炭素回转式煅烧窑的内部传热,由耐火砖厂家整理分享。
炭素窑炉是高温热处理设备,回转式煅烧窑的煅烧温度在1300℃以上。而窑内传热对生产质量与产量都有相应的影响,为了保证窑炉的正常运行,应对回转窑的内部传热进行适当分析。
对于不太长的煅烧回转窑,由于两端存在气流影响,要比较合理地分析窑内的传热是很困难的。为此,应抓住主要矛盾,来分析窑内的传热过程。
炭素材料煅烧回转窑,沿窑的长度方向,其内部空间的气体、内衬、材料等温度不断变化,在一些计算中,取的参数是平均值,内衬温度则不能这样取,显然在窑工作稳定时,在一定截面上,气体温度不是随时间而变化的,但内衬耐火砖温度则情况复杂,内衬表面沿圆周方向各处温度均不相同,在与热气体接触部分,由于接受热气体中传来的热量,内衬表面温度沿转动方向逐渐增高,而当转到和冷料接触时,由于热量不断传出,故沿转动方向温度逐渐降低。该过程如下图所示。
窑周展开(窑周长)
窑内转一周衬料蓄热放热情况示意图
对于炭素材料,在材料表面,由于材料颗粒不断翻动,表面的材料温度基本上与材料层内部材料温度一致,材料
层下的材料颗粒随着窑转动而被带上,并不翻动,一直与热内衬耐火砖接触,接受内衬耐火砖传给的热量,所以沿转动方向温度不断升高,材料层下表面材料平均温度比整个材料平均温度高。
回转窑内的传热源是燃料燃烧后的高温烟气,受热体是生料和窑内壁,是典型的气-固传热,传给生料的热量供煅烧过程中干燥、预热、分解和煅烧用,以完成全部工艺要求。回转窑内的传热方式为高温气体中具有辐射传热能力的组成,主要是CO2和H2O(汽)。但由于烟气中夹带着粉体物料,因此增大了气体的辐射率。同时,因为窑内流动气体和湍流作用,产生了有效的对流传热,堆积生料之间以及窑回转时物料周期性地与受热升温的窑体内壁相接触,而有辐射与传导传热共存。
总之,窑内气-固与固-固之间同时存在辐射、对流、传导三种传热方式。其间关系错综复杂。再加上回转窑系统中,预热器和冷却机都与窑首位相接,在一定程度上对窑内气、固温度分布也会产生一定的影响,从而更增大计算难度和复杂性。
注:回转窑内传热时,内衬耐火材料直接受高温气体影响,因此要求其耐高温性能、抗高温气体冲刷等,如我公司生产的粘土砖、高铝砖、轻质粘土砖、高铝聚轻砖、轻质硅砖及不定形耐火材料等。