回轉窯的工藝操作主要是控制好窯內的溫度梯度、煅燒帶的長度、加料量和窯內負壓4項。向回轉窯內噴入的燃料和原料排出的揮發分燃燒后產生高溫,在回轉窯內形成3個溫度帶,即預熱帶、燃燒帶和冷卻帶。預熱帶為窯體全長方向靠近窯尾的一段,原料從窯尾上方的加料管進入窯內,窯尾溫度一般為800-900℃,原料從窯尾向窯頭移動先經過預熱帶加熱,排出水分及部分揮發分。煅燒帶是窯內溫度最高的一段,一般達到1300℃左右,高溫煅燒應達到1450℃左右。煅燒帶的長度受窯體長度及回轉窯內負壓的影響,在正常情況下約占容體長度的一半,煅燒帶的溫度與噴入燃料的數量及熱值有關,同時與噴人燃料和揮發分是否充分燃燒有關,特別是煅燒揮發分較大的延遲焦時,燃料和揮發分的燃燒都需要有大量的空氣,沒有足夠的空氣助燃,窯內溫度升不上去,但是空氣量過多又會增加窯內原料的氧化損耗和增大廢氣量,煅燒延遲焦時僅靠窯頭吸入空氣是不夠的,需要在窯體中部增加二次鼓風以補充空氣。炭質原料在回轉窯內燃燒時與高溫火焰直接接觸,因此氧化損耗比較大。20世紀80年代,中國炭素廠利用回轉窯煅燒石油焦的炭質燒損一般為10%-20%,每噸煅后焦的能耗為1GJ左右。美國煅燒石油焦都在石油焦生產廠進行,而且主要使用回轉窯,由于窯的密封件能較好,同時精確控制空氣量,炭質燒損一般在7%以下,每噸煅后焦能耗只有0.4-0.5GJ。
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