耗和NOx排放量的實效。為此MFC分解爐實際的爐溫控制較低,過?？諝庀禂?shù)也較小。,(7)Pyroclon型與Prepol型分解爐 PyrocIon系Pyro(高溫)與Cyclon(旋風筒)兩字縮寫的組合。系德國洪堡公司所開發(fā)。Prepol系Precalcining(預分解)與Polysuis(公司)兩字縮寫的組合,為德國伯力鳩斯公司所開發(fā)。 這兩種分解爐基本上大同小異,其共同的特點是: 不設專門的分解爐,利用窯尾與最低一級旋風筒之間的上升煙道,適當延長加高而作為分解爐用。因此結構簡單,阻力小。 燃料與經(jīng)預熱后生料均自上升煙道下部喂入,力求在氣流中充分分散,因此最好沿管道面能形成旋渦流動。 上升煙道中燃燒所需空氣,可以有不同供應方式：即全部由窯內(nèi)通過和全部由三次風管供應,也可以由窯氣和三次風管匯總供應。應根據(jù)具體倩況加以選擇。 為了攜帶粉料,上升氣流速度比較高,因此上升煙道的長度.要根據(jù)燃料燃燒和物料分解所需停留時間來加以確定。 兩類分解爐在窯氣與三次風流程設計以及煤粉噴咀和下料口位置的布置上,有多種組合，也派生出多種分解爐系統(tǒng): 如PyrocIon R(ReguIor)型,指出窯氣體與三