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德国洪堡（KHD）预分解系统的创新之路

来源：互联网 2022-07-23 01:32:12

1952年，德国洪堡（KHD）公司制造并投产了世界上第一台洪堡型旋风预热器。预热器把生料的预热和部分生料预分解，原来在回转窑内完成的工作转移到预热器内完成，从而实现了缩短回转窑长度和降低回转窑的规格的作用，传统的在窑内以堆积滚翻状态进行气固对流换热过程，转移到预热器内以悬浮状态下实现气固之间的对流换热，使生料能够同高温烟气充分接触和混合，增大了气固之间的换热面积，显著提高了传热速率，大大的提高了窑系统生产效率，并降低熟料的单位热耗。

德国洪堡（KHD）预分解系统的创新之路(图1)

世界上第一台预热器

1966年，洪堡公司开发了适用于高产量的双系列旋风预热器系统，该设计从窑进口起到第一级旋风筒，双系列的每一列旋风筒都是完全独立的。这种设计思想也逐渐被其它水泥生产企业和设备供应商接受。

德国洪堡（KHD）预分解系统的创新之路(图2)

第一台Pyroclon双系列旋风预热器设计

1965年，洪堡在其预热器专利的基础上，把窑尾与最下面一级旋风筒之间的连接烟道增高并弯曲向下，采用延长烟道的方法开发自己的分解炉的专利，也就是第一代的Pyroclon分解炉，Pyroclon-S型分解炉。

德国洪堡（KHD）预分解系统的创新之路(图3)

Pyroclon-S分解炉

Pyroclon-S分解炉特点是上升烟道分解炉用的燃烧空气从回转窑内通过。对预热器进行改造时，只要将最低一级旋风筒与烟室间上升烟道加长作为分解炉，其中燃料加入上升烟道，生料加入分解炉，达到一定分解率即可。

由于窑尾风速及风量的限制，供给分解炉的燃料量低于30%，入窑分解率受限。

之后，洪堡又在Pyroclon-S的基础上开发出Pyroclon-R型分解炉。Pyroclon-R型分解炉是用单独三次风管从篦冷机供应三次风，和窑尾烟室的废气一起作为分解炉燃料燃烧用风。这样做目的主要降低了分解炉内CO2的分压，提高了分解炉内的温度，进一步改善了CaCO3在分解炉内的分解，供应分解炉燃料占总燃料的50％以上，使进入回转窑的生料的分解率达90％以上，使熟料的烧成热耗大大降低。

德国洪堡（KHD）预分解系统的创新之路(图4)

Pyroclon-R型分解炉

1985年，随着各国对环境保护越来越重视，洪堡在Pyroclon-R型分解炉的基础之上开发出Pyroclon-R-Low NOx 型分解炉，旨在降低水泥厂的NOx排放。

德国洪堡（KHD）预分解系统的创新之路(图5)

Pyroclon-R-Low NOx 型分解炉

其基本原理是，烧成系统产生氮氧化物在CO的还原气氛下，生成对环境无害的N2和CO2。由冷却机来的三次风成锐角方向进入烟道式分解炉，三次风与窑尾废气在一段时间内在烟道分解炉中平行向上流动。在分解炉下部的窑尾烟室出口废气区和分解炉稍高处三次风区各设一个燃烧器。在窑烟室出口废气区内利煤粉在贫氧环境不充分燃烧，伴随着形成CO还原气氛，使CO同NOx反应生成C02和 N2，另一方面生料的分解能够有效的避免煤粉的燃烧产生的高温有效避免了热力型NOx，同时能够将窑内产生的NOx降低35％——50%。另一股稍高燃料则在纯三次风中起火燃烧。两股料气在180°弯头合成一股进入预热器。

1993年，洪堡公司在Pyroclon-R-Low NOx 型分解炉的基础上开发出Pyrotop型分解炉。其目的是，在燃烧劣质燃料时，提高燃料在分解炉内停留时间，同时通过旋流对降低CO有显著效果，同时也会降低废气中NOx。

德国洪堡（KHD）预分解系统的创新之路(图6)

Pyrotop型分解炉

Pyrotop型分解炉是在Pyroclon-R-LowNOx分解炉鹅颈顶部增设1个Pyrotop混合室，其作用使炉内上行的料气流至鹅颈顶部时，从混合室圆筒体下部切线方向涡旋入室，使较粗的物料及燃料颗粒分离，较细颗粒随气流从圆筒体上部排出，继续经分解炉下行烟道进入最下一级旋风筒。

由Pyrotop混合室分离较粗物料及燃料经下料管分料阀，一部分再返回分解炉上行烟道继续燃烧和分解，另一部分进入下行管道，随混合室出来的料气流一齐进入最下一级旋风筒。通过分料阀调节混合室出来的物料进入上、下行烟道比例，来控制物料再循环量，达到进一步优化出炉燃料燃尽率和增加生料分解率的目的。

总结

总之洪堡公司通过多年的技术研发及实践，各种分解炉适用各种燃料，可控制分解炉内各区温度；使料气能很好混合；能降低废气中NOx及CO的含量，使整个预分解系统压降降低。且各种型式分解炉系统，操作稳定，设备简单，生料分解率高，适合燃烧劣质燃料。

迄今为止，德国洪堡公司已具有超过160多年的水泥行业经验，在全球范围内实施超过600条水泥生产线，在水泥领域拥有404项专利技术和159项商标，是预热器的发明者，领头人。近些年来，洪堡公司更是在技术上不断创新，在分解炉降低氮氧化物及可替代燃料处理方面不断取得突破，开发出不少新的技术，比如Pyroclon R + Combustion Chamber技术，PyroRedox技术，及PyroRotor等技术，为水泥工业的发展及环境保护方面做出了卓越的贡献。

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