第二章 回转窑的热解系统的设计

2。1 回转窑热解装置的原理及结构

回转窑是一种间接加热的高温分解反应器。回转炉的筒体是一个稍微有些倾斜的 圆筒，在发动机的作用下，筒体慢慢的旋转，使物料向下移动并且通过这个回转窑到 卸料口。废轮胎随着回转窑筒体的转动而不断前进同时进行热解反应。回转窑加热多 采用外部电加热方式，蒸馏容器是由金属构成，而燃烧室是由窑体内部的耐火材料砌 成。由筒体、传动装置、挡轮装置、加热装置、支承装置等部分组成了回转窑。回转 窑的筒体是受加热装置加热的回转部件，必须采用优质钢板卷焊制成，筒体通过轮带 支承在托轮的支承装置上，并在其中一挡支承装置上设有挡轮装置，以了解筒体是否 轴向窜动，通过设置在筒体中上部的大齿圈使筒体按照要求的转速来回转。由于安装 和维修的方便，大的回转窑窑设有可以使筒体以很低转速转动的辅助装置，为防止空 气进入及烟气溢出筒体，在筒体的进料端和出料端分别设有窑头和窑尾密封装置。分 解产物的燃烧气一部分在燃烧室内壁之间的空间燃烧，热量能用来加热废料。因此在 这类装置中热传导较重要，以保证热解反应的完全进行[4]。如图2-1所示，为水泥回转 窑装置。

图2-1 水泥回转窑装置

2。2 回转窑筒体尺寸和运行参数的确定

2。2。1 窑型

所谓窑型是指筒体首尾两端直径的变化。按筒体形状分有四种窑型：直筒型、热 端扩大型、冷端扩大型、两端扩大型。

直筒型的优点是筒体砌造和维护方便，回转窑窑内物料的移动速度均匀，操作控 制容易。热端扩大型可以加大一定时间内物料吸热量，如果原窑直径较小，扩大热端

可以提高产量，适用于高热容或高温反应的物料。冷端扩大型：安装热交换器方便， 扩大干燥带和预热带。哑铃型：提高填充系数，使物料流动的能力减弱，还能节约钢 材；这种窑型容易形成窑皮，在煅烧或热解能力足够的情况下，产率得到提高。但是 操作困难。总之不论扩大选择那种窑型，必须保证足够的预烧能力和热解能力[5]。只 有在回转窑实际生产实践研究中，发现某一重要不足时，在这种明显不足条件下改变 窑型，才会得到明显的效果。一般选用的筒型是直筒型。国内外发展趋势也是直筒型 窑为主。如还原、挥发、硫化精矿、焙烧、烧结、氯化等工业用回转窑多采用直筒窑， 因此采用直筒型。文献综述

2。2。2 长径比

窑的长径比是根据窑的规格、产量来确定的。长径比有两种表示方法：一是筒 体长度 L 与筒体公称直径 D 之比；另一是筒体长度 L 与窑的平均有效直径 D 均之比。 L/D 便于计算，L/D 均反映热工特点更加确切，为了区别两种比率，称 L/D 均为有效 长径比。如果长径比太小，窑尾温度过高，造成能量利用率低；如果长径比过大， 窑尾废气经过更长时间散热温度低，蒸发物料的能力下降，对燃烧气的干燥不利。 如果是相同类型回转窑的有效长径比和设计窑的规格有关，小回转窑的有效长径比 取下限，大回转窑取上限[6]。根据我对我国各企业的热解窑分析的统计：回转窑的长 径比一般在 14-16 之间。考虑到设计的回转窑是 30-40t/d 的小窑，所以选取小的长径 比 14。

2。2。3 转速

回转窑的转速大小对窑内废轮胎活动表面、废轮胎颗粒沿窑内轴向移动速度及 在窑内停留时间，对颗粒的混合和选择的填充系数都有关系。废轮胎在窑内的翻动 也要回转窑的转动来实现。