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物料在回转窑内的传热与热解综合研究

当前阶段,物料在进行热解工艺处理的过程中,不同物料在进行热解反映的过程中研究内容越来越丰富。同时因为物料较为复杂,热解过程中,化学反应也相对较为复杂,使得热解当中不同类型的产物机理并不能够确定。因为对物流热解机理等的研究尚多停留在热解反映方面,为此,加强物料在回转窑内的传热热解综合研究具有重要意义。

回转窑

一、回转窑内的传热

回转窑在应用性方面具有较高地位,例如在进行水泥以及石灰石等材料的煅烧或者是干燥方面,同时,因为用途之间存在差异性,物料在进行回转窑转动以及运动的过程中,通常情况下,需要采用干燥、或者是加热等方式,目的是为了让物料能够在回转窑当中吸收足量热量,并 热交换反应,这也是回转窑设计以及运动工程中应当注重的重要方面。

通常情况下,回转窑当中形成的传热途径有多个,即受到物料覆盖的壁面以及料床之间的传热,具有非稳定性质导热状态的对流换热;另一种是交界面的接触传热以及辐射换热的综合传热过程。

相对于其他类型的固定窗或者是移动床反映情况而言,回转窑当中形成的传热 并不相同,如上内容所述,在回转窑当中的物料产生的运动状态以及转读之间具有十分密切的关联。塌落以及滚落床态属于实际应用过程中最为常见的状态。其中滚落床态属于相对更加理想的状态,这个过程中物料也会在横界面的运动过程中具有不同类型的划分。

回转窑

二、回转窑流动、热解机理分析

回转窑水泥以及石灰石等材料物质成分较为复杂,配方多样,包含数十种的化学元素。以某种常见物料为研究对象,通过 的分析可知物料中包含成分最多的物质为橡胶配合油,主要材料为生胶料以及炭黑等等。正是基于其成分复杂因此该物料窖内流动、传热热解机理相对复杂。通常情况下该物质成分中的炭黑在合理温度中不会出现化学反应,其热解反应主要是与配合油、胶料等等物质或碳氢化合物出现的二次反应。当物料温度范围逐渐扩大及温度明显提升时,物料中的高分子有机物质将会出现明显的裂解反应,主要裂解为热解气、热解油,均为小分子物质。当温度更高时已经裂解的液态物质将会进行吸热以及发生相变,进而产生物料气泡使其与物料颗粒完全脱离。在这个过程中还会出现二次反应,即热解油反应,目的在于 挥发性物质的干预影响。

影响物料在回转窑内流动、传热的因素主要包括以下几点:

(1)物料及四周物质的热量传递影响。根据上述对回转窑内部物料颗粒的传动影响分析,以及对物料周围颗粒传热分析的论述可知,物料和窑壁之间 热交换,物料和料床颗粒之间 热交换。

(2)物料颗粒自身内部完成的热交换。

(3)轮胎热解反应的热效应,轮胎热解反应动能学参数。

(4)热解挥发性产物逸出料床时所发生的蒸发相变。

(5)热解挥发性产物二次反应。

(6)热解反应所产生的物料的性质差异变化等等。

结合热解机理分析以及水泥及石灰石等物料在回转窑的流动、传热模型,能够对物料回转窑内热解具体过程进行试验分析。回转窑在其窑体外通过电炉进行加热处理,热量能够有效传到窑内, 对物料、气体热处理。

需要注意的是在窑体 位置因为热解反应较快,使物料温升速度有效下降,这跟系统整体加热速度、物料转动都有直接关系。

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