并流蓄热式双膛竖窑的热工特性及原理
并流蓄热式竖窑是用于煅烧石灰石、白云石、菱镁矿等矿石的轻烧窑,可采用煤粉、煤气、天然气,燃油为燃料。初期的竖窑为方形,后来逐渐发展成圆形。初期竖窑使用二支旋转烧嘴的燃烧方式,从1971年起采用了喷枪燃烧的方式。由于这种并犹蓄热式竖窑煅烧石灰的热耗量低,石灰质量好,尤其在窑的自动化控紨及开发以煤粉为燃料等方面又取得了新的进展后。在世界范围内得到了很大发展。并流蓄热式双膛竖窑的热工特性。
温度过低,则核心部位的CaCO3分解不完全;温度过高,则发生CaO过烧,这两种情况都会使石灰的活性降低.石灰石料块的分解吸热,以其煅烧开始时为最大,随着煅烧时间的继续,料块逐渐分解并向核心延伸,在其表面的CaO绝热层加厚,阻碍了热量传入核心从而使物料分解速度显著降低,此时,若烟气温度过高,很容易使CaO产生过烧。见图9-1石灰煅烧过程的热工特性表明,在煅烧初期,石灰石的分解需要吸收大量的热,随着炉料的向下移动,石灰石在逐步分解,石灰石需要吸收的热量却相应降低,而在煅烧结尾阶段,为了避免石灰的过烧,必须大幅度降低石灰的吸热率。这是较理想的加热制度。这种加热制度无法在逆流加热方式的竖窑中实现。 因为逆流加热的竖窑中石灰石允许的煅烧温度与热烟气之间的温差较大,容易导致窑内石灰的过烧,而采用并流蓄热式竖窑的加热系统可以实现开始煅烧时温差大,煅烧结尾时温差较小的要求,因而能缎烧出高质量的活性石灰。
由于并流蓄热式竖窑具有合理的煅烧石灰的热工特性,生产出的活性石灰质量才会较高。通常条件下,活性石灰的活性度达350mL以上(以4mol/ml,5min滴定值),石灰CO2含量在2%以下之。这种窑采用了蓄热换热系统,使窑的烟气废热能得到充分的利用,单位产品的热耗量波动范围在3558.78-3977.46/kg石灰,是所有殁烧石灰的窑炉中热耗最低的。并流蓄热式竖窑工作原理
图9-2所示表明了并流蓄热式双膛竖窑的结构和工作原理。图中A和B两个窑膛在缎烧带底部相互联通,物料沿两个窑膛分别向下运行。在窑膛A缎烧对,燃烧空气和燃料在窑脖A中与物料并流,使最热的火焰与温度较低且吸收热量最大的物料接触,相对而言,温度较低的燃烧气体与逐步煅烧好的物料接触,以达到均匀缎烧条件.且取得很高的热效率,燃烧后的产物与物料分解出的CO2经连接通迶进入窑膛B,此时窑膛B作为蓄热窑膛,窑膛中的石灰石从废气中吸收热量,同时使废气冷却到较低温度,物料蓄积的热量,在下一周期时用于加热参加燃烧之前的助燃空气在这种情形下窑膛A为燃烧窑膛,体现了并流特点,窑膛B为蓄热窑膛,体现了菩热特点。下一周期将相互轮换、即窑膛A成为蓄热窑膛,窑控B成为燃烧窑膛。如此循环往复,石灰石得以连续拨烧。
一般来说,每一周期延续12-15min,然后停向窑内供空气和燃料,以便换向进行下一循环。换向过程约需要1min,在换向期进行下列操作:
(1)石灰石装入一个窑膛(现有的操作模式可在煅烧期间加料);
(2)烧成石灰从各窑膛下部料斗中卸出;
(3)燃料流换向.住另一窑膛供送燃料;
(4)燃烧空气与废气换向。窑的缎烧过程和换向过程均由PLC计算机系统检测和控制。