新型干法窑系统中预烧过程和设备之预热器
新型预分解窑干法工艺
新型预分解窑干法工艺【新型预分解窑干法工艺】**一、引言**亲爱的朋友们，今天咱们来聊聊一种特别厉害的工艺——新型预分解窑干法工艺。
这可真是个了不起的东西，在现代工业中发挥着巨大的作用。
那它到底是怎么一回事呢？接下来，就跟大家好好说道说道。
**二、历史**1. 早期探索其实啊，水泥生产工艺的发展可不是一蹴而就的。
在很久以前，人们生产水泥的方法简单又粗糙。
那时候，生产效率低，质量也不稳定。
比如说，早期的水泥生产就像是在黑暗中摸索，没有明确的方向和有效的方法。
2. 逐渐发展随着工业革命的推进，技术不断进步，水泥生产工艺也慢慢有了改进。
一些新的想法和尝试开始出现。
这就好比我们在走路，一开始走得歪歪扭扭，但是慢慢地找到了一些窍门，步伐变得越来越稳。
3. 新型预分解窑干法工艺的诞生直到新型预分解窑干法工艺的出现，才真正带来了一场革命。
它集合了众多先进的技术和理念，让水泥生产发生了质的飞跃。
说白了就是，以前是小打小闹，现在有了一套成熟、高效、科学的方法。
**三、制作过程**1. 原料准备要进行这个工艺，首先得准备好原料。
就像我们做饭，得先把食材准备齐全。
比如石灰石、黏土、铁矿粉等，这些都是重要的“食材”。
而且这些原料的质量和比例那可得把控好，不然做出来的“饭”可就不好吃啦，也就是生产不出高质量的水泥。
2. 生料粉磨准备好原料后，就要把它们磨成细细的粉。
这个过程就像是把大块的食物磨碎，方便后续的“加工”。
通过专门的磨机，把原料磨得又细又均匀，为下一步做好准备。
3. 预热分解接下来，就是关键的预热分解环节啦。
生料粉被送入预热器和分解炉中。
这就好比给生料粉先来个“热身运动”，让它们在进入高温环境之前，先适应一下，做好准备。
4. 熟料烧成经过预热分解后的物料，进入到窑内进行高温煅烧，形成熟料。
这个窑就像是一个巨大的“烤箱”，把物料烤成我们需要的“成品”。
5. 熟料冷却烧成的熟料还得迅速冷却，这能提高熟料的质量和易磨性。
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。
新型干法窑系统中预烧过程和设备之预热器
④ 多波尔型预热器POLYSIUS 德
（a）原多波尔型预热器
生料在双系列预热器内进 行预热
4-C1，2-C2，1-C3，2-C4 C3是一个涡流立筒，生料
由两个C2下料管送到涡流 立筒的肩部，与C4排出的 气体进行逆流热交换;热生 料从涡流立筒的底部排料
口送到窑尾上升烟道中，
再被分别带入两个C4入口
多波尔型预热器特点
发展双系列旋风筒的 目的是减小单体尺寸 提高分离效率
涡流立筒的设置：改 善从两个C2来的热 生料的均匀性；有利 于防止结皮
④ 多波尔型预热器POLYSIUS 德
涡流立筒被双进风的旋风筒取代
（a）原多波尔型预热器
（b）改进多波尔型预热器
16～23m／s
Re>104，高度湍流
粉料下落点到转向处
l
的距离，取决于料团
的大小和气速的高低
32
① 生料在管道内被分散
☆ 物料分散强化措施： 撒料装置
33
撒料箱
34
35
② 管道内气固换热
换热类型：非稳态对流换热，气固运动由 逆向变为同向 换热量：气固之间80％～90％的热量在入 口管道内完成 换热时间：dp=100微米时，0.02-0.04s 换热距离：0.2～0.4m
ZAB型立筒预热器布置与流程
立筒预热的优点
结构简单、无任何运动部件，可以不需另 建框架，投资较省；
立筒底部生料入窑通道的尺寸相对较大， 不易产生堵塞现象，对生料的适应性较强 ，即对其中有害成分如硫、氯和碱的含量 限制可适当放松，同时对原料塑性也无特 殊要求
换热效果较旋风预热差
⑧ 普列洛夫型立筒预热器
新型干法烧成系统介绍
新型干法烧成系统介绍一、新型干法水泥技术的发展：1、20世纪50年代初期至70年代初期20世纪50年代初期德国洪堡公司（KHD）研制成功悬浮预热窑，70年代初期日本石川岛公司（IHI）发明预分解窑。
2、20世纪70年代初期至70年代中、后期悬浮预热窑逐步被预分解窑代替。
3、20世纪70年代中、后期至80年代中期第二、三代分解炉诞生，煤被逐步应用于水泥生产中。
4、20世纪80年代中期至90年代中期随着悬浮预热和预分解技术日臻成熟，预分解窑旋风筒-换热管道-分解炉-回转窑-篦冷机得以全面发展，各项经济技术指标得到进一步优化。
5、、20世纪90年代至今成功研发降解利用各种替代原、燃料及废弃物技术，水泥工业向生态环境材料型产业转型。
二、新型预分解窑系统的理论基础根据系统工程学原理，新型预分解窑系统，主要是以悬浮预热和预分解技术为核心，将旋风筒、换热管道、分解炉、回转窑、冷却机“五位一体”全面优化。
（一）旋风预热器系统的工作原理旋风预热器系统的主要功能是充分利用回转窑及分解陆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。
因此它必须具备气固两相能充分分散均布、迅速换热、高效分离等三个功能。
由旋风筒及其连接管道组成的热交换单元设备，属于化学工业中流化床的一种，即稀相输送床。
在每一级热交换单元中，生料颗粒总是从本级旋风筒及下一级旋风筒之间的连接管道的近下一级旋风筒出口处的上升管道区段中加入，并随即被撒料装置分散，首先被气流携带作加速运动，而后进入等速阶段，进入旋风筒内，完成气固分离。
所以其性能的优劣主要表现在是否具有较高的换热效率、分离效率，较低的系统阻力和良好的密闭性能以减少内、外漏风等。
根据许多的理论研究及实践证明，气固换热主要是在连接管道中完成，旋风筒的主要任务是气固分离，提高旋风筒的分离效率是减少生料粉外、内循环，减少热损失和加强气固换热效果的重要条件。
一种新型干法水泥窑预热预分解系统及方法
一种新型干法水泥窑预热预分解系统及方法一、引言干法水泥窑是一种常用的水泥生产设备，其主要工作原理是通过预热和预分解的过程将原料中的碳酸盐分解为氧化物，从而产生煤气和熟料，用于水泥的生产。
然而，传统的干法水泥窑在预热和预分解过程中存在能耗高、热效率低等问题。
为了解决这些问题，研究人员提出了一种新型干法水泥窑预热预分解系统及方法。
二、新型干法水泥窑预热预分解系统及方法的概述新型干法水泥窑预热预分解系统及方法采用了多级预热和预分解的工艺，将原料在多个温度区域进行逐级加热和分解，提高了热效率和能源利用率。
该系统主要由预热器、预分解器、旋风分离器、煤气净化装置等组成。
三、系统组成及工作原理1. 预热器预热器是新型系统的关键部件之一，其主要作用是将冷却的熟料预热至较高温度。
预热器内设置有多层预热室，烟气和熟料在预热室内进行交换热，使熟料逐渐升温。
预热器采用了高效的热交换技术，能够有效提高热效率和能源利用率。
2. 预分解器预分解器是新型系统的另一个关键部件，其主要作用是将预热后的熟料进行进一步的分解，产生煤气和熟料。
预分解器采用了多级分解的工艺，将熟料在不同温度区域进行分解，提高了分解效率。
预分解器内部设有适当的搅拌装置，可以增加熟料与煤气的接触面积，促进分解反应的进行。
3. 旋风分离器旋风分离器是用于将煤气和熟料进行分离的装置，其主要作用是将预分解器中产生的煤气与熟料分离，以便后续处理。
旋风分离器内部设有旋风分离装置，能够有效地将煤气和熟料进行分离，提高了煤气的纯度和利用率。
4. 煤气净化装置煤气净化装置是用于净化预分解器产生的煤气，去除其中的杂质和污染物，以保证后续的利用或排放。
煤气净化装置主要包括除尘器、吸附塔等设备，能够有效去除煤气中的颗粒物和有害气体。
四、系统的优势1. 高热效率：新型系统采用了多级预热和预分解的工艺，能够充分利用烟气中的热能，提高热效率和能源利用率。
2. 低能耗：新型系统通过对原料的逐级加热和分解，减少了热能的损失，降低了能耗。
第二代新型干法水泥线简述
第二代新型干法水泥生产线核心提示：第二代新型干法水泥技术装备实际上是不断提高产品质量和降低能耗，注重环保与绿色概念，融入现代智能技术，使我国新型干法水泥的技术、装备、资源能源利用效率、节能减排、自动化水平、经济技术指标都得到较大的提高和提升，达到世界领先水平。
所谓第二代新型干法水泥技术和装备是在不改变悬浮预热和预分解这一主要工艺技术特征的基础上的进一步创新。
下面具体介绍了“第二代新型干法水泥”的八大特征技术体系：1、高能效低氮预热预分解及烧成技术以科学的计算机模型和数字化模拟技术建立先进的高能效和低氮燃烧理论，提高悬浮预热、预分解和高温烧成过程的燃烧、传热效率和降低氮氧化物的产生量，生产更高品质、更高等级的水泥熟料，较大幅度降低能耗量和氮氧化物排放量。
2、高效节能料床粉磨技术深入研究料床破碎理论，进一步提升料床粉磨的效能效率，开发适用不同原料、燃料和熟料配比的大型辊磨，提高运行可靠性和不同粉体性能的可控性，特别要满足混凝土对水泥的级配、粒径、粒型和需水性等要求。
3、原料、燃料均化配置技术研究开发适用于不同种类和品位的原材料和燃料的均化配制技术，特别是适用于各种废弃物、城市垃圾作为替代燃料和原料的应用技术，使水泥窑炉在协同处置和资源化利用废弃物时，能确保提高产品质量、降低能耗、物耗、减少排放。
4、数字化智能型控制技术运用模糊逻辑、神经网络理论和模型预测控制技术，将自动化智能化技术融入水泥企业的生产和管理全过程，实现对安全生产、产品质量、物耗能耗、环保排放、物流和成本管理等全方位的智能化管理，整体提升控制力和运营效益。
5、废弃物安全无害化处置和资源化利用技术，充分发挥新型干法水泥窑的优势和特点，重点研究开发协同处置工业废弃物、城市垃圾、污泥的功能与利用技术，在保证水泥正常生产、产品质量和达标排放的前提下，实现废弃物的安全无害化处置和原料燃料替代利用技术，使水泥窑炉具备环保功能，替代燃料的利用率达到40%。
新型干法五级旋风预热器窑外分解带篦式冷却机回转窑操作技术参考资料
新型干法五级旋风预热器窑外分解带篦式冷却机回转窑操作技术参考资料作为一个合格的中控室操作员和现场看火工，必须要做到用以下的方式、方法思考和观察，在操作中于窑内、外、前、后留意观察而且做到操作观点明确，前、后兼顾。
在煅烧时随时要注意窑头、窑尾的风、煤，预热器、篦冷机、电收尘、袋收尘、生料、废气风机、煤磨等环节的抽风情况，做到勤思考、勤观察所有设备的运转过程，稳定、明确操作手法。
同时要随时注意回转窑内风、煤、料的变化，及时发现和处理问题，要有良好的预见性和责任心。
煅烧中，在提高产质量的前提下必须要保证窑、篦冷机、预热器的正常工作即高运转率。
对于五级旋风预热器窑外分解窑的操作，最关键和必须注重的就是篦冷机内几股风的配合。
在正常煅烧时，若突然篦冷机下的风配合不力，会立刻影响到窑内的煅烧，给操作带来一定的困难。
篦冷机的风和物料的控制方法是：快篦速的操作，必须用小风门，小风量；如果是慢篦速则必须用大风门，大风是对慢篦速使用的，小风是用快篦速的。
另外随时必须保证篦冷机内料层的厚度，必须有一定的物料存留在篦冷机内，不然篦冷机内冷风增多，二次风中冷风多，就会给窑的煅烧带来困难，难以操作。
二次风内冷风多对火焰的阻力增大，对煤粉的燃烧产生困难，所以二次风必须用热风。
对于干法窑外分解解窑来说，就其所有的操作方法可归纳为以下几点，缺一不可：①在操作过程中，必须控制好风、煤、料、窑速的配合，并且结合三大一快（大风、大煤、大料及快窑速）的操作方法来控制煅烧。
②如果在操作过程中忽略了风、煤、料的配合，就不会有稳定的窑速，就会失去正常的热工状况，这样就严重违反了操作规程，也就不能达到正常煅烧条件，熟料无法合格。
③看火工、操作工必须学以致用，并且要确保设备的正常运转和工况。
④在每次停窑检修后，从点火算起最少应在2-2.50小时内投料，利用物料来提高预热器及窑尾的温度，既快，又稳定。
相应的说，就是让物料尽快到达烧成带，再次进行烧成带内的热交换，以便提高烧成带的温度。
新型干法水泥工艺及设备概述
新型干法水泥工艺及设备概述1. 引言水泥是建筑材料中最主要的成分之一，广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程中。
传统水泥生产工艺多为湿法生产，但随着环保意识的增强和技术的进步，新型干法水泥工艺逐渐兴起并受到了广泛的关注。
本文将对新型干法水泥工艺及其设备进行概述。
2. 新型干法水泥工艺概述传统的湿法水泥工艺存在水耗大、环境污染等问题，而新型干法水泥工艺具有节能环保、效率高等优点。
新型干法水泥工艺包括预热、煅烧、冷却和磨矿四个主要过程。
2.1 预热预热过程是将原料在旋转窑中进行物料预热，并通过合理的设备设计来提高热效率。
预热过程可以有效地减少煅烧过程中对燃料的需求，降低生产成本。
2.2 煅烧煅烧是水泥生产的核心过程，通过高温下将预热的原料进行煅烧，使其产生化学反应，生成水泥熟料。
新型干法水泥工艺中的煅烧过程主要利用换热器、回转窑等设备，将燃料燃烧产生的高温气体与原料进行热交换，提高热能利用率。
2.3 冷却煅烧后的水泥熟料需要进行冷却，以降低其温度并稳定化学反应。
新型干法水泥工艺中的冷却过程主要通过冷却机进行，利用冷却风将水泥熟料从高温状态迅速冷却至适宜的温度。
2.4 磨矿磨矿是将冷却后的水泥熟料进行研磨，得到所需的水泥产品。
新型干法水泥工艺中常用的磨矿设备有立式磨、球磨机等，其具有能耗低、研磨效果好的特点。
3. 新型干法水泥工艺设备概述新型干法水泥工艺需要一系列专用设备来完成各个工艺过程。
下面将介绍几种常用的设备。
3.1 预热器预热器是新型干法水泥工艺中的关键设备之一。
预热器根据物料的含水率和颗粒大小进行分类，常见的预热器有旋风预热器、旋转窑预热器等。
预热器能有效地将冷却的烟气与进料物料进行热交换，提高热能利用效率。
3.2 回转窑回转窑是新型干法水泥工艺中用于煅烧的设备，其内部设置有一系列梯形板，物料在回转窑内不断向前推进，并在高温环境中完成煅烧反应。
回转窑能够充分利用燃料的热能，提高水泥熟料的质量和产量。
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主
偏心缩口立筒与1-2级旋风
筒组合
4旋流运动 逆流换热为主
旋流立筒与旋风筒组合
① 洪堡型旋风预热器
Tg1=350℃
Tm0=70℃
Tm1=315℃ Tm2=495℃ Tm3=670℃
Tg=1050℃ Tm4=800℃
洪堡型旋风预热器预热效果
① 洪堡型旋风预热器
一般最上一级C1分离效率要求最高，以减 少飞损，降低生料消耗，减轻收尘设备的 负荷；往往用两个尺寸相对较小的旋风筒 并联；2000t/d可配双系列
生料通过预热器系统的时间大约为25s 窑系统总阻力(4级)约为4～5kPa 窑的单位容积产量比中空窑提高1～3倍
洪堡型旋风预热器优点
结构简单； 在保持一定收尘效率和压力损失的条件下，
旋风筒体积和高度相对较小； 有利于减少投资、便于布置
洪堡型旋风预热器结构参数
比值
数值
dn
H
③ KS-5型预热器
日本川崎(Kawasaki)公司
KS-5型预热器及卧式旋风筒
③ KS-5型预热器
为降低高度、气体阻力， C2、C3采用卧式 旋风筒，与传统旋风筒相比，其气流沿垂 直方向旋转以分离物料
处理气量较同直径立式旋风筒高一倍，主 要特点是压力损失低，但相应分离效率也 比较低，仅80％上下
ZAB型立筒预热器布置与流程
⑤ 米亚格型预热器
德 Buhler-Miag公司开发
C4用一个倒锥形立筒代 替旋风筒，由于喷射作用 和气流变速延长了生料在 这一级的停留时间； 由于立筒与窑尾联接的 过渡管断面积大，利于防 止结皮堵塞
米亚格型预热器
⑥ 维达克预热器
C3气流出口处设有一个涡 室，C1来的生料先喂入涡室， 以加强混合均化
普列洛夫立筒
按流动换热特征 组合型式分类
1、旋流运动为主 气固同流换热
4(多)级旋风筒组合 4(多)级旋风筒组合 旋风筒与涡旋室组合
旋风筒与卧式旋风筒组合
2喷（腾）-旋流动或 旋风筒与锥形立筒组合 旋-旋流动结合变式 旋风筒与变径立筒组合 旋风筒换热
3喷（腾）-旋流动， 带缩口立筒与1-2级旋风筒
同室内同流换热为 组合
2 悬浮式预热器的共性
II. 预热过程要求多次串联进行 每一级预热器，即使换热效率极佳，最 终也只能达到气固温度相等的平衡
气体温度只能降到690℃，回收热量337kg／kg气体;仅占废气总热焓的30％不到
。 气固换热热力学极限
多级串联预热器换热情况
强化措施
①强化分散：提高气固间相对运动速度；形 成气流脉冲；增设某种异形结构或加装撒 料器等
H/D h1/D h3/D dn/D a/b dm/D
1.65-2.5 0.6-1.0 0.3-0.1 0.25-0.5 0.4-0.6
0. 2
h3
h1
h2 dm
旋风筒各部分尺寸示意图
② 史密斯型旋风预热器
dn
h3 h1
H
强调一级筒分离效率高
内筒(气体出口管插入旋风筒部分)较长，
h2
直筒高度也较大 四级筒因为温度高，内筒容易烧坏，所以d主m 张
C4不设内筒 内筒插入深度对分离效率和阻力损失影响明显
高效低阻新型旋风筒
入口截面以菱形(多边形)代替长方形 柱体改为双柱双椎组合 气流入口角度减小 柱体直径减小 内筒直径加大，插入深度减小
改进后的史密斯型旋风预热器
保持较高分离效率:90～96％ 阻力损失较低：△p=0.1～0.5kPa 处理气量比较大 最佳匹配 η1= 95% η2= 90% η3= 90% η4= 93%
一、悬浮预热器SP和悬浮预热器窑(SP窑)
1 预热的主要任务, 基本要求 ① 充分利用窑尾排出废气中大量热能将生料
粉预热后入窑，降低系统热耗，提高熟料 产量 ② 最大限度换热、最低的流动阻力、最省的 基建投资和运转可靠 最佳技术思路： 将细小生料粉悬浮在热气流中，进行气固 直接快速换热
2 悬浮式预热器的共性
系统可节约热耗4％，电耗降低158kJ/t熟料
④ 多波尔型预热器POLYSIUS 德
（a）原多波尔型预热器
生料在双系列预热器内进 行预热
4-C1，2-C2，1-C3，2-C4 C3是一个涡流立筒，生料
由两个C2下料管送到涡流 立筒的肩部，与C4排出的 气体进行逆流热交换;热生 料从涡流立筒的底部排料
两大类：立筒式和旋风筒式
I. 稀相气固系统直接悬浮换热
特点：气固相之间换热方式以对流为主
经测算对流换热占总换热量的70-90％
换热速率Q：Q=αA△T
α:气固相的换热系数，W/m2·℃
A:气固接触表面积，m2 T:固间平均温差，℃
2500～3500cm2／g
换热效果：取决于生料粉的比表面积及 其在气流中的分散状况
口送到窑尾上升烟道中，
再被分别带入两个C4入口
多波尔型预热器特点
发展双系列旋风筒的 目的是减小单体尺寸 提高分离效率
涡流立筒的设置：改 善从两个C2来的热 生料的均匀性；有利 于防止结皮
④ 多波尔型预热器POLYSIUS 德
涡流立筒被双进风的旋风筒取代
（a）原多波尔型预热器
（b）改进多波尔型预热器
上升管道做成变径(灯笼形) 立管，可防止结皮和强化换 热
大型维达克预热器
⑦ KRUPP型与ZAB型立筒预热器
A-生料加料管 B-回转窑 1～4-立筒 5-旋风筒 6-加料口
KRUPP型立筒预热器
KRUPP型与ZAB型立筒 预热器原理
生料从立筒顶部上升管道喂入，经一级旋风筒预热 分离后送到立筒肩部
②强化换热：提高相对速度以增大换热系数; 延长气固在设备中的停留时间；增大气流 与粉料换热表面积等
③强化分离：利用离心力、重力、惯性力、 电力、磁力等或相互组合以强化分离作用
3．悬浮式预热器类型
按制造厂商命名 洪堡型 史密斯型 多波尔型 KS-5型 米亚格旋风筒 维达格旋风筒
克虏伯型立筒
德骚（ZAB）立筒
立筒用缩口将内部分成若干钵体，作为换热单元； 由于缩口的喷射作用，使窑尾上升的废气变速运动 ，生料在其中上下回流形成悬浮状态，并进行热交 换
生料在每一室内的换热以同流为主，但在室间形成 宏观的物料逆气流而下的运动 被预热后的生料自立筒底部被送入窑内
ZAB型立筒预热器
特殊: 缩口被设计成
彼此偏心，目的是 加大扰动，形成较 强的涡环，促进气 固换热与分离