热工基础与设备第5章-热工设备.ppt

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1、第5章热工设备第5章热工设备本章要点：掌握玻璃、陶瓷、水泥的高温制备过程和相应窑炉的结构及工作原理。第5章热工设备问题1.无机非金属材料生产都使用哪些热工设备？玻璃？水泥？陶瓷？2.无机非金属材料生产常用的窑炉有哪些？玻璃？水泥？陶瓷？第5章热工设备5.1概述一.热工设备和窑炉的概念1.热工设备无机材料生产过程中热处理过程所需的设备称为热工设备2.窑炉无机材料一般都是将加工处理后的原料置于高温下经煅烧反应而制得的。此高温加工过程所需设备在无机材料工业称之为窑炉。高温加工过程在无机材料工业生产过程中是关键的工序。制品的产量，质量以及能耗高低在很大程

2、度上取决于高温加工工序。第5章热工设备二.窑炉的分类无机材料工业窑炉的种类甚多，其分类如下：1.按产品种类：水泥窑；陶瓷窑；玻璃窑；石灰窑；耐火材料窑等。2．按烧成产品的状态：a.适于煅烧块、粒状物料的窑。如回转窑、立窑等；b.适于烧制成型制品的窑。如隧道窑、倒焰窑等；c.适于熔制玻璃的窑，如池窑、坩埚窑等。3．按作业的性质分：连续式窑；半连续式窑；间歇式窑。4．按热源分：火焰窑；电热窑。5．按使用的燃料分：烧固体燃料的窑；烧气体燃料的窑；烧油的窑。5.1概述第5章热工设备6．按火焰是否与制品接触直接焰式窑(明焰窑)；半隔焰式窑；隔焰式窑[马弗窑

3、(MuffleKiln)]。7．按火焰进行的方向分：直焰式窑；横焰式窑；倒焰式窑等。8．按窑的形状方窑；圆窑；隧道窑；立窑；池窑；坩埚窑等。5.1概述第5章热工设备无机非金属材料典型生产工艺流程玻璃生产工艺流程图5.1为规模最大、工艺最复杂、使用设备最多的浮法玻璃的生产线示意图。第5章热工设备无机非金属材料典型生产工艺流程陶瓷生产工艺流程图5.2一次烧成彩釉墙地砖生产工艺生产流程第5章热工设备无机非金属材料典型生产工艺流程第5章热工设备5.2玻璃熔窑5.2玻璃熔窑一、概述1.熔化将配合料投入耐火材料砌筑的熔窑中，经高温加热，得到无固体颗粒、符合成

4、型要求的玻璃液的过程。2.玻璃的熔制过程玻璃的熔化是一个非常复杂的过程。配合料在窑炉中通过热的传递、质的传递和动量传递，完成一系列物理的、化学的和物理化学过程。第5章热工设备5.2玻璃熔窑玻璃的熔制过程熔制过程(5)硅酸盐形成阶段玻璃液形成阶段玻璃液澄清阶段玻璃液均化阶段玻璃液冷却阶段第5章热工设备5.2玻璃熔窑3.影响熔化过程的因素①配合料化学组成；②配合料的物理状态原料品种、颗粒组成；③配合料中熟料引入量；④配合料的均匀度；⑤加料方式；⑥熔窑的温度制度；⑦耐火材料的性质；⑧加速剂的应用。第5章热工设备5.2玻璃熔窑二、熔化设备——熔窑（一）熔

5、窑分类一般分类：池窑和坩埚窑。按作业方式：连续作业熔窑和间歇作业熔窑；按加热方式：火焰窑和电热窑及火焰－电热窑按烟气余热回收设备：蓄热式窑，换热式窑；按窑内火焰流动方向：横焰窑，马蹄焰窑，纵焰窑；按制造的产品：平板玻璃窑，日用玻璃窑；按窑的规模:大型窑(150～400t/d)，中型窑（50～150t/d)，小型窑（50t/d以下)。第5章热工设备5.2玻璃熔窑（二）玻璃池窑主要结构根据我国目前能源情况，基本上采用火焰池窑。其结构主要包括：玻璃熔制，热源供给，余热回收和供气排烟四部分。1.玻璃熔制部分（1）投料口：配合料从投料口投入窑内，受火焰空间

6、和玻璃液来传递热量；（2）熔化部：它是进行配合料熔化和玻璃的澄清与均化的部分。熔化部上部为火焰空间；下部为窑池。而火焰主要由小炉燃烧口喷出；（3）冷却部：它是熔化好的玻璃液进一步均化和冷却的部位，也是玻璃液分配供料的通道。第5章热工设备5.2玻璃熔窑第5章热工设备5.2玻璃熔窑第5章热工设备5.2玻璃熔窑2.热源供给部分（1）空气、煤气通道：经过加热的空气、煤气离开蓄热室后，在进入预燃室混合之前流过的通道。也是烟气从火焰空间排至蓄热室所经过的通道；（2）预燃室：指空气、煤气出水平通道后，借助气流涡动、分子扩散与相互撞击，在入窑前预先进行部分混合；

7、（3）喷火口：指喷出火焰的地方。喷火口形状、大小与长短对火焰的速度、厚度、阔度与方向有很大影响。燃油小炉较为简单，仅使用喷嘴。第5章热工设备5.2玻璃熔窑3.余热回收部分为了提高窑内火焰温度，设置烟气余热回收设备。利用烟气余热来加热助燃空气和煤气，进而达到提高火焰温度和节能的效果。余热回收设备主要有蓄热式和换热式两种。4．供气排烟部分为保证池窑连续、正常和有效的工作，设置一套排烟供气系统。包括交换器，空气、烟气烟道，中间烟道，鼓风机，总烟道和烟囱。第5章热工设备5.2玻璃熔窑三、蓄热式玻璃池窑的工作原理经蓄热室预热后的空气和煤气在小炉内混合后燃烧

8、由小炉口喷出或预热后的空气直接和喷枪喷出的燃油混合燃烧；配合料从投料口投入窑内，受到火焰空间和玻璃液传递的热量加热熔化成均匀、无气泡符合