1.预分解窑结皮的原因和机理是什么
结皮是指生料粉与窑气中有害组分所形成的粘附在窑尾系统内壁的层状物。预分解窑最易发生结皮的部位是窑尾烟室、下料斜坡、窑尾缩口、最低两级筒的下料管、分解炉内等处。结皮使通风通道的有效截面积减小,阻力相应增大,影响系统通风,使主排风机拉风加大。结皮增厚或塌落时,还容易发生堵塞。
1. 结皮机理
结皮的原因,是湿液薄膜表面张力作用下的熔融粘结,作用在表面上的吸力造成的表面粘结及纤维状或网状物质的交织作用造成的粘结。由于窑气中的碱、氯、硫等有害组分在窑尾及预热器和分解炉中冷凝时,会使最低共熔温度降低,因此窑气中的碱、氯、硫等凝聚时,会以熔态的形式沉降下来,并与入窑物料和窑内粉尘一起构成粘聚性物质,而这种在生料颗粒上形成的液相物质薄膜,会阻碍生料颗粒的流动,从而造成结皮甚至堵塞。引起预分解窑结皮的因素如下:
1)系统中有害组分(碱、氯、硫等)的循环富集。这是形成结皮的重要条件。从原燃料中引入系统的碱、氯、硫等有害组分,在生料通过窑的高温带时会挥发出现,并随着窑气向窑尾运动。挥发出来的有害组分到达窑尾温度较低的区域时,便会以熔态的形式冷凝下来,使生料在煅烧过程中液相开始出现的温度降低而有利于结皮的形成。窑内的这种有害组分是导致结皮中间相形成的重要因素。
2)局部温度过高,这是形成结皮的关键因素。系统中如果产生局部高温,一方面促进生料和燃料中有害组分的挥发及冷凝循环;另一方面也可能使液相出现,把生料粘附在衬料的内壁而形成结皮。局部温度过高,这是形成结皮的关键因素。产生局部高温的原因,至少有如下几个:
①煤粉的不完全燃烧。窑头或分解炉中的煤粉由于多种原因燃烧不完全时,就可能到窑尾或低级旋风筒中去燃烧,从而产生局部高温。
②喂料量不稳时,很容易打乱预热器、分解炉和窑的正常工作。由于操作具有滞后的特点,有时跟不上喂料的变化,加减煤不及时,甚至出现短期断料也不能及时减煤,因此很容易因料小出现系统温度偏高,而造成结皮。
③由于回灰量小,在生料均化库中不容易被混合均匀,从而造成入窑生料成分的波动。
④当预热器漏进冷风与热物料接触,很容易使热物料冷凝而粘附在系统的内壁而产生结皮。
2挥发性组分的来源。窑系统的废气中含有大量的挥发性组分,主要是碱、氯、硫。
1)碱的来源。碱主要来源于原料,尤其是粘土。
2)硫的来源。燃料中带入的硫通常较原料中多。使用较多的燃料是煤。煤中通常含有C、H、O、N、S等元素。煤中的硫通常有三种存在形式:有机硫、硫化物中的硫、硫酸盐中的硫。存在于硫酸盐中的硫不具有可燃性,在高温下,一部分会分解生成含硫化合物,而大部分留在灰分中。
3)氯的来源。氯主要来自水溶性碱的氯化物,即通常以KCl、NaCl的形式存在于原料内。
3 防止结皮的措施
由于结皮影响系统的通风,使阻力增大,这不仅使能耗上升,而且结皮严重造成堵塞时,有时被迫停窑处理,不利于水泥产质量的提高。预防结皮具有重要意义。现将防止结皮的措施简介如下:
1)减少或避免使用高硫和高氯的原料,这是减少结皮的前提。
2)如过量的硫和氯难以避免,建议丢弃一部分窑灰,以减少有害组分的循环。
3)采用旁路放风系统,即将回转窑窑尾高温烟气在预热器前从“旁路”中分离出一部分,与冷风混合,使以气相形态存在的“挥发物”冷凝在飞灰上,由收尘器将此飞灰收捕下来排出窑系统,以减少有害组分的循环。
4)避免使用高灰分及灰分熔点低的煤。
2.预分解窑结皮的原因和机理是什么
结皮是指生料粉与窑气中有害组分所形成的粘附在窑尾系统内壁的层状物。
预分解窑最易发生结皮的部位是窑尾烟室、下料斜坡、窑尾缩口、最低两级筒的下料管、分解炉内等处。结皮使通风通道的有效截面积减小,阻力相应增大,影响系统通风,使主排风机拉风加大。
结皮增厚或塌落时,还容易发生堵塞。1. 结皮机理 结皮的原因,是湿液薄膜表面张力作用下的熔融粘结,作用在表面上的吸力造成的表面粘结及纤维状或网状物质的交织作用造成的粘结。
由于窑气中的碱、氯、硫等有害组分在窑尾及预热器和分解炉中冷凝时,会使最低共熔温度降低,因此窑气中的碱、氯、硫等凝聚时,会以熔态的形式沉降下来,并与入窑物料和窑内粉尘一起构成粘聚性物质,而这种在生料颗粒上形成的液相物质薄膜,会阻碍生料颗粒的流动,从而造成结皮甚至堵塞。引起预分解窑结皮的因素如下: 1)系统中有害组分(碱、氯、硫等)的循环富集。
这是形成结皮的重要条件。从原燃料中引入系统的碱、氯、硫等有害组分,在生料通过窑的高温带时会挥发出现,并随着窑气向窑尾运动。
挥发出来的有害组分到达窑尾温度较低的区域时,便会以熔态的形式冷凝下来,使生料在煅烧过程中液相开始出现的温度降低而有利于结皮的形成。窑内的这种有害组分是导致结皮中间相形成的重要因素。
2)局部温度过高,这是形成结皮的关键因素。系统中如果产生局部高温,一方面促进生料和燃料中有害组分的挥发及冷凝循环;另一方面也可能使液相出现,把生料粘附在衬料的内壁而形成结皮。
局部温度过高,这是形成结皮的关键因素。产生局部高温的原因,至少有如下几个: ①煤粉的不完全燃烧。
窑头或分解炉中的煤粉由于多种原因燃烧不完全时,就可能到窑尾或低级旋风筒中去燃烧,从而产生局部高温。 ②喂料量不稳时,很容易打乱预热器、分解炉和窑的正常工作。
由于操作具有滞后的特点,有时跟不上喂料的变化,加减煤不及时,甚至出现短期断料也不能及时减煤,因此很容易因料小出现系统温度偏高,而造成结皮。 ③由于回灰量小,在生料均化库中不容易被混合均匀,从而造成入窑生料成分的波动。
④当预热器漏进冷风与热物料接触,很容易使热物料冷凝而粘附在系统的内壁而产生结皮。2挥发性组分的来源。
窑系统的废气中含有大量的挥发性组分,主要是碱、氯、硫。 1)碱的来源。
碱主要来源于原料,尤其是粘土。 2)硫的来源。
燃料中带入的硫通常较原料中多。使用较多的燃料是煤。
煤中通常含有C、H、O、N、S等元素。煤中的硫通常有三种存在形式:有机硫、硫化物中的硫、硫酸盐中的硫。
存在于硫酸盐中的硫不具有可燃性,在高温下,一部分会分解生成含硫化合物,而大部分留在灰分中。 3)氯的来源。
氯主要来自水溶性碱的氯化物,即通常以KCl、NaCl的形式存在于原料内。 3 防止结皮的措施 由于结皮影响系统的通风,使阻力增大,这不仅使能耗上升,而且结皮严重造成堵塞时,有时被迫停窑处理,不利于水泥产质量的提高。
预防结皮具有重要意义。现将防止结皮的措施简介如下: 1)减少或避免使用高硫和高氯的原料,这是减少结皮的前提。
2)如过量的硫和氯难以避免,建议丢弃一部分窑灰,以减少有害组分的循环。 3)采用旁路放风系统,即将回转窑窑尾高温烟气在预热器前从“旁路”中分离出一部分,与冷风混合,使以气相形态存在的“挥发物”冷凝在飞灰上,由收尘器将此飞灰收捕下来排出窑系统,以减少有害组分的循环。
4)避免使用高灰分及灰分熔点低的煤。
3.什么的结皮堵塞及解决措施是什么
结皮原因及解决;
新型干法水泥生产线分解系统包括预分解炉、缩口、窑尾烟室等部分。物料在分解炉中分解后,通过烟室、下料斜坡进入回转窑。由于预分解系统的热气流中携带大量的物料粉尘以及燃料挥发的碱、硫、氯等蒸气,对耐火材料的侵蚀严重,并且随着碱、硫、氯等挥发物质的循环富集以及在预分解系统器壁处熔融而黏附粉状物料,产生结皮堵塞,进而导致物料无法通过。
采用我公司洛阳冠锦耐材窑业有限公司生产的抗结皮SIC浇注料由于碳化硅具有以下特点: 1)硬度大,可以满足生料的耐冲刷和磨损性; 2)表面光滑,与其他材料的粘结和浸润性都较差,不易结皮; 3)高温下会形成表面氧化层,可保护本体材料免受碱蒸气的侵蚀。因此,具有优异的耐碱、耐磨、防堵塞性的含SiC的铝硅质耐火浇注料,可以满足干法水泥窑分解系统的使用要求。
预热器和预分解炉热工制度有如下特点:
预热器与预分解窑炉的温度(主要指设置在设备壁面的热偶测试出的温度),从第一级预热器到第五级预热器和预分解窑炉依次为:不高于450℃、650℃、750℃、900℃、1100℃和1100
℃。在这样的煅烧温度下,煅烧物料基本没有液相出现,基本上不存在结块和烧结。加之系统的热工状态比较稳定,因而预热器和分解炉中的耐火材料的配置不需过高的耐火度,无需太高的强度;
由于预热器和分解炉位于整个热气流的尾端,温度变化的频度和幅度较小,因此无需过高的热震稳定性。由于预热器和分解炉均为静止设备,可用较大的设备外壳,容纳较多的耐火材料,因此可选用导热系数较低的保温材料,降低设备外壳温度,达到节能的目的。
由于部分预热器和分解炉形状较复杂,可选用在成型功能上较灵活的现场成型的耐火浇筑料。
在800℃~1200℃范围内是碱金属氧化物发生冷凝沉积的温度带,因此在碱含量较高的原、燃材料下,预热器在很大范围内,耐火材料在受到热侵蚀的同时,也要经受得住碱金属氧化物的
化学侵蚀。
分解炉工作原理:
分解炉是把生料粉分散悬浮在气流中,使燃料燃烧和碳酸钙分解过程在很短时间(一般1.5~3秒)内发生的装置,是一种高效率的直接燃烧式固相一气相热交换装置。在分解炉内,由于燃料的燃烧是在激烈的紊流状态下与物料的吸热反应同时进行,燃料的细小颗粒呈一面浮游,一面燃烧,使整个炉内几乎都变成了燃烧区。所以不能形成可见辉焰,而是处于820~900℃低温无焰燃烧的状态。
选择依据:
水泥预分解生产线窑炉耐火材料的选择,除了使用价格外,通常应考虑:
1、较长的使用寿命。影响使用寿命的因素有:耐火材料的耐火度,高温强度,耐火材料与水泥熟料的化学成分适应性,也就是耐火材料的抗化学侵蚀能力,热震稳定性与煅烧的高温熟料的反应结合能力等;
2、较好的保温效果。影响因素有:保温材料的导热系数,保温材料所允许的工作温度,容许保温材料占据的空间等;
3、较简易的砌筑方式和较快的砌筑速度;维修速度;我公司有最先进有湿式喷射技术,每小时可达15T的施工量。
4、通用性较好,可以从市场上较方便的获得。
4.为什么说预分解窑不是所有结皮都有害
窑尾、分解炉、预热器及它们的各连接管道内在过热和有害成分含量高的情况下可产生结皮。结皮可缩小物料、气流的有效通过空间,阻碍物料流动甚至引起堵塞;结皮还可引起物料入窑处的通道不畅,造成物料飞扬、在上升管道循环、加剧结皮、增加系统通风阻力。但并不是所有结皮都有害,而是大部分结皮有害,一部分结皮无害,有的结皮还可能有利。
一般在本应光滑的表面上,在原已狭窄的通道内的结皮都是有害结皮。如下料管、预热器锥体、分解炉燃烧区域及其上部、窑尾斜坡及窑尾缩口等处的结皮,这些地方的结皮阻碍物料和气流的流动,甚至可引起堵塞,减少了燃烧和热交换空间。而一些部位的结皮,如方形管道内四角上并十分大的结皮、各气体管道中气流流动区内的结皮等都是无害结皮。这些结皮对气体和物料流动没有多大影响。而以下两种结皮属于有益结皮:
第一种,如果某部位没有结皮则气流易在该区形成涡流,增加阻力损失,则该部位的结皮是有益结皮。
第二种,如果部位设计过大,使该部位风速过低,则该部位的结皮也是有益结皮。
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5.预分解窑的前结圈是如何产生的
预分解窑的前结圈是如何产生的? 前圈也叫冷圈,或称煤粉圈,煤粉圈并不是说此圈是由于煤粉加入到熟料中形成的圈,如果化验圈料的组成,仍然是与熟料组成相同。
之所以称煤粉圈,是由于煤粉细度过粗、水分过大会使煤粉的燃烧速度变慢,黑火头长,黑火头处的温度不低也不高,既适合烧成带出来的熟料与窑砖挂上窑皮,又不能烧蚀刚长起的窑皮。这就是前圈。
一般预分解窑不会产生前结圈,但有些自行改造的小型窑,却常被前结圈所困扰。这是因为:设计中选用单筒冷却机代替篦冷机,二次风温度偏低,即使是改造加上一段篦冷机,一般也只有800度左右。
如果再加上煤粉细度偏粗、燃烧器燃烧效果不好等条件,煤管伸入窑内200mm以上时,火焰会有较长的黑火头。创造了窑结皮的温度条件。
解决前结关的出路是设法加快熟料的冷却速度,尽快使熟料进入篦冷机,提高二次风温度达1100度以上,以使窑内不会存在前圈生产的温度。为此,不要选用单筒冷却机:煤管选用多风道形式;喷煤管不要伸入窑内过多;煤粉细度、水分符合要求等。
信息来源于: 巩义市新兴机械厂。
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