石灰回转窑-立式预热器

【中材水泥网】石灰回转窑石灰石煅烧系统主要由立式预热器（竖式预热器）、回转窑和冷却器组成。预热器是石灰回转窑煅烧活性石灰的核心设备之一。石子预热器顶部料仓经下料管导入预热器本体。预热后的石子通过推头往复运动进入回转窑尾部，经回转窑高温煅烧后再进入冷却器。

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一、预热器及运行系统

（图1）石灰回转窑厂预热器图

（图2）石灰回转窑系统流程

二、立式预热器（石灰回转窑）系统组成

1、上部供料系统：主要包括上部料仓、下料管，下料方式及结构可以保证在向预热器本体内给料时实现安全密闭，这样外界的冷空气不能进入到预热器内，并且供料可以借助棒条阀实现连续或间断给料。

2、预热器本体：它是保证物料预热到900摄氏度左右的最重要部分，它是由预热室、悬挂装置及耐火砖衬（该项不属于设备设计制造范围）等部分构成。该部分的结构大部分是金属构件，部分材料根据需要选用了耐热钢，耐热钢能在1000~1100摄氏度高温下工作。另外，耐火砖衬结构设计新颖、密封性好，能保证物料在预热器内均匀预热并达到预热温度。

3、推料装置：主要包括推头、框架和连杆等部分，推头采用耐热钢铸造或焊接而成，能承受高温，借助电控和液压系统，各个液压推杆能按自动控制程序实现顺次推料。

4、液压系统：主要包括油箱、油泵、电机、电磁阀、液压油管等，他的主要作用是控制推料装置，完成推料动作。

5、下部加料室：主要包括溜管、加料室主体、加料溜嘴等，它的主要作用是将预热后的物料导入回转窑内煅烧。

6、框架：它主要包括立柱、圈梁等，主要作用是承载预热器的上部结构。

三、石灰回转窑立式预热器工作原理

物料经入窑斗提提升进入窑顶部分料斜槽，旋转下料器从C2-C1风管上的喂料口进入窑尾预热器，随上升气流风管内物料被带入C1旋风筒；在旋风筒内，物料被旋风收集，通过C1下料管进入C3-C2风管，下料管出口端设有撒料装置，力求物料均匀分布在上升气流中，这样，物料与热气体得到了充分的热交换。C4旋风筒以上的各级流程均与以上所述相类似。分解炉是预热器系统中一个核心设备，装有四套喷煤管，分左旋，右旋分别向分解炉内喷射燃料。约有总燃料55-65﹪的煤粉在炉内燃烧，为物料的分解提供了环境温度。经充分加热和分解的物料伴随着气体进入C5旋风筒，最后物料经喂料室进入回转窑。总之整个过程是；物料自上而下，高温气体自下而上，并进行物料加热和分解。

四、石灰回转窑立式预热器（石灰回转窑）工作步骤

一、预热阶段

在带竖式预热器的石灰回转窑上，将石灰石煅烧成活性石灰以前的预加热过程，是石灰回转窑全部煅烧内容中非常重要的环节之一。因为，石灰石是不可能在900—1000℃下被直接煅烧成石灰的。

在很多形式种类不同，但都不具备预热装置的窑炉上，在不同程度上也是能够煅烧出具有一定质量的活性石灰。但是，若将这种活性石灰与带有预热装置而产出的活性石灰进行比较，在不考虑将俩者的理化技术指标进行细化比较的情况下，前者最为明显的差异便能够从残留CO2（生心）过多，活性度较低且不稳定，外观质地和活性特征不好等方面表现出来。

石灰石在竖式预热器内，通过排烟抽力的作用，将来自于回转窑的热气流由预热器底部向上进行穿透，石灰石在不断向下移动的运动中，至下而上地得到加热。由低温向高温（200～900℃）逐渐地转化，被加热到可分解的温度。而这个热量来源主要是依靠来自于回转窑的废气余热。

石灰石进入预热器后，在热气流的穿透作用下首先被烘干，除去本身所含的和夹带的水份。随着不断地向下移动，气流温度愈来愈高，石灰石颗粒开始被加热。当石灰石颗粒被加热到800℃以上时，颗粒的外表层便会开始发生分解反应。CO2（气体）开始从CaCO3中逐渐地被分离出来。石灰颗粒表面发生“穿白衣”现象。

理论实践结果表明，CaCO3的分解温度约为870——920℃。而在竖式预热器的下部，废气流温度一般在950℃左右。这就说明，当石灰石颗粒进入到这一温度区域，在完成了预热蓄热的同时，石灰石颗粒表面的部分分解反应便开始发生了。在带竖式预热器的回转窑上，这个预热加热的过程一般需要120分钟左右。

二、烧成阶段

根据竖式预热器的工作原理，石灰石在完成了烘干预热的同时，又产生了部分分解。当石灰石颗粒进入到回转窑但并未接触到火焰的高温区前，在废气余热的对流传热作用下，分解仍在进行。这也就是说，这个阶段实际上就是理论上所指的物料的分解阶段在回转窑内所谓的烧成或烧成阶段是指，当被预热后的石灰石颗粒在回转窑内从开始接触到火焰的辐射传热，到穿过整个火焰辐射区前。在火焰的高温作用下，完成激烈的化学反应，最终被烧成为石灰的过程。这个过程（阶段）一般在30 — 40分钟内得到完成。

在带竖式预热器的石灰回转窑上，烧成区域一般都设置在从窑体出料端后10米左右处，向石灰回转窑内（进料端）延伸至20～25米的范围内。火焰长度也一般应分布在这一区域内。这也就是通常所指的烧成带。

由于回转窑的煅烧过程是一个由诸多因素组成的、即相互依赖又相互影响又相互制约、亦可随时变化的过程。因此，在对回转窑烧成带或其它“带”的划分上，是没有严格的界限区分的。

但是，由于受到了回转窑煅烧特点的制约，这个烧成阶段在整个煅烧工艺过程中的作用又是极为重要的。这是因为，活性石灰的活性性质最终是要在这个阶段里通过快速烧制才能表现出来。虽然，这个阶段它占有的时间不是很长，但对活性石灰产品的煅烧而言，其意义是非常重大的。

在带竖式预热器的回转窑上，对活性石灰产品造成烧成时间不长的原因一般有如下几点：

a、石灰原料在烧成前，经过了充分的预热准备。

b、窑体长度、火焰长度、烧成带长度之间决定的特定关系。

c、活性石灰的产品性质所决定的“快烧急冷”的特性需要。

三、冷却阶段

当被烧成的石灰从离开了火焰或火焰的辐射区域开始，它便开始进入到了冷却阶段。也就是说，在回转窑的煅烧系统内，对实际意义上冷却阶段的区域划分，应该是指火焰高温对物料辐射终了时的位置。即物料移动到了烧嘴的下方时。这时，石灰颗粒的换热方式已经从吸热变成了散热。

高热的石灰颗粒进入冷却器后，在二次风的穿透作用下进行散热换热转换，被强制冷却至100℃以下。而散出的热量加热了二次风（助燃空气），入窑后，有利于帮助燃料燃烧。

石灰熟料在冷却器内的冷却过程一般在40分钟左右完成，其主要目的在于实现活性石灰“急冷”的特性要求。

总之，在带竖式预热器和竖式冷却器的石灰回转窑的煅烧系统中，预热、煅烧（烧成）、冷却三者之间的关系始终是处在相互影响、相互制约又相互依赖中进行的。物料在预热器内被预热的同时，要求有25%左右的分解率，这是完成煅烧的基础。物料在石灰回转窑内通过良好的煅烧环境煅烧出质量优质的石灰产品，是产出合格产的手段。而物料在冷却器内完成了急冷降温，实现了产出产品的目的。

石灰熟料与二次风通过充分地热量交换，有利于帮助燃料充分燃烧，达到提高燃烧质量和热效率的目的。而良好的煅烧环境还有利于稳定预热器温度、窑尾温度和回转窑煅烧系统内的通风环境。