分解爐有多種型式,其結(jié)構(gòu)性能雖有差異,但要起的主要作用卻是相同的:要使燃料燃燒的放熱過(guò)程與生料碳酸鹽分解的吸熱過(guò)程在其中以懸浮態(tài)或流化態(tài)下極其迅速地進(jìn)行,使入窯生料碳酸鹽分解率提高,從而減輕窯的熱負(fù)荷,提高窯的運(yùn)轉(zhuǎn)周期,提高產(chǎn)質(zhì)量。而分解爐的溫度控制對(duì)整個(gè)預(yù)分解窯系統(tǒng)的熱力分布,熱工制度的穩(wěn)定至關(guān)重要。為此,作者對(duì)分解爐溫度控制的有關(guān)幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行討論。??
1 分解爐溫度與燃料燃燒??
分解爐的溫度取決于燃料燃燒過(guò)程的放熱速率與生料分解過(guò)程的吸熱速率。當(dāng)燃料燃燒放熱速率慢,生料分解在接近平衡的條件下進(jìn)行,分解爐的溫度于860～920℃范圍,燃料燃燒放出的熱量就會(huì)迅速傳遞給生料,并被分解反應(yīng)吸收。但是,當(dāng)燃料燃燒速率大于生料分解過(guò)程的吸熱速率,燃料燃燒的熱量大于生料分解所需的吸熱量,此時(shí)分解爐的溫度就會(huì)超過(guò)平衡溫度范圍。??
從燃料燃燒的角度來(lái)看,分解爐內(nèi)燃料的燃燒與回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃料燃燒有許多不同之處。回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃料燃燒溫度比分解爐內(nèi)高得多,回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃料燃燒明顯是受擴(kuò)散控制的,而分解爐內(nèi)燃料燃燒則有所不同。由于分解爐溫度遠(yuǎn)低于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃料燃燒溫度,故煤在分解爐內(nèi)的燃燒時(shí)間受煤種類的影響比回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的影響大得多。如廣東云浮水泥廠FCB分解爐容積偏小,結(jié)構(gòu)上亦存在一些問(wèn)題,當(dāng)使用低揮發(fā)分、高灰分的低熱值煤時(shí),還原氣氛十分嚴(yán)重,迅速導(dǎo)致結(jié)皮堵塞;而采用高揮發(fā)分、低灰分的高熱值煤時(shí)情況則有所改善。煤粉細(xì)度對(duì)于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的燃燒是相當(dāng)敏感的,因?yàn)槠涫鞘軘U(kuò)散控制,即受邊界層擴(kuò)散時(shí)輸送速率的控制;而煤粉細(xì)度對(duì)分解爐內(nèi)燃燒的影響就沒(méi)有在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)那樣敏感了。??
問(wèn)題還要回到分解爐溫度與燃料燃燒的關(guān)系上來(lái)。由于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃料燃燒是受擴(kuò)散控制的,增減10～20℃對(duì)于燃料的燃燒影響是甚微的。但在分解爐內(nèi)則明顯不同。如有的分解爐容積偏小,煤粉燃燼時(shí)間不足,以至還原氣氛重,而降低分解爐的溫度,減少分解爐用煤量,以圖改變煤粉燃燒不完全、還原氣氛的問(wèn)題,但往往是事與愿違。因在不減產(chǎn)量的情況下,分解爐用煤減少,分解爐溫度降低,煤的燃燒速度隨溫度降低而迅速下降,煤粉始終是燃燒不完全。適當(dāng)增大分解爐的容積已成為一個(gè)發(fā)展動(dòng)向。在分解爐偏小煤質(zhì)差的情況下,可適當(dāng)降產(chǎn)量,而不宜降低分解爐的溫度。??
2 分解爐溫度與燃料用量比例及三次風(fēng)溫??
分解爐與窯頭燃料用量的比例對(duì)整個(gè)預(yù)分解窯系統(tǒng)的熱力分布有著重要影響,而分解爐的燃料用量又與分解爐溫度控制有關(guān)。以珠江水泥廠SLC窯為例,對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行討論。??
下表是珠江水泥廠SLC窯在雙列運(yùn)轉(zhuǎn),熟料產(chǎn)量為3840～4160t/d,在一段期間內(nèi),分解爐喂煤量所占的比例、分解爐出口溫度B55T1、爐列出口廢氣溫度B50T1、窯列出口廢氣溫度A50T1、三次風(fēng)溫B56T1、廢氣CO含量及煤耗的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。
從表中可見(jiàn),該預(yù)分解窯在一定的范圍內(nèi),分解爐的燃燒用量比例存在著一個(gè)最佳值。在該條件下,最佳值為約61.5%,此時(shí)其熱耗最低。大于或少于此值,熱耗均增加。也就是說(shuō),在一定產(chǎn)量范圍內(nèi)的某窯,分解爐喂煤量既不是越高越好,也不是越低越好。分解爐喂煤的比例與熱耗的關(guān)系不是線性的,而是非線性的。有的統(tǒng)計(jì)得出兩者的關(guān)系是線性的結(jié)論,認(rèn)為窯頭喂煤越多越好或分解爐喂煤越多越好,實(shí)際上是最佳值的某一側(cè),從而產(chǎn)生分解爐用燃料比例與熱耗關(guān)系是線性關(guān)系的錯(cuò)覺(jué)而已。??
為何對(duì)于某特定的預(yù)分解窯其燃料用量比例存在一個(gè)最佳范圍,高于或低于此最佳范圍熱耗會(huì)增加?盡管對(duì)于不同的預(yù)分解窯相應(yīng)的最佳范圍是不同的,但都應(yīng)有類似的關(guān)聯(lián)。??
當(dāng)分解爐喂煤量比例增大,即窯頭喂煤減少。從表中可知,盡管窯列廢氣溫度A50T1有所降低,但爐列廢氣溫度B50T1都明顯增高,爐列的廢氣量比窯列的廢氣量大,即總的廢氣帶走的熱損失是增加的。另外,分解爐加過(guò)多的煤,使廢氣中CO含量增加。反之,當(dāng)分解爐喂煤量比例過(guò)低,同樣也會(huì)使熱耗增加。窯頭燒過(guò)多的煤,窯列廢氣溫度A50T1明顯上升,廢氣中CO含量亦增加,導(dǎo)致熱耗增加。而且這樣做還會(huì)影響回轉(zhuǎn)窯耐火材料的壽命,影響安全運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間。??
雖然許多預(yù)分解窯并非是雙系列的,但其本質(zhì)是相同的。在一定的產(chǎn)量范圍內(nèi),分解爐與窯頭燃料用量比例都存在著一個(gè)最佳的范圍,在此范圍內(nèi)就可為預(yù)分解窯的合理熱力分布提供好的基礎(chǔ)。分解爐燃料用量比例過(guò)高或過(guò)低都是不利的。??
