直燃式与间接式回转窑的区别.docx

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1、直接VS. 间接燃烧的回转窑和干燥器：热处理的初学者指南本文由以下人员共同撰写：流程和销售工程师热处理专家CarrieCarlson技术作家一个多世纪以来，旋转设备已被广泛接受作为散装固体的热处理的优选手段，与固定处理设备相比具有明显的优势。当圆柱体旋转时，翻滚，滑动，提升或淋浴不断地搅动内部的材料。这些措施确保被加工的材料均匀地暴露于热源，最终导致相对于静止过程更高的效率和更短的加工时间。从干燥到煅烧，以及各种放热和吸热化学反应，旋转设备已成为许多工业过程的基石。本文将研究间接和直接旋转干燥器和回

2、转窑之间的异同，以及它们之间的选择。直接旋转干燥机和旋转窑虽然旋转式干燥机和窑炉之间存在一些重叠，但它们通常用于实现明显不同的目标。该旋转干燥器是最常用的“低温”应用的传热装置，其中所述目标是降低该材料的水分含量。相反，回转窑用于所谓的高温加工应用，其目标是在材料中引起物理变化或化学反应。直接旋转干燥器和回转窑都依赖于材料和工艺气体之间的直接接触来处理材料。由于旋转式干燥机在低温下运行，因此无需对干燥机外壳进行内部排线，因此可以安装各种内部构件以改善传热。最常见的内部形式是提升飞行或“提升器”，其通

3、常是垂直向内朝向汽缸中心线延伸的板钢。这些升降机用于从床上拾取材料，该材料在汽缸内表面的向上运行面上形成弧形。该材料床的横截面积通常约为总横截面积的10％。直接燃烧的旋转干燥器内部构件有效地从这个准转动的固体床中移除材料，并沿着壳体的内周边提升材料，然后在内部接近旋转的最高部分时淋浴或分散材料幕。淋浴帘的密度是旋转干燥机设计者和操作者的关键考虑因素。该设备的效率和有效性部分取决于固体与容器内流动的热气体之间存在多少紧密接触。请参考下面的图1，图1回转窑最典型的是内部带有耐火材料的碳钢圆筒。在直燃窑中

4、，热的燃烧气体仅与耐火衬里和产品接触，从而保护容器的钢结构免受高温应力。这种设计的结果是产品可以升高到高达约3000°F而不会对旋转容器造成损坏。较高温度的耐火衬里回转窑的操作与旋转干燥器的操作非常相似。主要的区别在于回转窑的操作不是通过在热气流中喷淋材料来定义的，而是形成的材料的电弧可以有意地保持完整并且不分散。传递到固体的热量通常不受对流的支配。热气体连续加热窑壳的内部耐火衬里，当圆筒旋转时，固体的翻滚床不断暴露在热的耐火表面上。由于固体与较热的表面紧密接触，因此传热是通过传导进行的。辐射效应也

5、会发生，特别是如果耐火材料在高于1200°F的高温下发光。固体床的表面（朝向窑中心线）也经历辐射的热传递，因为材料处于热发光耐火材料的“视野”中。固体的最内表面和流过床的热气体之间也存在直接对流。与旋转干燥器一样，窑中典型的床负荷约为10％。正如人们所预料的那样，用作分散装置的直燃式旋转干燥器可以实现比耐火衬里窑更高的传热率。结果是旋转干燥器每单位体积可以传递比回转窑更多的热量。间接旋转干燥机和回转窑尽管间接燃烧的回转窑和干燥器与运行中的直燃式旋转装置非常相似，但间接燃烧的窑或干燥器与其直接燃烧的对

6、应物不同，因为传导到加工材料的所有热量都是进行的（和/或辐射穿过容器壳壁。在间接装置中，没有内部气流作为热源，因此诸如起升飞行的部件将不会提供可感知的优势。通过固体与固体和窑的热内壁之间的传导之间的传导将热量传递到固体床。在大多数应用中，壳体被加热到1200°F或更高的温度，因此壳体和固体之间的辐射也占优势。由于燃烧产物与正在处理的产品完全隔离，因此发生两种传热机制。热量通过隔离的热源传递到旋转壳体的外表面，最常见的是; 燃气或燃油燃烧器定向成在热燃烧产物中“洗”壳表面。取决于特定单元的尺寸和几何形

7、状，可以采用形成阵列的多个燃烧器来避免壳体通过过度局部放热而局部过热。可以采用其他热源，例如电阻加热元件或热废气或来自隔离源的热传递流体。在使用燃气或燃油燃烧器的情况下，燃烧产物通过烟囱作为清洁烟道气排出。在间接燃烧的回转窑中，无论热源来自不同的点，壳温度沿着圆周趋于均匀。毫无疑问，这是由于结构合金的优异导电性。一旦壳体达到工作温度，热量将径向向内流过壳壁到达内表面。第二种传热方式是将热量从内壳表面传递到较冷的固体床。传热过程最好建模为通过边界层（壳）的热通量。请参考下面的图2，表明间接燃烧旋转干燥

8、器或回转窑的典型布置。图2在燃气燃烧器是热源的情况下，壳体的洗涤是主要的，因为它采用辐射和对流模式。因此，从壳内表面到被处理固体的热传递是控制条件。因此，大多数设计和尺寸公式反映：Q=h*A*DT哪里：Q=以Btu/hr转移的热量h=传热系数Btu/ft 2 •Hr•华氏度A=壳体内表面的表面积，单位为ft 2DT=固体入口和出口之间的对数平均温度以及壳表面的最热和最冷的温度这种简单的传热方程在间接回转窑或干燥器的建模中相当准确，无论是作为整个系统还是作为特定区域。表