一、回转窑的功能
自1885年回转窑诞生近120年来已经历了多次重大技术革新,作为水泥熟料矿物形成的煅烧技术装备,具有特珠的功能和品质。在预分解窑系统中回转窑具有以下五大功能。
(1)燃料燃烧功能 作为燃料燃烧装置,它具有广阔的空间和热力场,可以供应足够的空气,装设优良的燃烧装置,保证燃料充分燃烧,为熟料煅烧提供必要的热量。
(2)热交换功能 作为热交换装备,它具有比较均匀的温度场,可以满足水泥熟料形成过程各个阶段的换热要求,特别是阿利特矿物生成的要求。
(3)化学反应功能 作为化学反应器,随着水泥熟料矿物形成不同阶段的不同需要,它既可分阶段地满足不同矿物形成对热量、温度的要求,又可以满足他们对时间的要求,是目前用于水泥熟料矿物形成的装备。
(4)物料输送功能 作为输送设备,它具有更大的潜力,因为物料在回转窑断面内的填充率、窑斜率和转速都很低。
(5)降解利用废弃物功能 随着保护地球环境意识的增强及水泥工业技术的发展,20世纪以来,回转窑的环保功能迅速被挖掘。它所具有的高温、问鼎热力场已成为降解利用各种有毒、有害、危险废弃物的很好装置。
由此可见,回转窑具有多种功能和优良品质。因此,在近半个世纪中它一直单独承担着水泥生产过程中的熟料煅烧任务。但是,回转窑也存在着两个很大的缺点和不足,一个是作为热交换装置,窑内炽热气流和物料之间主要是“堆积态”换热,换热效率低,从而影响其应有的生产效率的充分发挥和能源消耗的降低;另一个是熟料煅烧过程中所需要的燃料全部从窑热端供给,燃料在窑内煅烧带的高温、富氧条件下燃烧,NOx等有害成分大量形成,且慢速冷却也影响熟料品质等。因此,水泥回转窑诞生以来的技术革新,都是围绕克服和改进它的缺点进行的,以达到扬长避短,不断提高生产效率的目的。
二、回转窑的发展过程
一百多年来,对回转窑的改进主要是从两个方面进行的。一方面是局限于窑本体的改进,例如,对窑直径某部分的扩大、窑长度的变化,或者窑内装设附加换热装置等,以达到改进某些部分换热条件,改变气流速度或延长滞留时间的目的;另一方面,则是将某些熟料形成化学过程移到窑外,以改善换热和化学反应条件,从对回转窑技术改进方面分析,后一方面的改进,才具有对回转窑挑战的意义。