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德國洪堡（KHD）預分解系統的創新之路

來源：互聯網 2022-07-23 01:32:12

1952年，德國洪堡（KHD）公司制造并投產了世界上第一臺洪堡型旋風預熱器。預熱器把生料的預熱和部分生料預分解，原來在回轉窯內完成的工作轉移到預熱器內完成，從而實現了縮短回轉窯長度和降低回轉窯的規格的作用，傳統的在窯內以堆積滾翻狀態進行氣固對流換熱過程，轉移到預熱器內以懸浮狀態下實現氣固之間的對流換熱，使生料能夠同高溫煙氣充分接觸和混合，增大了氣固之間的換熱面積，顯著提高了傳熱速率，大大的提高了窯系統生產效率，并降低熟料的單位熱耗。

德國洪堡（KHD）預分解系統的創新之路(圖1)

世界上第一臺預熱器

1966年，洪堡公司開發了適用于高產量的雙系列旋風預熱器系統，該設計從窯進口起到第一級旋風筒，雙系列的每一列旋風筒都是完全獨立的。這種設計思想也逐漸被其它水泥生產企業和設備供應商接受。

德國洪堡（KHD）預分解系統的創新之路(圖2)

第一臺Pyroclon雙系列旋風預熱器設計

1965年，洪堡在其預熱器專利的基礎上，把窯尾與最下面一級旋風筒之間的連接煙道增高并彎曲向下，采用延長煙道的方法開發自己的分解爐的專利，也就是第一代的Pyroclon分解爐，Pyroclon-S型分解爐。

德國洪堡（KHD）預分解系統的創新之路(圖3)

Pyroclon-S分解爐

Pyroclon-S分解爐特點是上升煙道分解爐用的燃燒空氣從回轉窯內通過。對預熱器進行改造時，只要將最低一級旋風筒與煙室間上升煙道加長作為分解爐，其中燃料加入上升煙道，生料加入分解爐，達到一定分解率即可。

由于窯尾風速及風量的限制，供給分解爐的燃料量低于30%，入窯分解率受限。

之后，洪堡又在Pyroclon-S的基礎上開發出Pyroclon-R型分解爐。Pyroclon-R型分解爐是用單獨三次風管從篦冷機供應三次風，和窯尾煙室的廢氣一起作為分解爐燃料燃燒用風。這樣做目的主要降低了分解爐內CO2的分壓，提高了分解爐內的溫度，進一步改善了CaCO3在分解爐內的分解，供應分解爐燃料占總燃料的50％以上，使進入回轉窯的生料的分解率達90％以上，使熟料的燒成熱耗大大降低。

德國洪堡（KHD）預分解系統的創新之路(圖4)

Pyroclon-R型分解爐

1985年，隨著各國對環境保護越來越重視，洪堡在Pyroclon-R型分解爐的基礎之上開發出Pyroclon-R-Low NOx 型分解爐，旨在降低水泥廠的NOx排放。

德國洪堡（KHD）預分解系統的創新之路(圖5)

Pyroclon-R-Low NOx 型分解爐

其基本原理是，燒成系統產生氮氧化物在CO的還原氣氛下，生成對環境無害的N2和CO2。由冷卻機來的三次風成銳角方向進入煙道式分解爐，三次風與窯尾廢氣在一段時間內在煙道分解爐中平行向上流動。在分解爐下部的窯尾煙室出口廢氣區和分解爐稍高處三次風區各設一個燃燒器。在窯煙室出口廢氣區內利煤粉在貧氧環境不充分燃燒，伴隨著形成CO還原氣氛，使CO同NOx反應生成C02和 N2，另一方面生料的分解能夠有效的避免煤粉的燃燒產生的高溫有效避免了熱力型NOx，同時能夠將窯內產生的NOx降低35％——50%。另一股稍高燃料則在純三次風中起火燃燒。兩股料氣在180°彎頭合成一股進入預熱器。

1993年，洪堡公司在Pyroclon-R-Low NOx 型分解爐的基礎上開發出Pyrotop型分解爐。其目的是，在燃燒劣質燃料時，提高燃料在分解爐內停留時間，同時通過旋流對降低CO有顯著效果，同時也會降低廢氣中NOx。

德國洪堡（KHD）預分解系統的創新之路(圖6)

Pyrotop型分解爐

Pyrotop型分解爐是在Pyroclon-R-LowNOx分解爐鵝頸頂部增設1個Pyrotop混合室，其作用使爐內上行的料氣流至鵝頸頂部時，從混合室圓筒體下部切線方向渦旋入室，使較粗的物料及燃料顆粒分離，較細顆粒隨氣流從圓筒體上部排出，繼續經分解爐下行煙道進入最下一級旋風筒。

由Pyrotop混合室分離較粗物料及燃料經下料管分料閥，一部分再返回分解爐上行煙道繼續燃燒和分解，另一部分進入下行管道，隨混合室出來的料氣流一齊進入最下一級旋風筒。通過分料閥調節混合室出來的物料進入上、下行煙道比例，來控制物料再循環量，達到進一步優化出爐燃料燃盡率和增加生料分解率的目的。

總結

總之洪堡公司通過多年的技術研發及實踐，各種分解爐適用各種燃料，可控制分解爐內各區溫度；使料氣能很好混合；能降低廢氣中NOx及CO的含量，使整個預分解系統壓降降低。且各種型式分解爐系統，操作穩定，設備簡單，生料分解率高，適合燃燒劣質燃料。

迄今為止，德國洪堡公司已具有超過160多年的水泥行業經驗，在全球范圍內實施超過600條水泥生產線，在水泥領域擁有404項專利技術和159項商標，是預熱器的發明者，領頭人。近些年來，洪堡公司更是在技術上不斷創新，在分解爐降低氮氧化物及可替代燃料處理方面不斷取得突破，開發出不少新的技術，比如Pyroclon R + Combustion Chamber技術，PyroRedox技術，及PyroRotor等技術，為水泥工業的發展及環境保護方面做出了卓越的貢獻。

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