雙膛并流蓄熱式豎窯是用于煅燒石灰石、白云石、菱鎂礦等礦石的輕燒窯，可采用煤粉、煤氣、天然氣、燃油為燃料。并流蓄熱式豎窯的生產(chǎn)原理是由奧地利人Aiois Schmid與Hermann Hofer提出的，故亦稱施密特—霍佛窯。1957年，{dy}座雙膛豎窯（邁爾茲窯）在奧地利維也納近郊的Wopfimger Kalk     Und Steinwer Ke & Co.建成投產(chǎn)。此窯為并排雙筒形，外有鋼板窯殼，各窯膛具有3.5m2斷面積，原料為60～110mm石灰石 ，使用天然氣做燃料，日產(chǎn)石灰150t,次年改成重油燃料，運(yùn)行良好。1963年在Wop-fimer石灰廠建成150t／d  方形石灰豎窯，燃料為天然氣。1965年在Schaefer石灰廠建成最初的原形三膛石灰豎窯，150t／d，液化氣為燃料。1968年建成了250t／d 三窯膛豎窯和300t／d 的石灰豎窯。

初期的豎窯為方形，后來逐漸發(fā)展成圓形。初期豎窯使用二支旋轉(zhuǎn)燒嘴的燃燒方式，從1971年起采用了噴腔燃料的方式。由于這種并流蓄熱式豎窯煅燒石灰的熱耗量低，石灰質(zhì)量好，尤其在窯的自動化控制及開發(fā)以煤粉為燃料等方面又取得了新的進(jìn)展后，在世界范圍內(nèi)得到了很大發(fā)展。

我國已從瑞士邁爾茲(MAERZ)公司引進(jìn)了十幾座不同規(guī)格的雙膛豎窯，也從意大利西姆（CIMPROGETTI）公司引進(jìn)了雙D窯 ，這些窯的生產(chǎn)運(yùn)行都一直良好。

一、              結(jié)構(gòu)特點(diǎn)   

    1）豎窯窯體由兩個(gè)圓形或方形窯身構(gòu)成，窯外殼是鋼板，內(nèi)襯砌筑耐火磚和隔熱磚。窯殼外圍設(shè)有金屬平臺，可方便生產(chǎn)操作和檢修維護(hù)。平臺之間采用斜梯鉸性連接，可以吸收受熱等因素引進(jìn)的形變。有的工廠為方便上下，還設(shè)有一臺載貨電梯。

2）向窯內(nèi)供給燃料的噴腔懸掛于預(yù)熱帶中部窯的側(cè)壁，液體燃料的噴腔由三層套管組成。最內(nèi)部的管道送入霧化的燃料，第二層管道送入冷卻空氣，最外層管道內(nèi)裝隔熱材料起隔熱保護(hù)作用。為防止石灰石落下的沖擊和磨損，噴腔上面裝有保護(hù)膜。每個(gè)窯膛內(nèi)裝有數(shù)十根噴腔。生產(chǎn)過程中，需向蓄熱側(cè)窯身的噴腔內(nèi)噴入空氣，防止噴腔氧化和阻塞。

3）連接通道處于煅燒帶和冷卻帶的結(jié)合部。在煅燒窯膛生產(chǎn)的氣體從窯身外側(cè)均勻進(jìn)入蓄熱窯膛側(cè)窯身。

4）對于超過300t／d的圓形窯，石灰石投入裝置由輔助料斗、可逆皮帶機(jī)、裝料口及料鐘組成。小于300t／d的矩形窯，石灰石投入裝置由輔助料斗、溜槽及料鐘組成。             

5）窯頂氣體各設(shè)置一個(gè)燃燒空氣轉(zhuǎn)換閥和廢氣轉(zhuǎn)換閥。燃燒時(shí)燃燒空氣轉(zhuǎn)換閥打開，蓄熱窯的燃燒空氣轉(zhuǎn)換閥關(guān)閉。空氣從燃燒窯爐進(jìn)入。燃燒窯爐的廢氣閥關(guān)閉，蓄熱窯爐的廢氣閥打開，廢氣從蓄熱窯爐向窯外排出。             

6）燃燒空氣和冷卻空氣都由專用羅茨風(fēng)機(jī)送入窯內(nèi)。根據(jù)空氣過剩系數(shù)和產(chǎn)量任意設(shè)定送風(fēng)量。豎窯在燃燒過程中為正壓，通常風(fēng)壓在30kPa以下操作。                                            

7）爐窯操作配置PLC控制操作系統(tǒng)，簡單易操作。一個(gè)周期的時(shí)間一旦被確定，程序控制器便是指令此一周期中的各個(gè)工序（爐頂閥的轉(zhuǎn)換、燃燒、原石的投入、其他）的開始及終了的控制裝置。

二、熱工特性

石灰石的煅燒為物理化學(xué)過程，在加熱后發(fā)生下式分解反應(yīng)：

                  CaCO3===CaO+CO2-3152kj／kg

    其分解溫度視CO2的分壓不同而異。在生產(chǎn)輕燒石灰時(shí)，要使熱量從表面通過一層層煅燒的石灰層傳到物料核心，物料的表面溫度一般是1100℃。溫度過低，則核心部位的CaCO3分解不完全；溫度過高，則發(fā)生CaO過燒，這兩種情況都會使石灰的活性降低。                                                                                                                                                                                                    

圖1并流式與逆流式豎窯煅燒帶溫度的分布

   （a）逆流加熱方式  (b)并流加熱方式

石灰煅燒過程的熱工特性表明，在煅燒初期，石灰石的分解需要吸收大量的熱，為了避免石灰的過燒，必須大幅度降低石灰的吸熱率。這是較理想的加熱制度。這種加熱制度無法再逆流加熱方式的豎窯中實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槟媪骷訜岬呢Q窯中石灰石允許的煅燒溫度與熱煙氣之間的溫差較大，容易導(dǎo)致窯內(nèi)石灰的過燒。而采用并流蓄熱式豎窯的加熱系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)開始煅燒時(shí)溫差大，煅燒結(jié)尾時(shí)溫差較小的要求，因而能煅燒出高質(zhì)量的活性石灰。圖1所示為并流蓄熱式豎窯與傳統(tǒng)的逆流加熱式豎窯的煅燒帶溫度的分布情況。圖中橫坐標(biāo)表示溫度，縱坐標(biāo)為窯的煅燒帶高度，虛線表示物料所允許的表面溫度，實(shí)踐表示一次加熱時(shí)的煙氣溫度。

由于并流蓄熱式豎窯具有合理的煅燒石灰的熱加工特性，生產(chǎn)出的活性石灰質(zhì)量才會較高。通常條件下，活性石灰的活性度達(dá)350ml以上（以4mol／ml的HCL，5min的滴定值），石灰CO2含量在2%以下。

這種窯采用了蓄熱換熱系統(tǒng)，使窯的煙氣廢氣廢熱得到充分的利用，單位產(chǎn)品的熱耗量波動范圍在3558.78～3977.46kj／kg石灰，是所有煅燒石灰的窯爐中熱耗{zd1}的。

三、工作原理

  圖二所示表明了并流蓄熱式雙膛豎窯的結(jié)構(gòu)和工作原理。圖中A和B兩個(gè)窯膛在煅燒帶底部

相互聯(lián)通,物料沿兩個(gè)窯膛分別向下運(yùn)行。在窯膛A鍛燒時(shí),燃燒空氣和燃料在窯膛A中與物料并流,使最熱的火焰與溫度較低且吸收熱量{zd0}的物料接觸,相對而言,溫度較低的燃燒氣體與逐步鍛燒好的物料接觸,以達(dá)到均勻鍛燒條件,且取得很高的熱效率,燃燒后的產(chǎn)物與物料分解出的C02經(jīng)連接通道進(jìn)入窯

膛B。此時(shí)窯膛B作為蓄熱窯膛,窯膛中的石灰石從廢氣中吸收熱量,同時(shí)使廢氣冷卻到較低溫度,物料蓄積的熱量,在下周期時(shí)用于加熱參加燃燒之前的助燃

間進(jìn)行下列操作:

(1)石灰石裝入一個(gè)窯膛(現(xiàn)有的操作模式可再鍛燒期間加料);

(2)燒成石灰從各窯膛下部料斗中卸出;(

3)燃料流換向,往另一窯膛供送燃料;

(4)燃燒空氣與廢氣換向。

窯的鍛燒過程和換向過程均由PLC計(jì)算機(jī)系統(tǒng)檢測和控制。