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初期的豎窯為方形,后來逐漸發(fā)展成圓形。初期豎窯使用二支旋轉(zhuǎn)燒嘴的燃燒方式,從1971年起采用了噴槍燃料的方式。由于這種并流蓄熱式豎窯煅燒石灰的熱耗量低,石灰質(zhì)量好,尤其在窯的自動化控制及開發(fā)以煤粉為燃料等方面又取得了新的進展后,在世界范圍內(nèi)得到了很大發(fā)展。
我國已從瑞士邁爾茲(MAERZ)公司引進了十幾座不同規(guī)格的雙膛豎窯,也從意大利西姆(CIMPROGETTI)公司引進了雙D窯 ,這些窯的生產(chǎn)運行都一直良好。
一、 結(jié)構(gòu)特點
1)豎窯窯體由兩個圓形或方形窯身構(gòu)成,窯外殼是鋼板,內(nèi)襯砌筑耐火磚和隔熱磚。窯殼外圍設(shè)有金屬平臺,可方便生產(chǎn)操作和檢修維護。平臺之間采用斜梯鉸性連接,可以吸收受熱等因素引進的形變。有的工廠為方便上下,還設(shè)有一臺載貨電梯。
2)向窯內(nèi)供給燃料的噴槍懸掛于預(yù)熱帶中部窯的側(cè)壁,液體燃料的噴槍由三層套管組成。最內(nèi)部的管道送入霧化的燃料,第二層管道送入冷卻空氣,最外層管道內(nèi)裝隔熱材料起隔熱保護作用。為防止石灰石落下的沖擊和磨損,噴槍上面裝有保護膜。每個窯膛內(nèi)裝有數(shù)十根噴槍。生產(chǎn)過程中,需向蓄熱側(cè)窯身的噴槍內(nèi)噴入空氣,防止噴槍氧化和阻塞。
3)連接通道處于煅燒帶和冷卻帶的結(jié)合部。在煅燒窯膛生產(chǎn)的氣體從窯身外側(cè)均勻進入蓄熱窯膛側(cè)窯身。
4)對于超過300t/d的圓形窯,石灰石投入裝置由輔助料斗、可逆皮帶機、裝料口及料鐘組成。小于300t/d的矩形窯,石灰石投入裝置由輔助料斗、溜槽及料鐘組成。
5)窯頂氣體各設(shè)置一個燃燒空氣轉(zhuǎn)換閥和廢氣轉(zhuǎn)換閥。燃燒時燃燒空氣轉(zhuǎn)換閥打開,蓄熱窯的燃燒空氣轉(zhuǎn)換閥關(guān)閉。空氣從燃燒窯爐進入。燃燒窯爐的廢氣閥關(guān)閉,蓄熱窯爐的廢氣閥打開,廢氣從蓄熱窯爐向窯外排出。
6)燃燒空氣和冷卻空氣都由專用羅茨風機送入窯內(nèi)。根據(jù)空氣過剩系數(shù)和產(chǎn)量任意設(shè)定送風量。豎窯在燃燒過程中為正壓,通常風壓在30kPa以下操作。
7)爐窯操作配置PLC控制操作系統(tǒng),簡單易操作。一個周期的時間一旦被確定,程序控制器便是指令此一周期中的各個工序(爐頂閥的轉(zhuǎn)換、燃燒、原石的投入、其他)的開始及終了的控制裝置。
二、熱工特性
石灰石的煅燒為物理化學(xué)過程,在加熱后發(fā)生下式分解反應(yīng):
CaCO3===CaO+CO2-3152kj/kg