悬浮预热技术
理论分析及科学试验均说明，影响旋风筒流 体阻力及分离效率主要有两大因素： 一是旋风筒的几何结构 二是流体本身的物理性能 由于用于水泥工业悬浮预热装置的旋风筒， 其所处理的含尘气流的物理性能大致确定，故可 以利用对其理论研究和科学试验成果，对旋风筒 结构设计及影响其性能的主要技术参数进行选取， 再通过生产试验验证优化，进行旋风筒结构设计。
蜗壳式进风口可分为90° 180° 270°三种形式。 蜗壳式进风口可分为90°，180°， 270°三种形式。 如下图所示。新型旋风筒度采用270°大蜗壳进风口， 如下图所示。新型旋风筒度采用270°大蜗壳进风口，以 降低阻力。同时， 降低阻力。同时，蜗壳进风口有的由原来的平面改为倾 斜面，对防止积灰有良好作用。 斜面，对防止积灰有良好作用。
5.10旋风筒内筒结构 5.10旋风筒内筒结构
5.8 旋风筒直径与断面
旋风筒的结构，以圆柱体与圆锥的设计最为 重要，由于它们的尺寸及其比例不同而构成不同 类型的旋风筒在旋风筒各部尺寸的设计中，又大 多以圆柱体部分的直径D 多以圆柱体部分的直径D为基础，因此要首先确 定它的尺寸。
对其计算，一般有几种方法： 1.按排气管需要的尺寸，反推圆柱体直径； 1.按排气管需要的尺寸，反推圆柱体直径； 2.是以实验数据为基础，根据负荷系数； 2.是以实验数据为基础，根据负荷系数； (m2/m3/s)，即单位流量Q(m3/s)所需的有效横断面 /s)，即单位流量Q(m /s)所需的有效横断面 积； 3.根据旋风筒假想截面风速计算； 3.根据旋风筒假想截面风速计算； 4.各公司根据理论与经验推导的各种公式。 4.各公司根据理论与经验推导的各种公式。
流和粉尘的不同物理特性，主要表现在一个 是气态物质，质量较小，容易变形；另一个是固态 物质，质量较大，不易变形．所以，当含尘气流受 离心力作用，向旋风筒内壁浓缩时，它所受到的离 心力较气体大，因此粉尘在力学上有条件将气流挤 出，而浓缩于筒壁，而气流则贴附于粉尘层上。 当含尘气流运动时，粉尘给气流一个作用力， 可局部改变气流的运动状态；同时气流也给粉尘一 个反作用力，这就是气流对粉尘的阻力。这个阻力 的大小，直接影响粉尘浓缩沉降到旋风筒壁的难易。 粉尘所受的气流阻力有沿重力作用线反向作用的浮 力及沿离心力作用线反向作用的气流阻力两种。由 于气体的重力很小，故一般对浮力的作用可以忽略 不计。
通常采取的措施有以下10项。 通常采取的措施有以下10项。
1.加阻流型倒流板； 1.加阻流型倒流板； 2.设置偏心内筒(扁圆内筒或)靴形内筒； 2.设置偏心内筒(扁圆内筒或) 3.采用大蜗壳内螺旋入口结构； 3.采用大蜗壳内螺旋入口结构； 4.适当降低气流入口速度； 4.适当降低气流入口速度； 5.蜗壳底面做成斜面； 5.蜗壳底面做成斜面； 6.旋风筒采用倾斜入口及顶盖结构， 6.旋风筒采用倾斜入口及顶盖结构， 7.加大内筒面积； 7.加大内筒面积； 8.缩短内筒插入深度； 8.缩短内筒插入深度； 9.适当加大旋风筒高径比； 9.适当加大旋风筒高径比； 10.旋风筒下部设置膨胀仓等。 10.旋风筒下部设置膨胀仓等。
5.3 悬浮预热器的结构和功能
5.3.1悬浮预热器基本结构 5.3.1悬浮预热器基本结构 主要有旋风预热器及立筒预热器两种。现在 立筒预热器已趋于淘汰。预分解窑采用旋风预热 器作为预热单元装备。 构成旋风预热器的热交换单元设备主要是旋 风筒及各级旋风筒之间的联接管道（亦称换热管 道）。
5.3.2 悬浮预热器的主要功能
5.7.2 NC型新型旋风筒 NC型新型旋风筒
NC型高效低压损旋风筒的特点是旋风筒的 NC型高效低压损旋风筒的特点是旋风筒的 机构实际上采用了多心大蜗壳、短柱体、等角变 高过渡连接、偏锥放堵结构、内加挂片式内筒、 导流板、整流器、尾涡隔离等技术等。使开发设 计的旋风筒单体具有低阻耗(550~650Ｐa)、高分离 计的旋风筒单体具有低阻耗(550~650Ｐa)、高分离 效率（C 效率（C2~ C5：86%~92%；C1：95%以上）、低 86%~92%； 95%以上）、低 返混度、良好的防接拱堵塞性能和空间布置性能。
（4）适当降低旋风筒入口风速，蜗壳底边做 成斜面，适当降低旋风筒内气流旋转速度； （5）适当加大内筒直径，缩短旋风筒内气流 的无效行程； （6）旋风筒高径比适当增大，减少气流扰动； （7）旋风筒出口与连接管道选取合理结构型 式，减少阻力损失； （8）保持连接管道合理风速。 TC型旋风筒用于五级预热器系统，总压为 TC型旋风筒用于五级预热器系统，总压为 (4800±300)Pa，分离效率：C 92%~96%， (4800±300)Pa，分离效率：C1 92%~96%， C2～C4 87%~88%， 88%左右。 87%~88%，C5 88%左右。
5.6 新型旋风筒的结构优化改进
传统的老式旋风筒阻力较大，主要原因在于旋 风筒进口切向气流与筒内旋转气流的碰撞干扰，筒内 自由旋转流与强制旋转流使气、固两相流的流场不断 变化；气流在旋风筒锥体部位转向上升，以及旋风筒 内壁与两相流的摩擦损失等。 因此，近年来国内外学者针对传统旋风筒存在 的上述缺陷，采取各种改进措施，研制了许多新型高 效低压损旋风筒。各种新型旋风筒围绕降低旋风筒内 气流旋转速度，缩短气流在旋风筒内的无效行程，减 少进口气流与回流冲撞，减少气流不必要的搅动等方 面采取措施，以降低旋风筒阻力。来自5.5 旋风筒的功能和机理
（1） 旋风预热器的基本构造： 旋风预热器的基本构造： 由带锥形外圆筒、进气管、排气管、 排灰阀组成，与旋风分离器相近。 特殊的工作条件： （2）特殊的工作条件： 高温（350—1000℃ 高温（350—1000℃）；高粉尘浓度（含尘浓 度为80— 度为80—600g/NM3,筒中800—1000g/NM3）； 筒中800— 高负压（-500— 800水柱）； 高负压（-500—-800水柱）； 。
⑤撒料板：在上级筒的下料管和下级筒的 上升管道的连接处，为了使物料能在风管内很 好地分散，在上升管道设置撒料板，要伸入管 道一定距离。当物料落下后，沿板面撒开，然 后被上升气流进一步吹散。从而进一步提高换 热效率。其实质是增加生料与热气流之间的接 触面积。
旋风筒换热单元功能结构示意图
含尘气流在旋风筒内作旋转运动时，气流主 要受离心力、器壁的摩擦力的作用；粉尘主要受 离心力、器壁的摩擦力和气流的阻力作用。此外， 两者还同时受到含尘气流从旋风筒上部连续挤压 而产生的向下推力作用，这个推力则是含尘气流 旋转向下运动的原因。 由此可见，含尘气流中的气流和粉尘的受力 状况基本相同。但是由于两者物理特性不同，致 使两者在受力状况基本相同的条件下，得到不同 的运动效果，从而使得含尘气流最后得到分离。
充分利用回转窑及分解炉内排出的炽热废气 中所具有的热焓加热生料，使之进行预热及部分 碳酸盐分解，然后进入分解炉或回转窑内继续加 热分解，完成燃料烧成任务。因此它必须具备使 气、固两相能充分分散均布、迅速换热、高效分 离等三个功能。只有兼备这三个功能，并且尽力 使之高效化，方可最大限度地提高换热效率，为 全窑系统优质、高效、低耗和稳定生产创造条件。
（3）部件特点：与旋风分离器的差异 部件特点： ①为耐高温，在预热器内部均衬有耐 火材料。 ②为了消除热胀冷缩引起的膨胀应力， 在预热器系统上装有伸缩节（膨胀 节）。 ③由于粉尘浓度高，为防止工作中可 能发生的结皮和堵塞，对锥体的锥角要求 ＞65°， 并在锥体适当部位设置喷吹装置 和捅料孔，定期喷吹2-3㎏/cm2的高压空气 或人工捅料。
5.4 早期的悬浮预热器
早期悬浮预热器的种类较多，其分类方法主 要有以下三种： 1. 按制造厂商命名分类：早期有洪堡型、史 密斯型、多波尔型、维达格型、盖波尔型、ZAB 密斯型、多波尔型、维达格型、盖波尔型、ZAB 型等数种。 2. 按热交换工作原理分类：可分为同流热交 换为主、逆流热交换为主及混流热交换三种。 3.按预热器组成分类。有数级旋风筒组合式、 3.按预热器组成分类。有数级旋风筒组合式、 以立筒为主的组合式及旋风筒与立筒（或涡室） 混合组合式三种。
根据对各种悬浮预热器所用旋风筒的实例与 研究，早期老式旋风筒假想截面风速一般为３～ ５m/s，新型旋风筒一般为5～6m/s。如果假想截 m/s，新型旋风筒一般为5 6m/s。如果假想截 面风速过高，超过6.5m/s，虽然旋风筒结构较小， 面风速过高，超过6.5m/s，虽然旋风筒结构较小， 但势必引起系统阻力增大，对节能降耗不利。 中国TJ型新型旋风筒截面风速一般为 中国TJ型新型旋风筒截面风速一般为 3.5~5.5m/s，旋风筒高径比C 2.8~3.0， 3.5~5.5m/s，旋风筒高径比C1级2.8~3.0，C2～C5级 1.9~2.0。 1.9~2.0。
④下料管处装设重力排灰阀。因为旋风预热 器中旋风筒的主要作用是起气、料分高作用，其 次才是传热，而漏风将使收尘效率大幅下降。经 验证明若漏风量达5%时，旋风筒的分离效率将下 降约50%，故下料管的锁风十分关键，锁风阀可 分为双板重锤翻板阀或单板阀。一般双板阀平衡 性能高，锁风效果更好。 不论何种形式，总的要求是密闭性好，重量 轻，在高温多料条件下能保持灵活转动。
以上三种分类方法，第一种比较直观，第二、 三种虽然着眼角度不同，但密切关联。严格的说， 各种悬浮预热器都有同流及逆流的热交换效果， 都属于混流热交换设备，虽然由数级旋风筒组合 的预热器，物料同气流的热交换，主要是在各个 旋风筒（包括管道）发生，因此分类中称之为以 同流热交换为主的悬浮预热器。而在旋风筒与立 筒（或涡室）混合组成的预热器中，同流及逆流 两种热交换方式均起重要作用，故称之为混流热 交换型悬浮预热器。
5.2 悬浮预热窑系统的基本结构
悬浮预热窑的基本结构是在较短的回转窑后 装设多级悬浮预热器，使原来在窑内以堆积态进 行的物料预热及部分碳酸盐分解过程，移到悬浮 预热器内以悬浮状态进行，因此呈悬浮状态的生 料粉能与热气流充分接触，气、固相接触面大， 传热速度快、效率高，有利于提高窑的生产能力， 降低熟料烧成热耗。同时它尚具有运动部件少， 附属设备不多，维修比较简单，占地面积较小， 投资费用较低等优点。
第二节新型干法窑系统中预烧过程和设备
设置撒料装置是有利的。
Ⅰ
预热器
Ⅲ
回转窑 窑气
生料
Ⅱ Ⅳ
上长管道中的分散装置
下 料溜子
下料管管道分散装置源自闪动阀NC单板阀结构
锁风阀的作用及要求
主要作用是保持下料均匀畅通，又起密封作用，动作 必须灵活自如。要求：
⑴、阀体必须坚固、耐热，避免过热引起变形损坏； ⑵、阀板摆动轻巧灵活，重锤易于调整，既要避免阀
根据理论分析与计算还表明：
预热器废气温度随级数n的增加而降低，即回收 热效率有所提高。但它们之间不是线性关系，而是随 着n值增大、废气温度的降低趋势不断减小。也可以 说，级数愈多，平均每级所能回收的热量趋于减少。 反过来说物料预热升温曲线趋于平缓。
从理论上来讲，级数愈多，愈趋于可逆过程，能 量品位熵的损失愈小，愈合理。
影响旋风预热器预热效率的因素
因素之一：粉料在管道中的悬浮
保证悬浮效果的几项措施： （1）选择合理的喂料位置：
一般情况下，喂料点距出风管起始端应 有大于1m多的距离，此距离还与来料落差、 来料均匀程度、内筒插入深度以及管内气体 的流速有关。
(2)选择适当的管道风速
一般要求粉料悬浮区内的风 速在10—25m/s之间，通常要求大 于15m／s以上
C.气固分离
旋风预热器中气流所承载的粉体粒径很细，因此气 体流动状态对尘粒的运动起着决定性作用，对所能分离 的粉粒数量和大小有很大影响。
研究旋风预热器中气固分离问题，应着眼于气体流 动的流型、速度和压力分布等特征，给分析认识分离作 用提供依据。
其他因素如尘粒间的碰撞、凝聚、粘附和静电效应 均会对分离作用产生影响。
板开闭动作过大，又要防止物流发生脉冲，做到下料 均匀； ⑶、阀体具有良好的气密性，杜绝漏风； ⑷、支撑阀板的轴承要密封完好，防止灰尘掺入； ⑸、阀体各部件易于检修更换。
1新型干法水泥工艺的核心技术是悬浮预热和窑外分解
1新型干法水泥工艺的核心技术是悬浮预热和窑外分解。
2立磨作为生料磨，具有粉磨、烘干及选粉三位一体的工作过程3为加强分解炉内生料、煤粉在气流中的分散，延长物料在炉内的停留时间，通常采用各种效应来实现。
这些效应主要有旋风效应、喷腾效应、流态化效应和悬浮效应。
4悬浮预热器的每个单元必须同时具备悬浮分散、换热及气固分离三大功能。
5原料预均化堆场预均化的某本原理是平铺直取预均化堆场的的型式有圆形，矩形。
6蓖冷机的性能评价指标主要有热效率和冷却效率7球磨机转速不同，研磨体钢球存在三种运动状态：离心运动、抛落运动和倾泻运动。
8分解炉中如果煤粉悬浮不好，则燃烧速度慢，炉温将降低，物料分解率将降低。
9与前两代篦冷机相比，第三代篦冷机的特点是阻力篦板、单独脉冲供风、厚料层操作。
10隔仓板篦孔的排列方式主要可分为同心圆状和辐射状。
11各级预热器控制参数主要是调节参数和检查参数12隔仓板的作用是分隔研磨体、筛析物料、控制物料和气流在磨内的流速。
13快冷熟料的易磨性比慢冷熟料的易磨性好1分解炉的温度分布特点？1分解炉内温度常保持在850~950摄氏度之间2分解炉内的轴向及平面温度都比较均匀3炉内纵向温度由下而上逐渐升高但变化幅度不大4炉的中心温度较高边缘温度较低2如何提高生料的分散悬浮性？1选择合理的喂料装置2适当的管道风速3控制生料细度4喂料均匀性5在喂料口加装撒料装置3试述水泥预分解窑系统主要由哪几部分组成及作用。
悬浮预热器：充分利用回转窑和分解炉排出的废气余热加热生料是生料预热及部分碳酸盐分解。
分解炉：完成燃料的燃烧碳酸盐分解气固两相的输送混合换热传质等一系列过程、回转窑：燃料燃烧气体流动物料输送。
高效冷却机（篦冷机）：将回转窑卸出的熟料冷却到下游输送机贮存库和水泥磨所能承受的温度，同时回收高温熟料的余热，提高系统热效率和熟料质量。
煤粉燃烧器：4多通道煤粉燃烧器的技术特点？1火焰形状调整幅度大2一次空气用量少3燃烧强度高4对燃料适应性强5与两档短窑相匹配5回转窑窜动的原因和调整方法？1筒体的倾斜安装2基础沉陷不同3筒体的弯曲4轮带与托轮不均匀磨损5轮带与托轮接触面摩擦因数的变化方法：歪斜拖轮轴线法、改变摩擦因数法。
水泥厂悬浮预热窑外分解窑工艺与操作
水泥厂悬浮预热窑外分解窑工艺与操作要想正确驾驭水泥回转窑，首先要明白整个烧成系统内在的逻辑关系，同时要弄清楚回转窑系统工艺和设备的特性，把握好内在关联关系，才能够知己知彼百战百胜的操作好回转窑。
本文将通过烧成系统的工艺特性结合机械设备全面阐述水泥回转窑的生产与操作。
一、水泥厂工艺简介水泥生产过程分为三个阶段，即石灰质原料、粘土质原料、以及少量的校正原料，（经过破碎，按一定比例配合、磨细，制备为成分合适、质量均匀的生料，称之为第一阶段“生料粉磨”；然后将生料提升入悬浮预热器，经过碳酸盐分解后加入水泥窑中煅烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的水泥熟料，称之为第二阶段“熟料煅烧”；按照一定的比例熟料加入适量的石膏，有时还加入一些混合材料，共同磨细后为水泥，称之为第三阶段：水泥粉磨。
这就是大家简说的水泥生产过程：“两磨一烧”。
二、生料入库在探讨熟料煅烧之前，有必要先谈一下生料入库和入窑的联系。
入库生料一般情况有两股来料，一股是出生料磨的来料，一股是收尘系统的来料。
其中收尘系统的来料，本身也包含了两个方面，一是出回转窑一级旋风筒的废气带走的窑灰；二是生料磨系统废气带走的物料。
还有另一种情况存在，就是收尘系统的来料全部入窑，一般情况下就是生料磨入库提升机停的应急情况下使用。
其中三股来料的生料率值因各厂的原燃材料不同，特别是回灰各不相同，主要是受原材料密度不同，带回的料不同，不过普遍认为窑灰来料KH高，生料磨系统的收尘灰则反之。
并且窑灰和收尘灰来料不均，忽大忽小，直接入窑会影响窑系统的稳定性。
所以说窑灰、收尘灰和出磨生料一起同时入均化库是首选。
三、生料出库生料均化库工作原理是：“料流漏斗，重力结合”。
库中心结构为一大圆锥，库底圆锥周围的环行区被分成向库中心倾斜的七块扇形区，在每块扇形区内又分为四个环行小区，每个小区内装有十条充气箱，充气时生料被充气箱上的气流吹松动后，通过圆锥体下部的出料口，进入充气内区又一次被吹松均化，进入中心下料区经手动螺旋闸门、气动开关阀、电动流量控制阀及卸料斜槽进入库底中央的均化仓内。
悬浮预热器窑的节能技术改造
内蒙 古石
悬浮预热 器窑的节能技术 改造
呼 志 刚
（ 内 蒙 古 蒙 西 水 泥 股份 有 限公 司 ， 内 蒙古 呼 和 浩 特 ０ １ ０ ０ ２ ０ ）
摘
要： 针 对鸟 海蒙 西水 泥有 限公 司悬浮预 热器 窑进 行 的节能技 术 改造 ， 经过 几年 的运行 数据分析
主 要 研 究方 向 ： 水泥厂工程建设 ， 生产、 企划 、 项 目、 投 资 的 管 理 以及 技 术 、 质量 、 科研的开发管理＿ Ｔ － 作。
２ ０ １ ３ 年第 １ ２ 期
能够满 足需 求 。
３ ． ２ 供 水供 电
呼 志 刚 悬 浮预 热 器 窑 的 节 能技 术 改 造
国家 发改委 发 布我 国建材 工业 经济形 势分 析报 告， 在科 学总结 归纳 经验 的基础 上 ， 明确 了建材 行业
的三大发 展重点 ： 着力 推进 技术 进 步和 自主创新 ， 加
率 。因此 急需进 行改造 。
２ ． ２ 出磨 生料质 量 差 该 企业 有 １台 巾 ２ ． ４ ×８ ｍ 闭路 生料磨 ， 其 配料采
影 响熟 料煅 烧及熟 料 的产质 量 。
现 又好又快 地发 展 。结 合 蒙西水 泥在 区域 市场 的领 袖 地位 ， 加 快装 备技 术升级 ， 淘 汰落后 生产 力势在 必
行。
为提高 企业 的水 泥生产 能力 ， 降低成 本 ， 增加经 济 效益 ， 决定 以较小 投 资将现 有Ｏ２ ． ９ ／ ２ ． ５ ×４ ２ ｍ“ 邗 江型” 回转 窑 改成 窑 外分 解 窑 ， 采用 技术 为 “ 新 型窑 外 分解 系统 ” 。 根据 现场实 际情 况 ， 因地 制宜 ， 精 心设
熟料-设备-悬浮预热器-旋风筒
旋风筒结构
换热原理
(schematic)
Counter current (shaft stage)
Co-current (cyclone stage)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
典型的最顶级旋风筒
中间旋风筒
旋风筒的结构组成-内筒、翻板阀
Manufacturing Workforce Training 生产人员培训
Manufacturing Workforce Training 生产人员培训
工作区域:
范围: 模型: 培训单元:
熟料生产
设备 悬浮预热器 旋风筒
单元内容：
• 旋风筒的用途 • 功能描述 • 不良工作状况 • 故障原因 • 预防措施 • 安全防护
带4个旋风筒的预热系统
带5个旋风筒的预热系统
窑预热器系统
窑预热器系统
功能描述
• 旋风筒由进风管、蜗壳、锥体和内筒组成。 • 含有悬浮物料的高温气体 通过旋风筒（由ID
风机产生的拉力）， 在离心力作用下，物料 向旋风筒内壁移动、收集，经过锥部下滑到 下料管和翻板阀。 • 提高分离效率的途径：
旋风筒的结构组成-进风口、蜗壳
旋风预热器尺寸
Typical Dimensions
25 max
βmax 65 L min 2,5m h H2
3 d D1
2 c 0,5m
温度和压力示意图
不良工作状况
• 气料分离效率低 粉尘循环严重 热耗增加
• 堵塞撒料板上的下料管道可能导致停 窑 增加物料循环
• 压降增大 能耗增加 产量降低
材料工程技术专业《知识点技能点注释(悬浮预热及预分解技术)》
悬浮预热及预分解技术
知识点注释
#悬浮预热技术#指低温粉体物料均匀分散在高温气流中，在悬浮状态下进行热交换，使物料得到迅速加热升温的技术。
#悬浮预热器的结构与功能#目前在预分解窑系统中使用的悬浮预热器主要是旋风预热器，构成旋风预热器的热交换单元主要是旋风筒及各级旋风筒之间的连接管道换热管道。
主要功能是实现气固充分分散、迅速换热、高效别离。
#预分解技术#预分解或称窑外分解技术是指将已经过悬浮预热后的水泥生料，在到达分解温度前，进入到分解炉内与进入炉内的燃料混合，在悬浮状态下迅速吸收燃料燃烧热，使生料中的碳酸钙迅速分解成氧化钙的技术。
#分解炉的结构与功能#分解炉按炉内气流运动方式来分：主要有四种根本类型：即涡旋式、喷腾式、悬浮式及流化床式。
在这四种型式的分解炉内，生料及燃料分别依靠“涡旋效应〞、“喷腾效应〞、“悬浮效应〞和“流态化效应〞分散于气流之中。
由于物料之间在炉内流场中产生相对运动，从而到达高度分散、均匀混合和分布、迅速换热、延长物料在炉内的滞留时间，到达提高燃烧效率、换热效率和入窑物料碳酸盐分解率的目的。
技能点注释
#绘制预分解系统工艺流程图#重点是悬浮预热和预分解系统的工艺流程，在流程图中标注清楚气、固运动方向，掌握生料
和气流在预分解系统的运动情况。
同时，通过绘制流程图掌握各工艺阶段所用设备的根本结构。
#绘制分解炉结构简图#通过绘制几种有代表性的分解炉炉型，掌握分解炉的根本结构，了解分解炉设计的根本要求，并能够表述分解炉的根本工作原理。
材料工程技术专业《教学设计(悬浮预热及预分解技术)》
反思
通过flash动画演示，教学效果良好，学生根本能掌握所学内容。如果能在该环节安排企业参观或企业实习，到达理论与实践结合，效果会更好。
学习
资源
①教学录像；②演示文稿；③习题作业〔含答案详解〕；④教学案例〔中条山新型建材和潞城卓越水泥厂预分解系统技术参数〕；⑤媒体素材〔9个flash动画〕；⑥电子教材；⑦学生作品〔绘制的分解炉结构简图〕。
课后
作业
①什么是悬浮预热技术并说明之？②什么是预分解技术？预分解窑有什么特点？③分解炉内气流的主要运动形式有哪些分别产生了何种效应并绘制代表炉型的结构图？④四种主要的新型分解炉各有什么特点⑤分解炉和窑的连接方式有哪些各有什么特点
悬浮预热及预分解技术
教学设计
单元名称
知识目标
能力目标
①了解预热器和分解炉在水泥生产中重要地位；
②掌握新型干法水泥生产的核心技术--悬浮预热和预分解技术；
③掌握悬浮预热器和分解炉的结构、功能。
①会绘制预分解系统的工艺流程图，并标注气流、物料运动情况。
②到企业生产现场，能认知相关设备。
教学
重点
难点
教学重点：悬浮预热技术和预分解技术；预热器、分解炉的结构和功能。
教学难点：预分解系统工艺流程图绘制。
教学
内容
①新型干法水泥生产；
②悬浮预热技术；
③旋风式悬浮预热器的结构与功能；
④预分解技术及预分解窑的特点；
⑤分解炉；
⑥分解炉与窑的连接方式。
教学活动
〔教学建议〕
利用多媒体的教学手段，通过新型干法水泥生产技术的介绍引出本单元的主要内容：悬浮预热和预分解技术。悬浮预热局部在介绍技术核心的根底上讲解实现该功能的主要设备旋风式悬浮预热器，介绍其中一个换热单元的内容，而对于整个预热系统通过布置绘制流程图的任务和课堂辅导完成。分解炉局部通过选取几种有代表性的炉型进行讲解其结构，布置绘制结构图的任务，使学生掌握预分解技术的技术核心、工作原理。
影响预热器换热效率及收尘效率的因素教学内容
影响预热器换热效率及收尘效率的因素一、悬浮预热技术的优越性干法回转窑生产水泥熟料，生料的预热、分解和烧成过程均在窑内完成。
回转窑作为烧成设备，由于它能够提供断面温度分布比较均匀的温度场，并能保证物料在高温下有足够的停留时间，尚能满足要求。
但作为传热、传质设备则不理想，对需要热量较大的预热、分解过程则甚不适应。
这主要由于窑内物料堆积在窑的底部，气流从料层表面流过，气流与物料的接触面积小，传热效率低所致。
同时，窑内分解带料粉处于层状堆积态，料层内部分解出的二氧化碳向气流扩散的面积小、阻力大、速度慢，并且料层内部颗粒被二氧化碳气膜包裹，二氧化碳分压大，分解温度要求高，这就增大了碳酸盐分解的困难，降低了分解速度。
悬浮预热技术的突破，从根本上改变了物料预热过程的传热状态，将窑内物料堆积态的预热和分解过程，分别移到悬浮预热器和分解炉内在悬浮状态下进行。
由于物料悬浮在热气流中，与气流的接触面积大幅度增加，因此传热速度极快，传热效率很高。
同时，生料粉与燃料在悬浮态下，均匀混合，燃料燃烧热及时传给物料，使之迅速分解。
因此，由于传热、传质迅速，大幅度提高了生产效率和热效率。
二、悬浮预热窑的特点悬浮预热窑的特点是在长度较短的回转窑后装设了悬浮预热器，使原来在窑内以堆积态进行的物料预热及部分碳酸盐分解过程，移到悬浮预热器内以悬浮状态进行，因此呈悬浮状态的生料粉能与热气流充分接触，气、固相接触面大，传热速度快、效率高，有利于提高窑的生产能力，降低熟料烧成热耗。
同时它尚具有运动部件少，附属设备不多，维修比较简单，占地面积较小，投资费用较低等优点。
三、悬浮预热器的构成及功能悬浮预热器主要有旋风预热器及立筒预热器两种。
现在立筒预热器已趋于淘汰。
预分解窑采用旋风预热器作为预热单元装备。
构成旋风预热器的热交换单元设备主要是旋风筒及各级旋风筒之间的联接管道（亦称换热管道）。
悬浮预热器的主要功能在于充分利用回转窑及分解炉内排出的炽热气流中所具有的热焓加热生料，使之进行预热及部分碳酸盐分解，然后进入分解炉或回转窑内继续加热分解，完成熟料烧成任务。
悬浮预热器与分解窑陈德玉
DD炉 （喷滕式）
TJ院开发的系统分解炉
在引进DD炉基础上，针对 燃煤状况，研制开发。
南京院开发的NC－SST型炉(或NST炉)
在ILC炉等基 础上开发创新
成都院开发的CDC型炉
在分析研究 N-SF炉研发
分解炉与窑的连接方式
同线型
分解炉直接坐落在窑尾烟 室之上，称为同线型分解 炉。这种炉型实际是上升 烟道的改良和扩展。它具 有布置简单的优点，窑气 经窑尾烟室直接进入分解 炉，由于炉内气流量大， O2含量低，要求分解炉具 有较大的炉容或较大的 Kτ值（固气滞留时间 比）。这种炉型布置简单、 整齐、紧凑，出炉气体直 接进入最下级旋风筒，因 此它们可布置在同一平台， 有利于降低建筑物高度。 同时，采用“鹅颈”管结 构增大炉区容积，亦有利 于布置，不增加建筑物高 度。
6.5.2 预分解窑
简介：预分解窑或称窑外分解窑。是70年代以 来发展起来的一种能显著提高水泥回转窑产量 的煅烧新技术。它是在悬浮预热器和回转窑之 间增设一个分解炉，把大量吸热的碳酸钙分解 反应从窑内传热速率较低的区域移到单独燃烧 的分解炉中进行。
预分解炉基本原理
在分解炉内同时喂入经预热后的生料、一定量 的燃料以及适量的热气体，生料在炉内呈悬浮 或沸腾状态。在900℃以下的温度，燃料进行无 焰燃烧，同时高速完成传热碳酸钙分解过程。
预分解炉分类
按作用原理可分：旋流式、喷腾式、紊流式、 涡流燃烧式和沸腾式等多种。
分解炉结构
SF、N-SF型分解炉（旋风式）
预分解炉是燃料燃烧、热量交 换和分解反应同时进行的新型 热工设备。
SF
N－SF
RSP（涡流燃烧式）
FLS 型（喷滕式）
MFC型（沸腾式）
该炉分四个区： (1)流化层区 (2)供气区 (3)稀薄流化区 (4)悬浮区
水泥悬浮预热器的工作原理
水泥悬浮预热器的工作原理水泥悬浮预热器是水泥生产过程中的关键设备之一，它主要用于提高水泥窑炉的热效率和降低能耗。
水泥悬浮预热器的工作原理可以简单描述为：通过高温烟气与原料进行热交换，将烟气中的热能传递给原料，从而提高原料的温度，为窑炉供热。
我们需要了解一下水泥悬浮预热器的结构。
一般来说，水泥悬浮预热器由热风室、旋风管和悬浮管等部分组成。
热风室是烟气与原料进行热交换的主要区域，旋风管用于分离烟气中的尘埃颗粒，而悬浮管则用于将原料悬浮在热风中，增加其与烟气的接触面积。
在水泥生产过程中，石灰石和粘土等原料需要在窑炉中进行高温煅烧，以产生水泥熟料。
而水泥悬浮预热器的作用就是在熟料进入窑炉之前，通过预热的方式提高原料的温度，从而节约能源。
具体来说，水泥悬浮预热器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 烟气进入热风室：烟气从水泥窑炉中排出，并经过净化处理后进入水泥悬浮预热器的热风室。
烟气的温度通常在800℃至900℃之间。
2. 烟气与原料进行热交换：烟气在热风室中与原料进行热交换。
原料首先经过破碎和磨细处理后，以颗粒状的形式进入热风室。
烟气中的热能被传递给原料，使其温度逐渐升高。
3. 烟气的净化：在热风室中，烟气经过旋风管的作用，使其中的尘埃颗粒被分离出来，从而净化烟气。
净化后的烟气再次进入热风室，进行循环利用。
4. 原料的预热：原料在热风室中被烟气加热，温度逐渐升高。
通过调整烟气的温度和流速，可以控制原料的预热温度，以适应窑炉的煅烧要求。
5. 原料的悬浮：在热风室中，原料通过悬浮管被悬浮在热风中。
悬浮管通常是一个倾斜的管道，其一端与热风室相连，另一端下垂进入窑炉。
原料在悬浮管中受到热风的冲击和搅拌，使其与烟气充分接触，增加热交换效果。
通过水泥悬浮预热器的工作，原料的温度可以从室温升至约800℃至900℃。
这样，原料进入窑炉后，所需的煅烧能量就会明显减少，从而降低了窑炉的能耗。
同时，水泥悬浮预热器还可以减少烟气中的有害物质排放，起到环保的作用。