第六章窑外分解炉

1、第五章 窑外分解炉第一节 将分解反应移向窑外 窑外分解煅烧技术通常是指在悬浮预热器与回转窑之间，增设一个分解炉或利用窑尾烟室管道，在其中加入30%60%的燃料，使燃料的燃烧放热过程中与生料的吸热分解过程同时，在悬浮或流化态下极其迅速地进行，使生料在入回转窑前基本上完成分解反应，而使窑系统效率大大提高。1、熟料形成的工艺特点2、回转窑对工艺要求的适应性3、回转窑热工布局4、窑外分解技术的产生第二节 分解炉的结构和工艺流程一、分解炉的结构n二、预分解窑的工艺流程三、分解炉的分类1、按厂名分类SF型日本石川岛公司MFC型日本三菱公司RSP型日本小野田KSV型日本川琦公司FLS型丹麦史密斯DD型日本神

2、户制铁公司2、按分解炉内气流的主要运动形式分类n旋流式、喷腾式、悬浮式及沸腾式、旋流喷腾式。n依靠“旋风效应”、“喷腾效应”、“悬浮效应”，“流态化效应”。第二节，分解炉中的各种效应第二节，分解炉中的各种效应一、旋风效应旋风效应是旋风型分解炉内气流作旋回运动，使物料滞后于气流的效应。悬浮于气流的物料，由于旋转运动，受离心力的作用，颗粒和质量较大的物料及气流容易达到炉边，与炉壁碰撞失速、坠落，至缩口再被气流带起，形成向前推动的作用，前面的气流将粉料留下，而后面的气流又继续推向前进，总的运动趋向是还是顺着气流，但料粉的运动速度却远远地落后气流速度，造成物料在炉内的滞留现象，料粉愈细，滞留愈短，料粉

3、愈粗，滞留愈长。二、喷腾效应二、喷腾效应n喷腾效应是分解炉或预热器内气流 作喷腾运动，使物料滞后于气流的效应。n气流的喷腾作用造成了由炉中心向边缘的回旋运动，在喷腾口，进入气流的物料及煤粉被气流吹起、悬浮，有的被直接抛向炉壁，沿壁下坠到喉口再被气流吹起而作大循环，较小的颗粒，有的被气流带走，有的到达炉壁后进入滞流层，处于炉上方直接被气流带走，处于炉下方的再进入喷腾层而入气流，而使物料滞后于气流 。三、影响旋风、喷腾效应的因素1、气体流动的速度2、炉筒的直径3、料粉质量4、气体温度及料粉浓度四、各类分解炉的结构特点n1、KSV分解炉n（1）、KVS分解炉的结构：是由下部喷腾层及上部的涡流室两个部

4、分组成。n（2）、工作原理：从冷却机来的三次风分两路入炉。一路从炉底部以2530m/s的速度喷入形成喷腾床；另一路从圆筒体的最下部以20m/s的速度沿切线方向入炉，以便加强气流与生料的混合。在大型窑中，这两路三次风管之比为6 4或7 3。由炉底部喷入的三次风入炉形成上升气流，并且在倒锥处由于断面的扩大，产生涡流。炉内的截面风速为810m/s。窑尾的废气从炉圆筒部分中间偏下部位，以切线方向进入。燃从炉圆筒体几个不同的方向高度喷入。n生料也分两路入炉。生料约有75%从炉圆筒部分与三次风切线进口的交界处进入，使生料和气体充分混合并在上升气流作用下形成喷腾床。生料随气流流动在喷腾床停留一定时间后，进入

5、涡流室，并通过排气口进入最低一级的旋风筒内。同时为了防止入炉管道内的黏结堵塞，有25%从烟道上部加入，以吸收烟气的热，如果烟气温度不高，加入生料的量可相应减少。2、DD分解炉nDD分解炉可分为四个区n（1）、还原区（区）：包括咽喉部分和最下部分锥体。咽喉部分是DD分解炉的底部，直接接在窑尾烟室之上，窑尾烟气通过咽喉直吹向上，使生料喷腾进入炉内。取消了上升烟道，不会产生烟道的堵塞。n炉内在较低的温度下（900）燃烧故C5废气中NOx较低，为了进一步除去NOx ，在区锥体侧面装几个除NOx 的喷嘴（大约为总燃料的10%）喷出。此处在缺氧的窑气中燃烧，产生高浓度的还原气体CO、H2和CH4同废气中的

6、NOx 发生下列反应。n2CH4 + 4NO2 2N2+ 2CO2+4H2On4H2 + 2NO2 N2 + 4H2O n4CO + 2NO2 N2 + 2CO2n该区主要作用是把有害气体NOx 还原为无害的N2 称为还原区n（2）、燃料裂解和燃烧区（区）：中部偏下区。从冷却机来的高温三次风，由两个对称风管喷入炉内（区），风量由操作情况来控制。两个主要燃料喷嘴，装在三次风进口的顶部，燃料喷入区富氧区立即在炉内湍流中裂解和燃烧。产生的热量迅速传给生料，气料进行高效的热交换，和料迅速分解。n（3）、主要燃烧区（区）在中部偏上到缩口，主要作用是燃烧燃料和把产生的热传给生料，生料吸热分解，使温度保持在

7、850900，生料和燃料混合、分布均匀，没有明显火焰的热点，区内温度低，用气相谱仪对气体分析，发现90%的燃料在（区）中燃烧，称为主燃烧区。n（4）、全燃烧区（区）炉顶部圆筒体，主要作用是使未燃烧的10%左右的燃料继续燃烧并促进分解。n气体和生料通过区和区间缩口向上喷腾直接冲击到炉顶棚，翻转向下到出口，使气料搅拌和混合，达到完全燃烧和热交换。nDD分解炉设置气料反弹室，有利于气料产生搅拌和混合，增加了气料在炉内的停留时间，达到完全燃烧和改善热交换，防止炉内的偏流现象。炉下对称的三次风管以及顶部两根出风管，都是向炉心径向安装，有利于产生良好的喷腾运动和降低炉内压力。n此外4个主喷嘴，从三次风管上

8、部两侧直接喷入三次氧气流中，点火条件好，适合劣质煤。3、SF分解炉n是日本石川岛公司（IHI）开发的第一台分解炉，结构及炉内温度分布如图，SF分解炉上部是圆柱体，下部是锥体，三次从最下部切向吹入，同窑尾排出烟气混合，以旋流方式进入炉内，3个喷油嘴和C3旋风筒卸出的生料喂料口都设在分解炉顶部。后改为下部。N-SF分解炉n在NF分解炉的基础上改进，二者对比如图n（1）、将喷油嘴下移至旋流室顶部，以一定角度向下吹。直接吹入三次风中，其含氧浓度高，易点火。n（2）、喂料口下移，分为两部分，一部分在到窑尾的上升烟道内、炉内锥体下部。n（3）、取消了SF分解炉的缩口，采用加生料来平衡窑与分解炉内的压力。C

9、-SF分解炉n将侧面出改为顶部涡室出口。为使气料产生喷腾效应，在涡室下部设缩口，克服气流和短路现象，增设管道长度。5、MFC分解炉n结构如图圆筒体由钢板卷成，内部镶有隔热和耐火砖，下部有流化床，硫化床下部有一个空气室，设有进口风，流态化风机鼓入高压风，通过喷嘴向流化层喷吹。nMFC分解炉工作原理：生料从第二级旋风筒喂入，三次风一部分降到350以下，经高压风机和流态化喷嘴入流化床底部；大部分进入分解炉内流化床上部进行燃烧，燃料喂入到流化床内，与生料混合并进行裂解，进入流化床上部与三次风继续燃烧，经钭烟道与烟气混合。N-MFC分解炉n1、流化层区n2、供氧区n3、稀薄流化区n4、悬浮区6、FLS分

10、解炉nFLS分解炉属于喷腾型分解炉，炉体分上、中、下三个部分，上、下部各为倒锥和正锥形筒体，中部为圆柱形，生料从炉的下锥体上部喂入，燃料由下锥体中部喂入，燃烧的空气由炉底中央插入，炉内烟气及悬浮的生料，通过上锥体进入连接管道。SLC-S分解炉工艺流程n1、分解炉采用炉型，炉气出口的“鹅颈”管道与最下级旋风管与最下级旋风筒连接，炉气在上升烟道顶部与窑会合，共用一列预热器和一台风机。n2、下料及下煤点与SLC分解炉相似。n3、由于排风机需要抽吸窑和炉气，因此需要平衡调节7、派朗克隆（Pyroclon）和普列波尔（Prepol）分解炉n特点： n（1）、以最后一级旋风管的上升烟道作为预分解装置。n（

11、2）、燃料燃烧需要的空气既可以从窑通过，又可单独的三次风供给。n（3）、烟道中燃烧区上部，沿管壁形成许多旋涡。有利于燃料燃烧和热交换。n（4）、烟道的高度根据燃料燃烧和物料停留时间定。8、交叉料流型分解炉n（1）、采用预热器、窑两列，窑气称为窑（K）系列和炉气称为炉（C）系列。n（2）、两个系列气流单独通过，而生料交叉通过两个系列的全部旋风筒。n（3）、气流中料粉浓度高。n（4）、为了降低阻力，K2、C2、K3、C3级采用卧式，K4、C4、K5、C5采用轴流式。n（5）、两系列都有单独的排风机。9、TC分解炉n一、特点：n（1）、分解炉直接安装在窑尾烟室上，窑气以3040m/s喷射送入三次风形成交叉流。炉与烟室之间缩口不设调节阀，炉中部设有缩口，保证炉内气固流产生二次“喷腾效应”。n（2）、炉顶部设有气固流反弹室，气固碰顶反弹效应。n（3）、三次风切线入口设于下锥体的上部，使三次风旋流入炉，三通道燃烧器设于三次风入口上部，以便入炉燃料斜喷入三次风气流中迅速燃烧。n（4）、下部设四个不同高度喂料管，以利物料的分散