第六章窯外分解爐

1、第五章 窯外分解爐第一節(jié) 將分解反應(yīng)移向窯外 窯外分解煅燒技術(shù)通常是指在懸浮預(yù)熱器與回轉(zhuǎn)窯之間，增設(shè)一個(gè)分解爐或利用窯尾煙室管道，在其中加入30%60%的燃料，使燃料的燃燒放熱過(guò)程中與生料的吸熱分解過(guò)程同時(shí)，在懸浮或流化態(tài)下極其迅速地進(jìn)行，使生料在入回轉(zhuǎn)窯前基本上完成分解反應(yīng)，而使窯系統(tǒng)效率大大提高。1、熟料形成的工藝特點(diǎn)2、回轉(zhuǎn)窯對(duì)工藝要求的適應(yīng)性3、回轉(zhuǎn)窯熱工布局4、窯外分解技術(shù)的產(chǎn)生第二節(jié) 分解爐的結(jié)構(gòu)和工藝流程一、分解爐的結(jié)構(gòu)n二、預(yù)分解窯的工藝流程三、分解爐的分類(lèi)1、按廠名分類(lèi)SF型日本石川島公司MFC型日本三菱公司RSP型日本小野田KSV型日本川琦公司FLS型丹麥?zhǔn)访芩笵D型日本神

2、戶(hù)制鐵公司2、按分解爐內(nèi)氣流的主要運(yùn)動(dòng)形式分類(lèi)n旋流式、噴騰式、懸浮式及沸騰式、旋流噴騰式。n依靠“旋風(fēng)效應(yīng)”、“噴騰效應(yīng)”、“懸浮效應(yīng)”，“流態(tài)化效應(yīng)”。第二節(jié)，分解爐中的各種效應(yīng)第二節(jié)，分解爐中的各種效應(yīng)一、旋風(fēng)效應(yīng)旋風(fēng)效應(yīng)是旋風(fēng)型分解爐內(nèi)氣流作旋回運(yùn)動(dòng)，使物料滯后于氣流的效應(yīng)。懸浮于氣流的物料，由于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，受離心力的作用，顆粒和質(zhì)量較大的物料及氣流容易達(dá)到爐邊，與爐壁碰撞失速、墜落，至縮口再被氣流帶起，形成向前推動(dòng)的作用，前面的氣流將粉料留下，而后面的氣流又繼續(xù)推向前進(jìn)，總的運(yùn)動(dòng)趨向是還是順著氣流，但料粉的運(yùn)動(dòng)速度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)地落后氣流速度，造成物料在爐內(nèi)的滯留現(xiàn)象，料粉愈細(xì)，滯留愈短，料粉

3、愈粗，滯留愈長(zhǎng)。二、噴騰效應(yīng)二、噴騰效應(yīng)n噴騰效應(yīng)是分解爐或預(yù)熱器內(nèi)氣流 作噴騰運(yùn)動(dòng)，使物料滯后于氣流的效應(yīng)。n氣流的噴騰作用造成了由爐中心向邊緣的回旋運(yùn)動(dòng)，在噴騰口，進(jìn)入氣流的物料及煤粉被氣流吹起、懸浮，有的被直接拋向爐壁，沿壁下墜到喉口再被氣流吹起而作大循環(huán)，較小的顆粒，有的被氣流帶走，有的到達(dá)爐壁后進(jìn)入滯流層，處于爐上方直接被氣流帶走，處于爐下方的再進(jìn)入噴騰層而入氣流，而使物料滯后于氣流 。三、影響旋風(fēng)、噴騰效應(yīng)的因素1、氣體流動(dòng)的速度2、爐筒的直徑3、料粉質(zhì)量4、氣體溫度及料粉濃度四、各類(lèi)分解爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)n1、KSV分解爐n（1）、KVS分解爐的結(jié)構(gòu)：是由下部噴騰層及上部的渦流室兩個(gè)部

4、分組成。n（2）、工作原理：從冷卻機(jī)來(lái)的三次風(fēng)分兩路入爐。一路從爐底部以2530m/s的速度噴入形成噴騰床；另一路從圓筒體的最下部以20m/s的速度沿切線方向入爐，以便加強(qiáng)氣流與生料的混合。在大型窯中，這兩路三次風(fēng)管之比為6 4或7 3。由爐底部噴入的三次風(fēng)入爐形成上升氣流，并且在倒錐處由于斷面的擴(kuò)大，產(chǎn)生渦流。爐內(nèi)的截面風(fēng)速為810m/s。窯尾的廢氣從爐圓筒部分中間偏下部位，以切線方向進(jìn)入。燃從爐圓筒體幾個(gè)不同的方向高度噴入。n生料也分兩路入爐。生料約有75%從爐圓筒部分與三次風(fēng)切線進(jìn)口的交界處進(jìn)入，使生料和氣體充分混合并在上升氣流作用下形成噴騰床。生料隨氣流流動(dòng)在噴騰床停留一定時(shí)間后，進(jìn)入

5、渦流室，并通過(guò)排氣口進(jìn)入最低一級(jí)的旋風(fēng)筒內(nèi)。同時(shí)為了防止入爐管道內(nèi)的黏結(jié)堵塞，有25%從煙道上部加入，以吸收煙氣的熱，如果煙氣溫度不高，加入生料的量可相應(yīng)減少。2、DD分解爐nDD分解爐可分為四個(gè)區(qū)n（1）、還原區(qū)（區(qū)）：包括咽喉部分和最下部分錐體。咽喉部分是DD分解爐的底部，直接接在窯尾煙室之上，窯尾煙氣通過(guò)咽喉直吹向上，使生料噴騰進(jìn)入爐內(nèi)。取消了上升煙道，不會(huì)產(chǎn)生煙道的堵塞。n爐內(nèi)在較低的溫度下（900）燃燒故C5廢氣中NOx較低，為了進(jìn)一步除去NOx ，在區(qū)錐體側(cè)面裝幾個(gè)除NOx 的噴嘴（大約為總?cè)剂系?0%）噴出。此處在缺氧的窯氣中燃燒，產(chǎn)生高濃度的還原氣體CO、H2和CH4同廢氣中的

6、NOx 發(fā)生下列反應(yīng)。n2CH4 + 4NO2 2N2+ 2CO2+4H2On4H2 + 2NO2 N2 + 4H2O n4CO + 2NO2 N2 + 2CO2n該區(qū)主要作用是把有害氣體NOx 還原為無(wú)害的N2 稱(chēng)為還原區(qū)n（2）、燃料裂解和燃燒區(qū)（區(qū)）：中部偏下區(qū)。從冷卻機(jī)來(lái)的高溫三次風(fēng)，由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)風(fēng)管?chē)娙霠t內(nèi)（區(qū)），風(fēng)量由操作情況來(lái)控制。兩個(gè)主要燃料噴嘴，裝在三次風(fēng)進(jìn)口的頂部，燃料噴入?yún)^(qū)富氧區(qū)立即在爐內(nèi)湍流中裂解和燃燒。產(chǎn)生的熱量迅速傳給生料，氣料進(jìn)行高效的熱交換，和料迅速分解。n（3）、主要燃燒區(qū)（區(qū)）在中部偏上到縮口，主要作用是燃燒燃料和把產(chǎn)生的熱傳給生料，生料吸熱分解，使溫度保持在

7、850900，生料和燃料混合、分布均勻，沒(méi)有明顯火焰的熱點(diǎn)，區(qū)內(nèi)溫度低，用氣相譜儀對(duì)氣體分析，發(fā)現(xiàn)90%的燃料在（區(qū)）中燃燒，稱(chēng)為主燃燒區(qū)。n（4）、全燃燒區(qū)（區(qū)）爐頂部圓筒體，主要作用是使未燃燒的10%左右的燃料繼續(xù)燃燒并促進(jìn)分解。n氣體和生料通過(guò)區(qū)和區(qū)間縮口向上噴騰直接沖擊到爐頂棚，翻轉(zhuǎn)向下到出口，使氣料攪拌和混合，達(dá)到完全燃燒和熱交換。nDD分解爐設(shè)置氣料反彈室，有利于氣料產(chǎn)生攪拌和混合，增加了氣料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，達(dá)到完全燃燒和改善熱交換，防止?fàn)t內(nèi)的偏流現(xiàn)象。爐下對(duì)稱(chēng)的三次風(fēng)管以及頂部?jī)筛鲲L(fēng)管，都是向爐心徑向安裝，有利于產(chǎn)生良好的噴騰運(yùn)動(dòng)和降低爐內(nèi)壓力。n此外4個(gè)主噴嘴，從三次風(fēng)管上

8、部?jī)蓚?cè)直接噴入三次氧氣流中，點(diǎn)火條件好，適合劣質(zhì)煤。3、SF分解爐n是日本石川島公司（IHI）開(kāi)發(fā)的第一臺(tái)分解爐，結(jié)構(gòu)及爐內(nèi)溫度分布如圖，SF分解爐上部是圓柱體，下部是錐體，三次從最下部切向吹入，同窯尾排出煙氣混合，以旋流方式進(jìn)入爐內(nèi)，3個(gè)噴油嘴和C3旋風(fēng)筒卸出的生料喂料口都設(shè)在分解爐頂部。后改為下部。N-SF分解爐n在NF分解爐的基礎(chǔ)上改進(jìn)，二者對(duì)比如圖n（1）、將噴油嘴下移至旋流室頂部，以一定角度向下吹。直接吹入三次風(fēng)中，其含氧濃度高，易點(diǎn)火。n（2）、喂料口下移，分為兩部分，一部分在到窯尾的上升煙道內(nèi)、爐內(nèi)錐體下部。n（3）、取消了SF分解爐的縮口，采用加生料來(lái)平衡窯與分解爐內(nèi)的壓力。C

9、-SF分解爐n將側(cè)面出改為頂部渦室出口。為使氣料產(chǎn)生噴騰效應(yīng)，在渦室下部設(shè)縮口，克服氣流和短路現(xiàn)象，增設(shè)管道長(zhǎng)度。5、MFC分解爐n結(jié)構(gòu)如圖圓筒體由鋼板卷成，內(nèi)部鑲有隔熱和耐火磚，下部有流化床，硫化床下部有一個(gè)空氣室，設(shè)有進(jìn)口風(fēng)，流態(tài)化風(fēng)機(jī)鼓入高壓風(fēng)，通過(guò)噴嘴向流化層噴吹。nMFC分解爐工作原理：生料從第二級(jí)旋風(fēng)筒喂入，三次風(fēng)一部分降到350以下，經(jīng)高壓風(fēng)機(jī)和流態(tài)化噴嘴入流化床底部；大部分進(jìn)入分解爐內(nèi)流化床上部進(jìn)行燃燒，燃料喂入到流化床內(nèi)，與生料混合并進(jìn)行裂解，進(jìn)入流化床上部與三次風(fēng)繼續(xù)燃燒，經(jīng)鈄煙道與煙氣混合。N-MFC分解爐n1、流化層區(qū)n2、供氧區(qū)n3、稀薄流化區(qū)n4、懸浮區(qū)6、FLS分

10、解爐nFLS分解爐屬于噴騰型分解爐，爐體分上、中、下三個(gè)部分，上、下部各為倒錐和正錐形筒體，中部為圓柱形，生料從爐的下錐體上部喂入，燃料由下錐體中部喂入，燃燒的空氣由爐底中央插入，爐內(nèi)煙氣及懸浮的生料，通過(guò)上錐體進(jìn)入連接管道。SLC-S分解爐工藝流程n1、分解爐采用爐型，爐氣出口的“鵝頸”管道與最下級(jí)旋風(fēng)管與最下級(jí)旋風(fēng)筒連接，爐氣在上升煙道頂部與窯會(huì)合，共用一列預(yù)熱器和一臺(tái)風(fēng)機(jī)。n2、下料及下煤點(diǎn)與SLC分解爐相似。n3、由于排風(fēng)機(jī)需要抽吸窯和爐氣，因此需要平衡調(diào)節(jié)7、派朗克隆（Pyroclon）和普列波爾（Prepol）分解爐n特點(diǎn)： n（1）、以最后一級(jí)旋風(fēng)管的上升煙道作為預(yù)分解裝置。n（

11、2）、燃料燃燒需要的空氣既可以從窯通過(guò)，又可單獨(dú)的三次風(fēng)供給。n（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換。n（4）、煙道的高度根據(jù)燃料燃燒和物料停留時(shí)間定。8、交叉料流型分解爐n（1）、采用預(yù)熱器、窯兩列，窯氣稱(chēng)為窯（K）系列和爐氣稱(chēng)為爐（C）系列。n（2）、兩個(gè)系列氣流單獨(dú)通過(guò)，而生料交叉通過(guò)兩個(gè)系列的全部旋風(fēng)筒。n（3）、氣流中料粉濃度高。n（4）、為了降低阻力，K2、C2、K3、C3級(jí)采用臥式，K4、C4、K5、C5采用軸流式。n（5）、兩系列都有單獨(dú)的排風(fēng)機(jī)。9、TC分解爐n一、特點(diǎn)：n（1）、分解爐直接安裝在窯尾煙室上，窯氣以3040m/s噴射送入三次風(fēng)形成交叉流。爐與煙室之間縮口不設(shè)調(diào)節(jié)閥，爐中部設(shè)有縮口，保證爐內(nèi)氣固流產(chǎn)生二次“噴騰效應(yīng)”。n（2）、爐頂部設(shè)有氣固流反彈室，氣固碰頂反彈效應(yīng)。n（3）、三次風(fēng)切線入口設(shè)于下錐體的上部，使三次風(fēng)旋流入爐，三通道燃燒器設(shè)于三次風(fēng)入口上部，以便入爐燃料斜噴入三次風(fēng)氣流中迅速燃燒。n（4）、下部設(shè)四個(gè)不同高度喂料管，以利物料的分散