技术丨回转窑在运转中回转窑内煤粉燃烧状况分解

在回转窑内煤粉以分散状态由喷煤嘴喷出至开始燃烧的这段距离称黑火头，在正常生产时高温带温度很高，因此煤粉很容易着火燃烧，当开窑点火时，窑内无热源，就必须距窑口3-5m处放置木柴、费油棉纱等易燃物点火燃烧，使其湿度达到煤粉的着火温度后再喷进煤粉才能进行燃烧。

煤粉受热后首先被干燥，将所含1%-2%的水分排出，一般需要0.03-0.05s。但在煤粉粗湿的情况下，干燥预热的时间要相应延长，干燥预热时间的长短，决定火焰黑火头的长短，温度升高到150-500℃时，挥发分开始透出，在700-800℃时全部溢出（煤粉中水分和挥发分溢出后剩下的是固定碳粒子和灰分）。当挥发分遇到空气时使其着火燃烧，生成气态的CO2和H2O，他们包围在剩下的固定碳粒子周围，因此固定碳粒子的燃烧，除了要有足够高的温度外，还必须待空气中国的氧通过扩散透过包围在固定碳粒子周围的气膜。与固定碳粒子接触后才能进行固定碳的燃烧。

挥发分燃烧时间长短，与挥发分含量多少，气体流速大小、温度高低有关，挥发分低，气体流速快，温度高，燃烧时间就短，否则相反，挥发分高的煤，着火早，燃烧快，黑火头短，白火焰长，挥发分低的煤则相反。

固定碳粒的燃烧是很缓慢的，它的燃烧速度不但与温度高低有关，且与气体扩散速度（包括燃烧产物扩散离开碳粒子表面和氧气扩散到固定碳粒子表面）有很大关系。所以加强气流扰动，以增加气体扩散速度，将大大加速固定碳粒子的燃烧，煤粉的颗粒大小及含碳量多少也都影响着碳粒的燃烧速度。  

煤粉喷出有一定速度，因此一出喷嘴首先是预热干燥，不可能立即燃烧，随着距喷嘴距离的增加，挥发分逐步溢出并燃烧，他们的位置分布如图所示。  

煤粉由喷嘴喷出后，有一段黑火头，煤粉燃烧后形成燃烧的焰面，并产生热量，使温度升高，热量总是从高温向低温传递，由于焰面后面未燃烧的煤粉比焰面温度低，因此焰面不断向其后面未燃烧的煤粉传热，使其达到着火温度而燃烧，形成新的烙面，这种焰面不断向  

未燃烧物方向移动的现象叫火焰的传播（或扩散），传播的速度称火焰传播速度。但要注意的是火焰是以一定速度喷入窑内的，所以火焰既有一个向窑尾方向运动的速度，又有向后传播的速度，当喷出速度过大，火焰来不及向后传播时，燃烧即将中断，火焰熄灭，当喷出速度过小，火焰将不断向后传播，直至传入喷煤管，这称为“回火”，若发生“回火”，将易引起爆炸的危险，所以喷出速度与火焰传播速度要配合好，火焰传播速度与煤粉的挥发分、水分、细度、风煤混合程度等因素有关，当煤粉挥发分大、水分小、细度细、风煤混合均匀时，火焰传播速度就快，否则相反。  

回转窑内燃料燃烧所形成的火焰属滞流扩散火焰，其燃烧进程可分为燃料与空气混合，燃料和空气加热到着火 温度，挥发分首先起火燃烧和焦炭燃烧及燃尽等四个阶段。因此，混合是燃烧的前提。由于燃料混合需要 的时间大于加热，着火，燃烧需要的时间，因此，气体扩散速度控制着燃料与空气混合的速率，也就控制着燃烧过程的整个速率。

同时，在挥发分燃烧后，残余焦炭的燃烧与周围空气中的O2向焦粒表面扩散有关，因此其扩散速率决定了燃料燃尽速度，它又受碳粒的多孔性、燃料粒径、O2分压及周围温度等因素控制。由于在高温范围内（如窑内），燃料是受颗粒边界层扩散速度控制（简称为扩散控制），而在较低温度范围内（如分解炉内），燃烧反应速率是受化学反应速度控制（简称为化学控制），因此，煤粉的挥发分含量对窑内燃烧反应速率的影响较小，而对分解炉内燃料燃烧反应速度影响较大。 

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