【正文】 按其煅燒工藝劃分：有濕法、半干法和干法生產(chǎn)工藝。因?yàn)?，它即可以用?lái)煅燒耐火材料，又可以用來(lái)煅燒冶金爐料，水泥熟料等。 39 隨著石灰煅燒技術(shù)的發(fā)展和需要，用來(lái)煅燒冶金爐料的窯爐很多，而用作煅燒活性石灰的窯爐型式也愈來(lái)愈多，其中，一般常見(jiàn)的有： a、 豎式預(yù)熱器和豎式冷卻器的回轉(zhuǎn)窯 b、 帶爐篦子式回轉(zhuǎn)窯 c、 冷卻筒式回轉(zhuǎn)窯 d、 新型豎窯 e、 雙（套）筒豎窯 f、 并流蓄熱式豎窯 g、 逆流筒機(jī)械化混料立窯 h、 旋轉(zhuǎn) 爐床窯 i、 沸騰層窯 j、 四行程煅燒爐 雖然，在不同型式的窯爐（包括一般型式的普通窯爐）上，都可以用來(lái)煅燒石灰或活性石灰。它應(yīng)該是由一套系統(tǒng)化的設(shè)備組成的煅燒設(shè)備。 第五章、活性石灰的煅燒設(shè)備 活性石灰的煅燒過(guò)程，是指石灰石必須要經(jīng)過(guò)一套合適的容器、一定的過(guò)程、一定的溫度（熱量）和時(shí)間，才能夠完成向石灰的轉(zhuǎn)化。 根據(jù)不同的測(cè)量接觸方式，測(cè)量原理又可分為：熱電，溫差，熱敏，光學(xué)，比色等。 如果將攝氏溫度用 t 表示，絕對(duì)溫度用 T 表示，則攝氏溫度和絕對(duì)溫度的關(guān)系是： T = t + K 在使用或工程計(jì)算中 ,由于一般都采取忽略小 數(shù)點(diǎn)后的數(shù)值，所以，常規(guī)的表現(xiàn)關(guān)系式被定為： T = t + 273 K。其中，攝氏溫度（℃）是目前常用的，但在國(guó)際準(zhǔn)規(guī)定中，通常采用的是開(kāi)氏溫度（ K）表示，開(kāi)氏溫度也叫絕對(duì)溫度。而對(duì)溫度的表示結(jié)果，通常是以測(cè)量?jī)x表來(lái)反映的。所謂溫度，它是表示物體冷熱程 度的物理量。機(jī) 38 械風(fēng)吹出和帶走物料所含的熱，熱量通過(guò)對(duì)流傳熱加熱空氣。高熱石灰在冷卻器內(nèi)停留約 30 分鐘，即可在強(qiáng)烈的熱交換中被冷卻至 100℃以下，從而有效地防止了晶體繼續(xù)長(zhǎng)大。 為了防止出窯后的石灰熟料在高溫下發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)改變，對(duì)出窯后石灰的冷卻，應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)完成。當(dāng)被燒成的石灰從離開(kāi)了火焰輻射區(qū)開(kāi)始，石灰的傳熱狀態(tài)即開(kāi)始發(fā)生改變，從接 受氣流的對(duì)流傳熱，窯襯、顆粒間的傳導(dǎo)傳熱、火焰的輻射傳熱轉(zhuǎn)變成向外擴(kuò)散放熱。這就是通常所說(shuō)的，物料從石灰石被煅燒成了石灰。 隨著物料在窯內(nèi)不斷地向前翻滾移動(dòng)，石灰顆粒開(kāi)始接觸火焰的輻射傳熱。使物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯后，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)，與熱煙氣進(jìn)行并完成強(qiáng)烈的熱量交換。在回轉(zhuǎn)窯的進(jìn)料端，采用豎 式預(yù)熱器裝置。其中，廢氣余熱和回轉(zhuǎn)窯筒體散熱，是傳熱過(guò)程中造成熱量損失的兩個(gè)主要的因素。 由于襯磚內(nèi)外表面存在溫度差，熱量從外表面?zhèn)髦羶?nèi)表面，并以輻射和對(duì)流方式向周?chē)橘|(zhì)散熱。 末暴露的襯磚表面，首先以導(dǎo)熱方式，將蓄積的熱量傳遞給物料。又因襯磚的傳導(dǎo)傳熱，物料的最低受熱點(diǎn)，卻是料層的中間部分。當(dāng)窯尾煙氣溫度達(dá)到 1000℃左右時(shí)，傳熱方式以輻射為主，對(duì)流、傳導(dǎo)為輔。這是因?yàn)?，物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的填充率（填充系數(shù)）通常是比較低的，一般在 8 %左右。 37 型， 50179。在對(duì)回轉(zhuǎn)窯的選擇上，一般多以短而粗的窯型為主。 在煅燒過(guò)程中，對(duì)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)所謂三帶的劃分，應(yīng)根據(jù)煅燒工藝要求而設(shè)定，也就是說(shuō)，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，對(duì)三帶的 劃分是沒(méi)有嚴(yán)格的界限要求的。實(shí)際上也就是三個(gè)不同的傳熱表現(xiàn)階段。這時(shí)的熱量交換已成為散熱傳熱。這是回轉(zhuǎn)窯較之其它窯型相比，所特 有的優(yōu)點(diǎn)之一。這也是石灰煅燒過(guò)程中最重要的傳熱方式。 在回轉(zhuǎn)窯煅燒系統(tǒng)中，物料在豎式預(yù)熱器內(nèi)的傳熱，是靠吸收氣流中的熱，以對(duì)流傳熱方式進(jìn)行的。 窯壁對(duì)物料表面的輻射及傳導(dǎo)傳熱。 在煅燒活性石灰的回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)內(nèi)，熱量交換的過(guò)程一般包括： 火焰煙氣對(duì)物料表面的輻射傳熱。凡是絕對(duì)零度以上的物體都能輻射出熱量，也可以得到熱量。 它是由熱能部份轉(zhuǎn)變成輻射能。流體的運(yùn)動(dòng)方式，自然運(yùn)動(dòng)或強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)，傳熱壁形狀、位置和大小等。 36 由于流體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱量傳遞叫對(duì)流傳熱； 影響對(duì)流傳熱的因素有：流體的種類(lèi)，液體、氣體、蒸汽。 根據(jù)傳熱原理，物體之間的傳熱方式有傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱和輻射傳熱三種。 = x m3 m3 179。 247。 106 = 吉焦 例如：當(dāng)某一燃料的低發(fā)熱值為 4000 kcal / m3 時(shí)， 則： 4000179。 = 1179。這個(gè)單位就是：吉焦單位。如：卡、大卡、千卡、焦耳、千焦等。 五、熱量換算 任何一個(gè)種類(lèi)燃料在燃燒過(guò)程中，都會(huì)產(chǎn)生和釋放 出不同的熱量。例如，對(duì)一次空氣的使用原則，應(yīng)根據(jù)燒嘴裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、使用效果、燃料特性、火焰形狀、煅燒狀態(tài)等綜合性因素，進(jìn)行調(diào)配供給。二次空氣則占有較大比例。 理論概念上的總空氣量 中，決定一次空氣分配關(guān)系的重要因素是燃燒器（燒嘴）的性能。 回轉(zhuǎn)窯煅燒活性石灰的熱量來(lái)源，在以氣體燃料（焦?fàn)t煤氣或混合煤氣）為能源介質(zhì)時(shí)。它的作用是：對(duì)煅燒后的熟料進(jìn)行強(qiáng)制穿透，快速冷卻。 二次空氣：在回轉(zhuǎn)窯的操作術(shù)語(yǔ)中，通常被稱(chēng)之為二次風(fēng)。它的目的是幫助形成火焰形狀，并使燃料與空氣進(jìn)行混合，產(chǎn)生燃燒，從而促進(jìn)氧化反應(yīng)強(qiáng)烈地進(jìn)行。一次風(fēng)經(jīng)過(guò)燒嘴裝置上設(shè)置的通道，送出常溫空氣。它們?cè)谕瓿芍嫉倪^(guò)程中，又根據(jù)燃燒的需要而具有各自的用途和特征。 根據(jù)回轉(zhuǎn)窯的工作原理，燃燒器的性能，燃料的理化性質(zhì)，以及燃料燃燒特性的需要。在燃料燃燒過(guò)程中，由于存在著影響實(shí)際燃燒溫度的主要因素之一，是空氣的使用因素，如何供給助燃空氣，就顯得非常重要了。同時(shí)，也是為了起到控制因空氣量不足而產(chǎn)生燃燒不完全時(shí)，在廢氣中產(chǎn)生不應(yīng)有的 CO（一氧化碳）氣體（可燃 物質(zhì)）的作用。 燃料的燃燒過(guò)程，應(yīng)該有足能的空氣參與燃燒。 總之，不同的燃料在燃燒時(shí)，所需要的過(guò)?？諝庀禂?shù)是不同的。 液體燃料燃燒時(shí)的空氣過(guò)剩系數(shù)為： ~ ％。因?yàn)?，它與其它種類(lèi)的燃料相比較，非常容易和空氣混合。 但是，不同的燃料在燃燒過(guò)程中，由于燃燒方法，燃燒裝置的特性和性質(zhì)的不同以及操作方式的影響，對(duì)過(guò)?？諝馐褂玫南禂?shù)要求也是不同的。它是指實(shí)際空氣用量與理論空氣用量之比。在助燃空氣中，我們經(jīng)常提到的富余空氣，就是有關(guān)燃燒概念中的過(guò)?？諝庀禂?shù)。因此，過(guò)多的空氣 會(huì)消耗或帶走有價(jià)值的熱量。反之，當(dāng)空氣過(guò)剩時(shí)，多余的空氣因未能參于助然反而會(huì)帶走燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量，這也同樣會(huì)降低燃燒溫度。在燃料投入量不缺乏，但空氣量缺乏時(shí)，一定數(shù)量的可燃物質(zhì)由于缺少了空氣的幫助而沒(méi)有產(chǎn)生燃燒，造成了產(chǎn)出熱量的缺乏。因?yàn)樗鼘⒂绊懼剂系娜紵|(zhì)量和熱量的有效釋放率。而助燃空氣對(duì)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量的影響也同樣是非常大的。其中，主要的影響有： 燃料的發(fā)熱值 空氣和燃料的預(yù)熱溫度 富氧空氣和氧氣的燃燒 過(guò)剩空氣系數(shù)。 燃料與空氣混合，產(chǎn)生燃燒是一個(gè)氧化反應(yīng)過(guò)程，燃料必須借助空氣才能燃燒。 這也就是說(shuō)，所謂的助燃空氣， 在實(shí)際意義上指的是空氣中的 O2（氧氣）成份。在它們當(dāng)中， N2 （氮?dú)猓┦且环N惰性氣體，是不具備助燃條件的。但是，能夠影響燃料產(chǎn)生和完成燃燒及產(chǎn)生燃燒溫度的重要因素之一，是空氣的存在和使用。獲 得高溫狀態(tài)下燃料與空氣可持續(xù)混合的環(huán)境。擴(kuò)大前焰面能夠加快預(yù)熱速度，產(chǎn)生迅速著火。 c、 形成較大的火焰?zhèn)鞑バЧ? b、 在高溫環(huán)境中進(jìn)行燃燒。 對(duì)氣體燃料（主要指焦?fàn)t煤氣）的燃燒過(guò)程而言，獲得迅速、完全、熱 32 利用率高的基本方法是： a、 與空氣形成分子狀完全混合。混合程度決定燃燒的完全程度，混合速度決定燃燒速度。因空氣系統(tǒng)（風(fēng)機(jī)）不足或異常時(shí)，易產(chǎn)生燃燒不完全，回火燃燒和爆炸的缺點(diǎn)。在回轉(zhuǎn)窯和其它窯爐上得到了普遍地采用。 由于擴(kuò)散燃燒狀態(tài)在使用時(shí)，具有火焰輻射 能力強(qiáng)，溫度分布均勻，火焰狀態(tài)可以調(diào)整。而是以各自的通道，分別通過(guò)燒嘴噴出后，邊混合邊燃燒并形成火焰。 擴(kuò)散燃燒狀態(tài)，亦可稱(chēng)為有焰燃燒狀態(tài)。 由于動(dòng)力燃燒狀態(tài)對(duì)煤氣與空氣的混合存在著壓力、預(yù)熱溫度、純度等方面的要求，在燃燒時(shí)，它具有易回火、不易控制、易燒壞燒嘴和易產(chǎn)生爆炸的缺點(diǎn)。這一燃燒狀態(tài)的速度極快，噴出燒嘴后，便會(huì)很快完成燃燒。它是指： 燃料（煤氣），空氣在進(jìn)入燃燒室（窯內(nèi)）或燒嘴以前，預(yù)先進(jìn)行了混合。 氣體燃料的燃燒狀態(tài)，一般可分為動(dòng)力燃燒狀態(tài)和擴(kuò)散燃燒狀態(tài)。 氣體燃料燃燒過(guò)程熱平衡的基本內(nèi)容包括： —— 燃料的化學(xué)熱，即燃料的發(fā)熱量 —— 空氣帶入的物理熱 —— 燃料帶入的物理熱 —— 燃燒產(chǎn)物得到的物理熱 —— 燃燒產(chǎn)物 傳給周?chē)橘|(zhì)的熱量 —— 由于不完全燃燒損失的熱量 31 —— 由于燃燒產(chǎn)物中某些氣體在高溫下熱分解反應(yīng)消耗的熱量 影響燃燒速度的主要矛盾不是燃料本身的反應(yīng)，而是煤氣與空氣的混合以及混合以后，可燃?xì)怏w被加熱的升溫速度。 分子量： 氣體比重： 液體比重： 。 分子量： 比重： SO2 又稱(chēng)無(wú)水亞硫酸或亞硫酸酐。 分子量： 32 比重： CO2 又稱(chēng)碳酸氣。 當(dāng)燃料的可燃分子與氧化劑分子相接觸，在一定的溫度環(huán)境和濃度條件下，發(fā)生燃燒反應(yīng)并放出一定的熱量的現(xiàn)象被稱(chēng)之為燃燒現(xiàn)象。 造成燃料燃燒過(guò)程 不完全燃燒的因素一般有，機(jī)械不完全燃燒：由機(jī)械帶出和漏損等原因造成燃料損失。 所謂完全燃燒：是指燃料中的可燃元素成份與氧結(jié)合后，因燃燒變化而生成了 CO2（ 二氧化碳 ）， SO2（ 二氧化硫 ） 和 H2O（ 水蒸氣 ） 等新的物質(zhì)并不再有可燃物質(zhì)存在時(shí)。 燃料發(fā)生燃燒的過(guò)程一般可分為：混合，著火，燃燒三個(gè)基本階段。而對(duì)燃燒不利的成份則為 ： N CO2.。它們的燃燒方程式為： 2H2 + O2 = 2H2O CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O CHm + （ N+ m/4） O2 = NCO2 + m/2H2O。 分子量： 比重： 熱值： 8530 大卡 /m3 著火溫度： 650～ 750℃ 爆炸范圍： ～ 15%， H2：無(wú)色無(wú)臭氣體，難容于水。 CH4：屬于無(wú)色氣體。它與其它氣體燃料一樣，是由若干種成份單位所組成的混合氣體。被稱(chēng)為該燃料的自燃點(diǎn)，而在使用點(diǎn)火源點(diǎn)火，開(kāi)始燃燒時(shí)的最低溫度則被稱(chēng)為該燃料的燃點(diǎn)。這個(gè)著火的過(guò)程，是由緩慢的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變到猛烈的氧化反應(yīng)的發(fā)展過(guò)程。通常被稱(chēng)之為燃料的著火溫度。亦可稱(chēng)為“自然著火”。 燃料燃燒的前提條件是著火。 燃燒是一個(gè)化學(xué)變化的過(guò)程。 見(jiàn)表十三 常用燃料發(fā)熱值： 表十三 燃 料 名 稱(chēng) 低 發(fā) 熱 值 著 火 溫 度 ℃ 液化石油氣 10800 kcal / kg 300 重 油 9800 kcal / kg 500 — 600 天 然 氣 9000 kcal / Nm3 550 — 600 標(biāo) 準(zhǔn) 煤 7000 kcal / kg 600 焦 爐 煤 氣 4000 kcal / Nm3 600 — 650 轉(zhuǎn) 爐 煤 氣 1800 kcal / kg 650 — 700 高 爐 煤 氣 950 kcal / Nm3 700 三、燃料燃燒 所謂燃燒，是指可燃物質(zhì)與氧化合，并同時(shí)放出光和熱的現(xiàn)象。 在目前常見(jiàn)的燃料種類(lèi)中，發(fā)熱值最高的是液化石油氣。 在日常使用過(guò)程中，我們所指的或使用的燃料發(fā)熱值，通常是指燃料燃燒后的最低發(fā)熱值（ QH），單位常以 kcal / kg （千卡 /千克）或 kcal / Nm3 （千卡 /標(biāo)準(zhǔn)立方米）表示。 在單位燃料完全燃燒后，將燃料產(chǎn)物中的水蒸汽冷卻到 20℃時(shí)所放出的熱量。 在單位燃料完全燃燒后，將燃燒產(chǎn)物中的水蒸汽冷卻到零度時(shí)的水放出的熱量也計(jì)算在內(nèi)的熱量。其中最明顯的特征之一，就是熱值不同。重油的粘度較大，并且能夠隨溫度的變化而變化，因此，它的比重亦會(huì)隨溫度的變化而變化。屬于典型的工業(yè)燃料。其質(zhì)地粘度較大，常溫狀 27 態(tài)呈半固體，經(jīng)升溫加熱降低粘度后呈半流 質(zhì)體。它們包括烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴和少量烯烴及少量的硫化物、氧化物、水以及混入的機(jī)械雜質(zhì)。 煙煤理化指標(biāo)： % 表十 名 稱(chēng) S 水份 灰份 揮發(fā)份 細(xì)度 指 標(biāo) ≤ ≤ ≤ 10 ≤ 15 ≤ 8 六）、重油 重油是一種有機(jī)化合物的混合物。 其中，煤的揮發(fā)份，是檢測(cè)煤的質(zhì)量和在工業(yè)用途中進(jìn)行分類(lèi)的重要指標(biāo)之一。 根據(jù)用途的不同，對(duì)煤的質(zhì)地要求亦不同。煤因分布于地表地下，地域廣闊、開(kāi)采容易、用途廣泛。屬于天然的、埋于地下，由 C（碳）、 H（氫）、 O（氧）為主要元素組成的有機(jī)巖質(zhì)。當(dāng)氣體的體積不變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)與氣體的絕對(duì)溫度成正比的關(guān)系。 26 氣體的溫度、壓力、體積之間的關(guān)系具有：在一定的壓力條件下，氣體的體積與氣體的絕對(duì)溫度成反比。此外，在使用中還存在著很多習(xí)慣性的表示單位。 壓力單位，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中使用 N/m2 即 Pa（帕斯卡）表示。 通過(guò)對(duì)氣體燃料基本性能的了解，煤氣是一種較為經(jīng)濟(jì)、用途廣泛的由管道輸送，必須具有一定的壓力、溫度、體積、速度的氣體燃料。 f、 CO 濃度達(dá)到 60