一 懸浮預(yù)熱技術(shù)

1懸浮預(yù)熱技術(shù)的內(nèi)涵

懸浮預(yù)熱技術(shù)是指低溫粉體物料均勻分散在高溫氣流中，在懸浮狀態(tài)下進(jìn)行熱交換，使物料得到迅速加熱升溫的技術(shù)。

1．1懸浮預(yù)熱技術(shù)的優(yōu)越性

利用傳統(tǒng)的濕法、干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)水泥熟料，生料的預(yù)熱(包括濕法窯料漿的烘干)、分解和燒成過(guò)程均在窯內(nèi)完成?；剞D(zhuǎn)窯作為燒成設(shè)備，由于它能夠提供斷面溫度分布比較均勻的溫度場(chǎng)，并能保證物料在高溫下有足夠的停留時(shí)間，尚能滿足要求。但作為傳熱、傳質(zhì)設(shè)備則不理想，對(duì)需要熱量較大的預(yù)熱、分解過(guò)程則不適應(yīng)。這主要由于窯內(nèi)物料堆積在窯的底部。氣流從料層表面流過(guò)，氣流與物料的接觸面積?。畟鳠嵝实退?。同時(shí)，窯內(nèi)分解帶料粉處于層狀堆積態(tài)，料層內(nèi)部分解出的二氧化碳向氣流擴(kuò)散的面積小、阻力大、速度慢，并且料層內(nèi)部顆粒被二氧化碳?xì)饽ぐ趸挤謮捍?，分解溫度要求高，這就增大了碳酸鹽分解的困難，降低了分解速度。懸浮預(yù)熱技術(shù)的突破，從根本上改變了物料預(yù)熱過(guò)程的傳熱狀態(tài)。將窯內(nèi)物料堆積態(tài)的預(yù)熱和分解過(guò)程，分別移到懸浮預(yù)熱器和分解爐內(nèi)在懸浮狀態(tài)下進(jìn)行。由于物料懸浮在熱氣流中，與氣流的接觸面積大幅度增加．因此傳熱速度極快。傳熱效率很高。同時(shí)，生料粉與燃料在懸浮態(tài)下，均勻混合，燃料燃燒熱以及傳給物料．使之迅速分解。因此，由于傳熱、傳質(zhì)迅速，大幅度提高了生產(chǎn)效率和熱效率。

1．2懸浮預(yù)熱窯的特點(diǎn)

懸浮預(yù)熱窯的特點(diǎn)是長(zhǎng)度較短的回轉(zhuǎn)窯后裝設(shè)了懸浮預(yù)熱器．使原來(lái)在窯內(nèi)以堆積態(tài)進(jìn)行的物料預(yù)熱及部分碳酸鹽分解過(guò)程．移到懸浮預(yù)熱器內(nèi)以懸浮狀態(tài)進(jìn)行，因此呈懸浮狀態(tài)的生料粉能與熱氣流充分接觸，氣、固相接觸面大，傳熱速度快、效率高，有利于提高窯的生產(chǎn)能力，降低熟料燒成熱耗。同時(shí)它尚具有運(yùn)動(dòng)部件少，附屬設(shè)備不多，維修比較簡(jiǎn)單，占地面積較小，投資費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)。

1．3懸浮預(yù)熱器的構(gòu)成和功能

懸浮預(yù)熱器主要有旋風(fēng)預(yù)熱器及立筒預(yù)熱器兩種。現(xiàn)在立筒預(yù)熱器已趨于淘汰。預(yù)分解窯采用旋風(fēng)預(yù)熱器作為預(yù)熱單元裝備。構(gòu)成旋風(fēng)預(yù)熱器的熱交換單元設(shè)備主要是旋風(fēng)筒及各級(jí)旋風(fēng)筒之間的聯(lián)接管道(亦稱換熱管道)。懸浮預(yù)熱器的主要功能在于充分利用回轉(zhuǎn)窯及分解爐內(nèi)排出的熾熱氣流中所具有的熱焓加熱生料，使之進(jìn)行預(yù)熱及部分碳酸鹽分解，然后進(jìn)人分

解爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)繼續(xù)加熱分解，完成燃料燒成任務(wù)。因此它必須具備使氣、固兩相能充分分散均布、迅速換熱、高效分離等三個(gè)功能。只有兼?zhèn)溥@三個(gè)功能，并且盡力使之高效化，方可最大限度地提高換熱效率，為全窯系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗和穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造條件。

1．4早期懸浮預(yù)熱器的分類

早期懸浮預(yù)熱器的種類較多，其分類方法主要有以下三種：

按制造廠商命名分類：早期有洪堡型、史密斯型、多波爾型、維達(dá)格型、蓋波爾型、zAB型等數(shù)種。

按熱交換工作原理分類：可分為同流熱交換為主、逆流熱交換為主及混流熱交換三種。

按預(yù)熱器組成分類：有數(shù)級(jí)旋風(fēng)筒組合式、以立筒為主的組合式及旋風(fēng)筒與立筒(或渦室)混合組合式三種。

以上三種分類方法，第一種比較直觀，第二、三種雖然著眼角度不同，但密切關(guān)聯(lián)。但是嚴(yán)格的說(shuō)．各種懸浮預(yù)熱器都有同流及逆流的熱交換效果．都屬于混流熱交換設(shè)備．雖然由數(shù)級(jí)旋風(fēng)筒組合的預(yù)熱器，物料同氣流的熱交換，主要是在各個(gè)旋風(fēng)筒(包括管道)發(fā)生，因此分類中稱之為以同流熱交換為主的懸浮預(yù)熱器。而在旋風(fēng)筒與立筒(或渦室)混合組成的預(yù)熱器中，同流及逆流兩種熱交換方式均起重要作用，故稱之為混流熱交換型懸浮預(yù)熱器。早期各種懸浮預(yù)熱器結(jié)構(gòu)示于圖1，懸浮預(yù)熱器分類及相互關(guān)系列于表1。

這些懸浮預(yù)熱器大多是20世紀(jì)五六十年代研制開(kāi)發(fā)，在各種類型的懸浮預(yù)熱窯及80年代初期的各種預(yù)分解窯上廣泛應(yīng)用。