迴轉窯
迴轉窯（Rotary kiln）是一個用於在連續的過程中透過煅燒將材料升溫到高溫的高溫處理裝置。 使用迴轉窯生產的材料包括：
它們也可用於金屬提取的前段，透過各種焙燒硫化物礦石來準備礦石作冶煉。
工作原理[編輯]
窯爐是一個圓筒形容器中，稍傾斜於水平方向，這是慢慢地繞其軸線旋轉。要被處理的材料被送入工作缸的上端。作為窯旋轉時，材料逐漸向下移動，朝下端，並且可以經受一定量的攪拌和混合的。熱氣體通過沿窯，有時在相同的方向上的處理材料（順流），但通常在相反的方向（逆流）。熱氣體可在爐外產生，或者可以通過對窯內火焰產生。這樣的火焰從燃燒器管（或「燒管」），它的作用就像一個大的本生燈預測。燃料為這可能是氣體，油，粉碎石油焦或煤粉。
物料迴轉窯內煅燒的過程是生料從窯的冷端餵入，由於窯有一定的傾斜度，且不斷緩緩地迴轉，使物料產生一個即沿著圓周方向翻滾，又沿著軸向從高溫向低端移動的複合運動，因此使生料連續向熱端移動。燃料自熱端噴入，在空氣助燃下燃燒放熱並產生高溫煙氣，熱氣在風機的驅動下，自熱端向次端流動，而物料和煙氣在逆向運動的過程中進行熱量交換，使生料煅燒成為熟料。在與物料交換過程中形成的熱空氣，有窯進料端進入窯系統，最後由煙囪排入大氣。因此，研究迴轉窯的工作原理，主要是研究物料在窯內的運動，窯內氣體的流動，燃料燃燒和物料與氣體間傳熱的現象和規律。迴轉窯工作原理
建築[編輯]
迴轉窯的基本組成部分是殼，爐襯的耐火材料，支持輪胎和滾筒，傳動齒輪和內部熱交換器。
窯殼[編輯]
這是從熱軋低碳鋼板，通常在15至30毫米厚，焊接，以形成一個筒可以是高達230米的長度和直徑達6米製成。這將通常位於東/西軸，以防止渦流。
在直徑上的限制是由外殼的傾向在其自身重量而變形為橢圓截面，具有隨之而來的彎曲轉動過程中設置。長度不一定是有限的，但它變得難以應付的加熱變化的長度和冷卻（通常大約為0.1〜長度的0.5％），如果窯是很長的。
耐火襯裡[編輯]
耐火材料襯裡的目的是從窯內的高溫絕緣鋼外殼，並保護它從處理材料的腐蝕特性。它可以由耐火磚或澆注耐火混凝土，也可以是不存在的那些情況下大約低於250℃的窯中區所選擇的耐火取決於窯和被處理的材料的化學性質內的溫度。在某些過程，如水泥，耐火材料壽命是通過保持被處理材料上的耐火材料表面上的塗層延長。襯裡的厚度一般範圍為80到300毫米。一個典型的耐火材料將能夠維持1000℃以上的熱側和冷側之間的溫度下降。外殼溫度必須保持在低於350℃左右，以保護鋼鐵免受損害，並連續紅外掃描儀是用來給的「熱點」表示耐火故障預警。
輪胎和壓路機[編輯]
窯輪胎特寫鏡頭顯示出典型的椅子安排輪胎，有時稱為騎環，通常包括一個單一的環形鋼鑄造，機械加工成平滑的圓柱形表面，鬆散到窯殼的連接，通過各種「椅子」的安排。這些都需要設計的一些技巧，因為輪胎必須緊貼外殼，也讓熱運動。在對鋼輥的輪胎遊樂項目，還加工成光滑的圓柱表面，並設置一個窯，直徑約半分開。滾筒必須支持窯，並允許旋轉是因為幾乎無摩擦的可能。一個精心設計的窯爐，當電源被切斷，來休息前將搖擺擺樣了很多次。一個典型的6×60米窯，包括耐火材料和飼料的質量，大約是1100噸，以及將在三個輪胎和套滾筒，沿窯的長度間隔開進行。最長的窯爐可以有8台壓路機，雖然很短窯可能只有兩個。窯爐通常旋轉在0.5至2轉，但有時一樣快5轉。最現代化的水泥廠的窯都在運行4〜5轉。輥子的軸承必須能夠承受所涉及的大的靜態和活載的，並且必須小心地保護，從窯和灰塵侵入的熱量。除了支持輥，通常有上和下「保持（或推力）滾子」軸承對輪胎的一側，即防止窯滑離支撐輥。
齒輪傳動[編輯]
窯通常是由一個單一的周長齒輪的方式圍繞窯管的散熱器部分轉向，但有時它是由驅動輥轉動。該齒輪是通過一個齒輪繫到可變速電動馬達相連接。這必須具有高起動轉矩，以便開始用大偏心載荷的窯。一個6×60米窯大約需要800千瓦轉3轉。通過窯料流的速度成比例的轉速，所以可變速驅動器是必要的，以便控制此。當通過輥子的驅動，也可以使用液壓驅動器。這些有發展異常高扭矩的優勢。在許多過程，它是危險的，允許熱窯停滯不前，如果驅動器電源出現故障。窯的頂部和底部之間的溫度差可能導致窯翹曲和耐火材料損壞。因此，這是正常的過程中停電使用提供輔助驅動。這可能是一個小型電動馬達與一個獨立的電源，或柴油發動機。這將窯很慢，但足以防止損壞。
內部熱交換器[編輯]
在迴轉窯熱交換可能是通過傳導，對流和輻射，以遞減順序效率。在低溫工藝，並在長窯爐缺乏預熱器的較冷部分，窯通常配有內部熱交換器，以鼓勵氣體和進料之間的熱交換。這些可能包括勺或通過氣體流級聯供料「提升器」，或者可以是加熱在窯的上部，並賦予熱進料，因為它們浸料表面以下的金屬插入窯旋轉。後者的青睞，其中舉重選手將導致過多的灰塵回升。最常見的換熱器由鏈掛在整個氣流窗簾。
其他設備[編輯]
窯用材料排出罩連接在其下端和管道中，用於廢氣中。這需要氣密密封在窯的兩端。廢氣可以去浪費，或可能進入預熱器的進一步交流與熱量的進入飼料。這些氣體必須通過窯，如果安裝在預熱器被繪製，由位於排氣端的風扇。在其中可具有高的壓力降預熱裝置，大量的風機功率可能是需要的，並且風扇往往是再在窯系統最大驅動。排氣氣體中含有的灰塵，因此可能有不希望的組分如二氧化硫或氯化氫。設備安裝擦洗這些了廢氣傳遞到大氣中。
熱效率[編輯]
迴轉窯的熱效率大約是50-65％。
參考資料[編輯]
- R H Perry, C H Chilton, C W Green (Ed), Perry's Chemical Engineers' Handbook (7th Ed)，麥格勞 - 希爾（1997），第12.56-12.60，23.60，國際標準書號978-0-07-049841-9
- K E Peray, The Rotary Cement Kiln，CHS出版社（1998），國際標準書號978-0-8206-0367-4
- Boateng, Akwasi, Rotary kilns : transport phenomena and transport processes。阿姆斯特丹;波士頓：愛思唯爾/巴特沃斯 - 海涅曼（2008），國際標準書號978-0-7506-7877-3
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