当窑尾烟气温度达到1000℃左右时,传热方式以辐射为主,对流、传导为辅。物料的最高受热点在物料的表面。又因衬砖的传导传热,物料的最低受热点,却是料层的中间部分。 根据传热的原理来分析回转窑内,衬砖对物料传热的影响因素有:
1、 已暴露的衬砖表面直接向物料进行辐射换热。
2、 末暴露的衬砖表面,首先以导热方式,将蓄积的热量传递给物料。 3、 其次是与固体颗粒间的辐射换热和对流层导热。
由于衬砖内外表面存在温度差,热量从外表面传至内表面,并以辐射和对流方式向周围介质散热。与此同时,在回转窑的传热、换热过程中,热量的损失也是较大的。其中,废气余热和回转窑筒体散热,是传热过程中造成热量损失的两个主要的因素。
根据石灰的煅烧需要和回转窑的煅烧特性,为了提高热效率,有效地利用废气余热。在回转窑的进料端,采用竖式预热器装置。通过废气余热,对物料进行煅烧前期的换热、蓄热准备(烘干、预热、预分解)。使物料进入回转窑后,能够在较短的时间内,与热烟气进行并完成强烈的热量交换。这个传热过程,以烟气的对流传热为主。
随着物料在窑内不断地向前翻滚移动,石灰颗粒开始接触火焰的辐射传热。在火焰辐射温度的作用下,物料的性质发生了化学反应。这就是通常所说的,物料从石灰石被煅烧成了石灰。
为了保证石灰的活性性质,对煅烧后的活性石灰来说,因为它具有快烧急冷的特性要求。当被烧成的石灰从离开了火焰辐射区开始,石灰的传热状态即开始发生改变,从接受气流的对流传热,窑衬、颗粒间的传导传热、火焰的辐射传热转变成向外扩散放热。晶体结构即将发生变化。
为了防止出窑后的石灰熟料在高温下发生晶体结构改变,对出窑后石灰的冷却,应在短时间内完成。竖式冷却器是比较理想的冷却容器。高热石灰在冷却器内停留约30分钟,即可在强烈的热交换中被冷却至100℃以下,从而有效地防止了晶体继续长大。这个热量交换的过程,是以散热为主的。机械风吹出和带走物料所含的热,热量通过对流传热加热空气。
对传热效果的表现,在热工理念中是以温度来体现的。所谓温度,它是表示物体冷热程度的物理量。
当物质放出一定的热或吸入到一定的热时,这个热的反应便能产生出一个量度单位(℃)。而对温度的表示结果,通常是以测量仪表来反映的。
温度有华氏温度(F)、摄氏温度(℃)和开氏温度(K)。其中,摄氏温度(℃)是目前常用的,但在国际准规定中,通常采用的是开氏温度(K)表示,开氏温度也叫绝对温度。它是把摄氏温度零下273℃作为起点的,被称之为绝对零度的温度。
如果将摄氏温度用t表示,绝对温度用T表示,则摄氏温度和绝对温度的关系是:T = t + 273.16 K 在使用或工程计算中,由于一般都采取忽略小数点后的数值,所以,常规的表现关系式被定为:T = t + 273 K。按测量方式的不同,温度测量仪表的形式可分为:接触式和非接触式两种。
根据不同的测量接触方式,测量原理又可分为:热电,温差,热敏,光学,比色等。
29
例如,热电偶是根据热电效应原理工作的,它的测温方式是通过与气流的接触,将吸收到的热能转变成电能后,通过仪表反映出温度指数的。
第五章、活性石灰的煅烧设备
活性石灰的煅烧过程,是指石灰石必须要经过一套合适的容器、一定的过程、一定的温度(热量)和时间,才能够完成向石灰的转化。
根据活性石灰的煅烧原理和传热方式的需要,活性石灰的煅烧过程,不是由某一单独的设备能够完成的。它应该是由一套系统化的设备组成的煅烧设备。如:70年代引进的KM回转窑设备,它是由竖式预热器、回转窑、竖式冷却器三大容器,排烟机、除尘器、燃烧器系统三大设备组成的活性石灰煅烧系统。
随着石灰煅烧技术的发展和需要,用来煅烧冶金炉料的窑炉很多,而用作煅烧活性石灰的窑炉型式也愈来愈多,其中,一般常见的有: a、 竖式预热器和竖式冷却器的回转窑 b、 带炉篦子式回转窑 c、 冷却筒式回转窑 d、 新型竖窑 e、 双(套)筒竖窑 f、 并流蓄热式竖窑 g、