懸浮預熱技術

一 懸浮預熱技術

1懸浮預熱技術的內涵

懸浮預熱技術是指低溫粉體物料均勻分散在高溫氣流中，在懸浮狀態下進行熱交換，使物料得到迅速加熱升溫的技術。

1．1懸浮預熱技術的優越性

利用傳統的濕法、干法回轉窯生產水泥熟料，生料的預熱(包括濕法窯料漿的烘干)、分解和燒成過程均在窯內完成?；剞D窯作為燒成設備，由于它能夠提供斷面溫度分布比較均勻的溫度場，并能保證物料在高溫下有足夠的停留時間，尚能滿足要求。但作為傳熱、傳質設備則不理想，對需要熱量較大的預熱、分解過程則不適應。這主要由于窯內物料堆積在窯的底部。氣流從料層表面流過，氣流與物料的接觸面積?。畟鳠嵝实退?。同時，窯內分解帶料粉處于層狀堆積態，料層內部分解出的二氧化碳向氣流擴散的面積小、阻力大、速度慢，并且料層內部顆粒被二氧化碳氣膜包裹，二氧化碳分壓大，分解溫度要求高，這就增大了碳酸鹽分解的困難，降低了分解速度。懸浮預熱技術的突破，從根本上改變了物料預熱過程的傳熱狀態。將窯內物料堆積態的預熱和分解過程，分別移到懸浮預熱器和分解爐內在懸浮狀態下進行。由于物料懸浮在熱氣流中，與氣流的接觸面積大幅度增加．因此傳熱速度極快。傳熱效率很高。同時，生料粉與燃料在懸浮態下，均勻混合，燃料燃燒熱以及傳給物料．使之迅速分解。因此，由于傳熱、傳質迅速，大幅度提高了生產效率和熱效率。

1．2懸浮預熱窯的特點

懸浮預熱窯的特點是長度較短的回轉窯后裝設了懸浮預熱器．使原來在窯內以堆積態進行的物料預熱及部分碳酸鹽分解過程．移到懸浮預熱器內以懸浮狀態進行，因此呈懸浮狀態的生料粉能與熱氣流充分接觸，氣、固相接觸面大，傳熱速度快、效率高，有利于提高窯的生產能力，降低熟料燒成熱耗。同時它尚具有運動部件少，附屬設備不多，維修比較簡單，占地面積較小，投資費用較低等優點。

1．3懸浮預熱器的構成和功能

懸浮預熱器主要有旋風預熱器及立筒預熱器兩種?，F在立筒預熱器已趨于淘汰。預分解窯采用旋風預熱器作為預熱單元裝備。構成旋風預熱器的熱交換單元設備主要是旋風筒及各級旋風筒之間的聯接管道(亦稱換熱管道)。懸浮預熱器的主要功能在于充分利用回轉窯及分解爐內排出的熾熱氣流中所具有的熱焓加熱生料，使之進行預熱及部分碳酸鹽分解，然后進人分

解爐或回轉窯內繼續加熱分解，完成燃料燒成任務。因此它必須具備使氣、固兩相能充分分散均布、迅速換熱、高效分離等三個功能。只有兼備這三個功能，并且盡力使之高效化，方可最大限度地提高換熱效率，為全窯系統優質、高效、低耗和穩定生產創造條件。

1．4早期懸浮預熱器的分類

早期懸浮預熱器的種類較多，其分類方法主要有以下三種：

按制造廠商命名分類：早期有洪堡型、史密斯型、多波爾型、維達格型、蓋波爾型、zAB型等數種。

按熱交換工作原理分類：可分為同流熱交換為主、逆流熱交換為主及混流熱交換三種。

按預熱器組成分類：有數級旋風筒組合式、以立筒為主的組合式及旋風筒與立筒(或渦室)混合組合式三種。

以上三種分類方法，第一種比較直觀，第二、三種雖然著眼角度不同，但密切關聯。但是嚴格的說．各種懸浮預熱器都有同流及逆流的熱交換效果．都屬于混流熱交換設備．雖然由數級旋風筒組合的預熱器，物料同氣流的熱交換，主要是在各個旋風筒(包括管道)發生，因此分類中稱之為以同流熱交換為主的懸浮預熱器。而在旋風筒與立筒(或渦室)混合組成的預熱器中，同流及逆流兩種熱交換方式均起重要作用，故稱之為混流熱交換型懸浮預熱器。早期各種懸浮預熱器結構示于圖1，懸浮預熱器分類及相互關系列于表1。

這些懸浮預熱器大多是20世紀五六十年代研制開發，在各種類型的懸浮預熱窯及80年代初期的各種預分解窯上廣泛應用。