炭素生產用的環式焙燒爐的製作方法

2023-09-21 07:52:05

專利名稱：炭素生產用的環式焙燒爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種炭素生產用的環式焙燒爐。
背景技術：
在國內外炭素行業，炭素製品普遍採用敞開式環式焙燒爐和帶蓋環式焙燒爐進行焙燒，兩種爐型的浙青揮發份都是在預熱階段進入焙燒煙氣中。一方面預熱爐室火道溫度較低，揮發份無法充分燃燒，另一方面部份製品(如陰極和電極)焙燒要求嚴格控制預熱爐室溫度，不允許揮發份大量燃燒，因此導致大量揮發份隨著煙氣排出焙燒爐。浙青揮發份主要有害成份為焦油、苯並芘，還伴隨有炭素粉塵。目前國內主要採用 冷卻塔+電捕焦油器的方法處理煙氣，設備龐大，投資高，雖然可使煙氣中的焦油和粉塵達標排放，但對於苯並芘處理效果甚微，無法達到國家排放標準要求，而且收集的焦油中含有大量的水和粉塵，不便於回收利用，被不少企業拋棄，造成二次汙染。苯並芘是一種致癌物質，研究表明只能依靠焚燒方法進行處理，焚燒溫度要求達到800°C以上，由於焙燒煙氣流量大、溫度低，要將煙氣焚燒需要消耗大量的燃料，國內還沒有炭素企業採取措施對環式爐煙氣中的苯並芘進行治理，因此，環式焙燒爐煙氣中的苯並芘超標排放非常普遍。另外，冷卻塔+電捕焦油器的方法並不能徹底捕集焦油，隨著時間的推移，煙氣管道、引風機和煙囪底部仍不可避免地會沉積焦油，導致管道堵塞、引風機失去平衡，甚至焦油自燃的事故也時有發生，存在一定的安全隱患。要徹底解決環式焙燒爐焙燒過程中浙青揮發份在預熱階段進入焙燒煙氣引發的一系列問題，就必須改變焙燒工藝技術和焙燒爐結構。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是，提供一種炭素生產用的環式焙燒爐，以克服現有技術存在的環式焙燒爐浙青揮發份在預熱階段進入焙燒煙氣中造成的汙染，避免填充料被吸入火道中，降低焙燒能耗和填充料損耗，同時使苯並芘獲得有效治理，實現清潔生產的目的，同時還可以避免預熱階段溫度過高導致製品產生裂紋。本實用新型採用以下技術方案它由若干個爐室首尾相連組合而成環形，每座環式焙燒爐包含有火焰系統，每個火焰系統包含有若干個爐室，包括預熱爐室和加熱爐室；每個爐室包括料箱和火道；火道位於料箱兩側；預熱爐室料箱上部設置爐蓋，兩排爐室中間設置揮發份管道，加熱爐室上部設置揮發份燃燒架，爐蓋、揮發份燃燒架與揮發份管道連接，揮發份管道與加熱爐室的火道連接；爐蓋上設有浙青揮發份排出口，揮發份管道將爐蓋揮發份排出口與揮發份燃燒架入口相連。火道與料箱之間的牆體無縫隙。揮發份管道為所有爐室共用。揮發份管道在對應每個爐室揮發份排出口位置設置一個接口，每個接口均設置切斷閥。[0010]爐蓋做成一個大蓋，大蓋與一個完整的爐室匹配；或者做成若干個小蓋，每個小蓋與一個料箱匹配，每個小蓋之間採用型鋼連接為一個整體。 每個火焰系統均設置揮發份燃燒架。裝入焙燒爐的生製品用浙青作粘結劑，在焙燒過程中一般排出相當於生製品重量10%左右的揮發份，揮發份排出溫度一般為20(T55(TC，集中在預熱階段排出，此時若升溫過快，揮發份急劇排出，容易使製品產生裂紋。為避免浙青揮發份在預熱階段直接進入焙燒煙氣中，將預熱爐室中排出的揮發份通過爐蓋、揮發份管道收集後抽送到焙燒爐加熱爐室中，利用加熱爐室的高溫環境使焦油和炭素粉塵獲得充分燃燒，這樣既避免了浙青揮發份在預熱階段進入焙燒煙氣中造成汙染又可以降低焙燒能耗，同時苯並芘也可獲得有效治理，實現清潔生產的目的，還可以避免預熱階段溫度過高導致製品產生裂紋。焙燒爐的工作情況為焙燒爐由若干個爐室收尾相連組合而成環形，焙燒爐室位置固定不動，火焰系統周期性移動，移動周期26 48小時。隨著火焰系統的移動，焙燒爐室及其中的製品逐漸完成從低溫到高溫然後冷卻的整個焙燒過程。焙燒過程中，空氣被引風機吸入從冷卻爐室的火道中，經過冷卻爐室將製品冷卻的同時，自身溫度得到提升；之後進入加熱爐室的火道中與燃燒架噴入的燃料(包括揮發份燃燒架噴入的揮發份)混合燃燒，加熱爐室的溫度通過調整外加燃料噴入量實現自動調節，而浙青揮發份的噴入量則不加控制，也就是說預熱爐室排出多少揮發份就在加熱爐室中噴入多少；燃燒產生的煙氣進入預熱爐室的火道中，經過預熱爐室將生製品預熱的同時，自身溫度下降，最後經過排煙架排出焙燒爐，預熱爐室設有測溫測壓架，其檢測參數用於控制焙燒煙氣流量。浙青揮發份收集回收利用方式如下含有粘結劑浙青的生製品和填充料被放置在料箱中，因此，料箱與火道之間的牆體不留縫隙，可避免浙青揮發份被吸入火道中。浙青揮發份集中在預熱爐室排出，排出的揮發份通過收集回收利用系統送入加熱爐室中燃燒。浙青揮發份收集回收利用系統包括爐蓋、揮發份管道和揮發份燃燒架。爐蓋用於密閉預熱爐室料箱，避免浙青揮發份散發到車間內，爐蓋上設置揮發份排出口，可連接至揮發份管道。爐蓋數量根據預熱爐室數量確定，一般為3飛個，每個爐蓋可根據焙燒爐結構做成一個大蓋用於遮蓋一個完整的爐室，也可以做成若干個小蓋，每個小蓋只遮蓋一個料箱，每個小蓋之間採用型鋼連接為一個整體，連接型鋼應不與排煙架和測溫測壓架發生幹涉。前者結構簡單，適用於下排風的環式焙燒爐，後者適用於上排風的環式焙燒爐，不影響排煙架和測溫測壓架的正常使用。揮發份管道除負責輸送揮發份外，還要保持一定的容積，確保揮發份燃燒架移動過程中，浙青揮發份可暫時存儲在管道內；揮發份管道在對應每個爐室揮發份排出口位置設置一個接口，每個接口均設置切斷閥，當此接口與爐蓋揮發份排出口或揮發份燃燒架軟管未妥善連接前必須處於關閉狀態，避免管道內的浙青揮發份外逸。對於有多個火焰系統的焙燒爐，揮發份管道可以共用。每個火焰系統均設置揮發份燃燒架，該燃燒架配套浙青揮發份抽吸裝置和分配系統，負責將預熱爐室排出的揮發份抽到加熱爐室(通過揮發份管道)並均勻分配給焙燒加熱爐室的每條火道中，同時使浙青揮發份管道維持一定的負壓，避免浙青揮發份外逸。本實用新型的有益效果如下[0021]採用本實用新型，將預熱爐室中排出的揮發份收集後抽送到焙燒爐加熱爐室中，利用加熱爐室的高溫環境使焦油和炭素粉塵獲得充份燃燒，避免浙青揮發份在預熱階段直接進入焙燒煙氣中，這樣既避免了浙青揮發份有害成份進入焙燒煙氣造成汙染又可以降低焙燒能耗，同時苯並芘也可獲得有效治理，實現清潔生產的目的，還可以避免預熱階段溫度過高導致焙燒製品產生裂紋。生產一噸焙燒陽極，煙氣排放量為650(T7500Nm3，用於治理焦油的投資為177元。據統計，目前我國陽極總產能已經達到1200萬噸/年，預計未來幾年增長率將保持在8%以上，每年陽極產能最少增加96萬噸，採用本技術每年可節約焦油治理專項投資17000萬元，採用本技術改造現有陽極焙燒系統，每年可回收利用焦油8740噸，節約標準煤10153噸。生產一噸焙燒陰極，煙氣排放量為1300(Tl4000Nm3，用於治理焦油的投資為384元。據統計，目前我國陰極總產能已經達到38萬噸/年，預計未來幾年增長率將保持在8% 以上，每年陰極產能最少增加3萬噸，採用本技術全國每年可節約焦油治理專項投資1200萬元，採用本技術改造現有陰極焙燒系統，每年可回收利用焦油9680噸，節約標準煤11243噸。

圖I為本實用新型的結構示意圖、展開圖；圖2為本實用新型的局部視圖，圖中表示出一個火焰系統的揮發份收集回收利用裝置結構，包含爐蓋、揮發份燃燒架、和揮發份管道，其中揮發份管道可以為多個火焰系統共用，爐蓋數量根據預熱爐室數量確定，一般為3飛個；料箱與火道之間牆體不留縫隙，焙燒爐其他結構與現有環式焙燒爐相同。
具體實施方式
本實用新型的實施例由若干個爐室首尾相連組合而成環形，每座環式焙燒爐包含廣3個火焰系統，每個火焰系統包含16 18個爐室，其中預熱爐室3飛個，加熱爐室2 3個，冷卻爐室6個，裝出爐及檢修爐室3 4個；每個爐室包括41個料箱4，5、條火道5 ;料箱4與火道5隔離設置，且之間的牆體不留縫隙；預熱爐室料箱4上部設置爐蓋I、揮發份管道3，加熱爐室上部設置揮發份燃燒架2，爐蓋I、揮發份燃燒架2與揮發份管道3連接，揮發份燃燒架2與加熱爐室的火道5連接；爐蓋I上設有浙青揮發份排出口，揮發份管道3將爐蓋揮發份排出口與揮發份燃燒架2入口相連。揮發份管道3為多個火焰系統共用。揮發份管道3在對應每個爐室揮發份排出口位置設置一個接口，每個接口均設置切斷閥。爐蓋I做成若干個小蓋，每個小蓋與一個料箱4匹配，每個小蓋之間採用型鋼連接為一個整體。每個火焰系統均設置揮發份燃燒架2。
權利要求1.一種炭素生產用的環式焙燒爐，由若干個爐室首尾相連組合而成環形，每座環式焙燒爐包含有火焰系統，每個火焰系統包含有若干個爐室，包括預熱爐室和加熱爐室；每個爐室包括料箱(4)和火道(5);火道(5)位於料箱(4)兩側；其特徵在於預熱爐室中的料箱(4)上部設置爐蓋(1)，兩排爐室中間設置揮發份管道(3)，加熱爐室上部設置揮發份燃燒架(2)，爐蓋(I)、揮發份燃燒架(2)與揮發份管道(3)連接，揮發份管道(3)與加熱爐室的火道(5)連接；爐蓋(I)上設有浙青揮發份排出口，揮發份管道(3)將爐蓋揮發份排出口與揮發份燃燒架(2)入口相連。
2.根據權利要求I所述的炭素生產用的環式焙燒爐，其特徵在於火道(5)與料箱(4)之間的牆體無縫隙。
3.根據權利要求I所述的炭素生產用的環式焙燒爐，其特徵在於揮發份管道(3)為所有爐室共用。
4.根據權利要求I所述的炭素生產用的環式焙燒爐，其特徵在於揮發份管道(3)在對應每個爐室揮發份排出口位置設置一個接口，每個接口均設置切斷閥。
5.根據權利要求I所述的炭素生產用的環式焙燒爐，其特徵在於爐蓋(I)做成一個大蓋，大蓋與一個完整的爐室匹配；或者做成小蓋，每個小蓋與一個料箱(4)匹配，每個小蓋之間採用型鋼連接為一個整體。
6.根據權利要求I所述的炭素生產用的環式焙燒爐，其特徵在於每個火焰系統均設置揮發份燃燒架(2)。
專利摘要本實用新型公開了一種炭素生產用的環式焙燒爐，由若干個爐室首尾相連組合而成環形，爐室包括預熱爐室和加熱爐室，爐室中的料箱(4)與火道(5)隔離設置；預熱爐室料箱(4)上部設置爐蓋(1)，兩排爐室中間設置揮發份管道(3)，加熱爐室上部設置揮發份燃燒架(2)，爐蓋(1)、揮發份燃燒架(2)與揮發份管道(3)連接，揮發份燃燒架(2)與加熱爐室的火道(5)連接；爐蓋(1)上設有瀝青揮發份排出口，揮發份管道(3)將爐蓋揮發份排出口與揮發份燃燒架(2)入口相連。本實用新型避免了瀝青揮發份有害成份進入焙燒煙氣造成汙染又可以降低焙燒能耗，同時苯並芘也可獲得有效治理，實現清潔生產的目的，還可以避免預熱階段溫度過高導致焙燒製品產生裂紋。
文檔編號C01B31/02GK202499712SQ20112050763
公開日2012年10月24日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者謝志群, 謝斌蘭, 陳寧 申請人:貴陽鋁鎂設計研究院有限公司