碳酸鈣大部分被分解后的生料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒生成熟料。窯頭一把火由鼓風(fēng)機(jī)提供的一次空氣與煤粉先進(jìn)行混合并自窯頭通過三通道(或四通道)噴煤管一起噴入窯內(nèi),形成噴射流股,煤粉顆粒懸浮在流股之中,一方面燃燒,一方面隨氣流運(yùn)動,通過冷卻機(jī)被熟料預(yù)熱后的二次空氣,在窯尾排風(fēng)機(jī)的抽引下,由窯頭進(jìn)入窯內(nèi),擴(kuò)散包圍在射流周圍,在流股邊緣渦流帶動下,逐步進(jìn)入燃燒的流股之中,參與燃燒,形成一定形狀的火焰。
煤粉顆粒在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的燃燒過程與一般燃燒過程相似,入窯后先被干燥,排除水分,隨著溫度的升高,揮發(fā)分開始逸出,并在顆粒周圍形成一層氣薄膜,這一過程成為干燥、預(yù)熱階段,當(dāng)溫度繼續(xù)升高,達(dá)到揮發(fā)分的燃點(diǎn)后,揮發(fā)分開始燃燒并形成可見的火焰,在揮發(fā)分沒有燃燒完以前,焦炭顆粒被揮發(fā)分和燃燒產(chǎn)物的其他膜所包圍,無法與氧氣接觸,因而無法燃燒,只能進(jìn)行焦化,待揮發(fā)分燃盡后,空氣中的氧氣才能擴(kuò)散到焦炭顆粒表面,進(jìn)行煤粉燃燒的主要反應(yīng)——炭粒的燃燒。
先是炭粒表面生產(chǎn)CO,并以氣相的形式圍繞在顆粒周圍,在遇到空氣中的氧氣是燃燒生成二氧化碳。形成一薄層反應(yīng)區(qū),放出熱量生成的二氧化碳?xì)怏w又向顆粒表面擴(kuò)散,離開表面的成為燃燒產(chǎn)物,被排走:而由顆粒內(nèi)部向著表面擴(kuò)散的二氧化碳又通過反應(yīng)還原成一氧化碳,因此,實(shí)際上在炭粒表面的氧氣是很少的,特別是處在流股中心部位的顆粒,很難與氧氣接觸,影響其燃燒速度。因此,若要加快燃燒速度,應(yīng)當(dāng)設(shè)法增加炭粒表面氧的濃度。因?yàn)樵谳^高溫度下,燃燒速度主要決定于擴(kuò)散速度的大小。
影響氣體向內(nèi)部擴(kuò)散的主要因素有兩點(diǎn):一是顆粒表面氣體的壓力與流速,表面氣壓大、流速快,則容易向內(nèi)擴(kuò)散;二是焦炭顆粒的透氣性,揮發(fā)分燃燒后的焦炭顆粒是多孔的,這些孔的存在引起了炭粒表面的增加,特別是穿透性的氣孔,更能使氧氣進(jìn)入顆粒的內(nèi)部。
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