一種大型迴轉窯石油焦煅燒工藝及其設備的製作方法

2023-08-10 21:39:31

專利名稱：一種大型迴轉窯石油焦煅燒工藝及其設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種石油焦煅燒工藝，特別是涉及一種大型迴轉窯石油焦煅燒 工藝。
背景技術：
煅燒石油焦是鋁電解用炭陽極的大宗原料，煅燒是陽極生產的主要工序之 一，通過煅燒排除石油焦中的水分、揮發份，能提高石油焦的密度、機械強度、
導電性能和化學穩定性等；煅燒石油焦主要採用迴轉窯、罐式爐、迴轉床等設 備，相比而言，迴轉窯用於煅燒石油焦具有生產連續、產能大、成本低、操作 調控容易等優點，是目前國內外廣泛採用的煅燒設備。隨著電解鋁廠規模的加 大，陽極消耗大增，對石油焦的需求也加大。因此，需要特大型的煅燒工藝設 備才能減少投資提高產量；要提高產能，就的配置多臺迴轉窯。同時，迴轉窯 煅燒工藝技術也相對落後，具體表現如下-
1、 工藝配置不合理、佔地面積大、工藝原料未作合理配比和篩分、給料不 均勻、給料機下料速度不能很好控制，單臺小時產能在10t/h以下；
2、 焚燒爐或叫燃燒室容量有限，焚燒爐不提供助燃風，大量的揮發分、粉 塵等沒有得到充分燃燒，造成能源浪費以及環境質量不達標等；
3、 餘熱沒有得到充分利用或僅用於供熱，然後就直接排放，造成能源浪費；
4、 冷卻方式落後，採用直接水冷方式為主，間接在冷卻機上噴淋冷卻造成 設備腐蝕，並且汙染重不容易收集蒸汽；5、 二、三次風管安裝位置不合理，造成揮發份不能及時燃燒，大量的可燃 物進入到焚燒爐燃燒，降低了迴轉窯的熱效率；同時也造成二、三次風管使用 壽命變短；
6、 除塵方式落後，蒸汽不能很好處理，除塵粉處理不合理，容易造成二次 汙染。
以上這些問題的直接後果就是煅燒焦產能較低、產品質量差、燒損率高、 建設投資大、系統維修量大等，因此，不僅是石油焦煅燒工藝技術有待提高， 同時迴轉窯設備也有很大的改進空間。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種大型迴轉窯石油焦煅燒工藝及其設 備，目的是實現高產能，解決能源浪費、產品質量差、燒損率高、建設投資大 等問題。
為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的大型迴轉窯石油焦煅燒工 藝，其過程是生石油焦經預碎、篩分後進入煅前倉，倉內物料進入迴轉窯尾， 石油焦經過預熱、煅燒、冷卻後排入到冷卻機，物料在冷卻機內直接受到水噴 淋冷卻後排入下一工序，迴轉窯內燃燒未盡的燃料及粉塵在負壓的作用下抽至 焚燒爐中進行二次燃燒，產生的熱量進入餘熱利用系統進行發電和供熱。
所述的倉內物料經過稱量後均勻向迴轉窯的窯尾加料。
所述的煅燒過程採用一次、三次風補充空氣使窯體內揮發份、可燃物能充 分燃燒。
所述的迴轉窯和焚燒爐經過冷卻風機進行冷卻。
大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其結構如下煅前倉經過加料管與迴轉窯連接，迴轉窯與冷卻機連接，冷卻機與冷卻水系統連接，冷卻機與焚燒爐連接， 迴轉窯的窯尾與焚燒爐連接，焚燒爐與餘熱利用系統連接。
所述的煅前倉與稱量式皮帶秤連接，稱量式皮帶秤經過高溫密封閥和加料 管與迴轉窯連接，加料管插入到回^l窯的窯尾內。
所述的加料管與為其提供冷卻風的冷卻風機連接。
所述的迴轉窯的窯尾與用於排出其內積累的焦粒灰塵的另一個高溫密封閥 連接。
所述的迴轉窯的窯頭與提供燃料的窯頭燃燒器以及提供新鮮空氣的一次風 機連接。
所述的一次風機與調節閥連接，調節閥與控制系統連接。
所述的迴轉窯的中部與為可燃物提供充足的氧氣、使燃燒熱量能向窯尾移 動的三次風機連接。
所述的迴轉窯的窯頭還與為窯頭提供冷空氣降低窯頭表皮溫度的窯頭冷卻 風機連接，窯頭冷卻風機的調節閥與控制系統相連。
所述的迴轉窯的窯尾還與為窯尾及焚燒爐頭提供冷空氣降低其表皮溫度的 窯尾冷卻風機連接，窯尾冷卻風機還與焚燒爐的爐頭連接，窯尾冷卻風機的調 節閥與控制系統相連。
所述的迴轉窯通過移動卸料器與冷卻機連接。
所述的冷卻機通過旋風除塵器與焚燒爐的爐頭連接。
所述的焚燒爐與用於輸送天然氣的焚燒爐一次風機和用於輸送新鮮空氣促 進燃燒的焚燒爐助燃風機連接。
所述的焚燒爐通過煙道閘門與用於發電和供熱的餘熱利用系統連接。所述的迴轉窯的窯體、焚燒爐和冷卻機內部設有內襯。
所述的冷卻水系統還與迴轉窯的窯體、冷卻機的電機以及煙道閘門連接。 本發明的優點和效果如下
本發明的大型迴轉窯石油焦煅燒工藝利用大型迴轉窯來實現原料的煅燒； 本工藝技術能實現合格煅燒焦產能24t/h;工藝配置佔地面積少、設備便於維護; 冷卻機內高溫煅燒焦只採用內噴淋冷卻，取消了筒外噴淋，減少了蒸汽的大量 發散，冷卻效果好；窯頭窯尾密封性強，炭質燒損少；自動化程度高；揮發份 燃盡率高，餘熱用來發電和供熱，提高了餘熱利用率。冷卻系統有風冷和水冷 兩種方式，適合不同情況；本發明不僅是個大產量的石油焦煅燒系統，也是個 環保效果好、產品質量高的石油焦煅燒系統。


圖1是本發明的大型迴轉窯石油焦煅燒設備連接結構示意圖。 圖2是本發明的大型迴轉窯石油焦煅燒設備俯視結構示意圖。 圖3是本發明的大型迴轉窯石油焦煅燒設備側視結構示意圖。
圖中，l.煅前倉；2.皮帶秤；3.高溫密封閥；4.下料管；5下料管冷卻風機； 6.迴轉窯;7.三次風機;8,窯尾冷卻風機；9.窯頭冷卻風機;IO.窯頭然燒器;11. 窯頭一次風機；12.調節閥；13.移動卸料器；14.冷卻機；15.多管旋風除塵器； 16.焚燒爐一次風機；17.焚燒爐助燃風機；18.高溫卸灰閥；19.焚燒爐；20.煙道 閘閥；21.冷卻水系統；22.餘熱利用系統；23.控制系統。
具體實施例方式
下面對本發明的實施例結合附圖加以詳細描述，但本發明的保護範圍不受實 施例所限。如圖1、 2、 3所示，本發明大型迴轉窯石油焦煅燒設備結構如下經破碎
篩分好的石油焦進入煅前倉1，煅前倉1經過稱量式皮帶秤2、高溫密封閥3、 加料管4與迴轉窯6的窯尾連接，加料管4插入到迴轉窯6的窯尾，將石油焦 送往迴轉窯6的窯尾，皮帶秤下料量和下料速度通過控制系統23可以進行控制， 加料管4與為其提供冷卻風的冷卻風機5連接；迴轉窯6的窯尾積累的焦粒灰 塵等能夠通過另一高溫密封閥3及時排出；石油焦在窯體的內襯上隨著窯體傳 動，迴轉窯6的窯頭與為其提供燃料的窯頭燃燒器10和為其提供新鮮空氣的一 次風機ll連接，使迴轉窯6的窯體內的揮發份形成可燃物質，點燃後產生大量 熱量對石油焦進行除水、乾燥、除灰、灼燒等， 一次風機11與調節閥12連接， 調節閥12與控制系統23連接；與迴轉窯6的中部連接的三次風機7為可燃物 提供充足的氧氣，使燃燒熱量能向窯尾移動；與迴轉窯6的窯頭連接的窯頭冷 卻風機9為窯頭提供冷空氣降低窯頭表皮溫度，與迴轉窯6的窯尾連接的窯尾 冷卻風機8為窯尾及焚燒爐頭提供冷空氣降低其表皮溫度；窯頭冷卻風機9和 窯尾冷卻風機8的調節閥與控制系統23相連，根據窯內溫度、天然氣含量、下 料量的變化自動調節；迴轉窯6的窯尾通過移動卸料器13與冷卻機14連接， 冷卻水系統21的內噴淋裝置根據設定的溫度向灼熱的石油焦噴水將溫度降至 8(TC以下並排出;冷卻機14通過旋風除塵器15後與焚燒爐19連接，焚燒爐19 與用於輸送天然氣的焚燒爐一次風機16和用於輸送新鮮空氣促進其充分燃燒的 助燃風機17連接；焚燒爐19內揮發份等燃燒後積灰通過高溫卸灰閥18及時排 出，焚燒爐19的尾部通過煙道閘門20與餘熱利用系統22連接。冷卻水系統21 還與迴轉窯6的窯體、冷卻機14的電機以及煙道閘門20連接。控制系統23設 置在室內，通過設置在現場的溫度、壓力、流量儀表和攝像頭對工藝參數和工藝過程進行全程監控，並自動調節設定參數。
本發明大型迴轉窯石油焦煅燒工藝如下經破碎篩分好的石油焦進入煅前
倉l，稱量式皮帶秤2通過高溫密封閥3、加料管4能將石油焦送往迴轉窯6的 窯尾，皮帶秤下料量和下料速度可以控制，加料管的冷卻通過冷卻風機5送風 循環冷卻；窯尾積累的焦粒灰塵等能夠通過另一高溫密封閥3及時排出；石油 焦在窯體的內襯上隨著窯體傳動，窯頭燃燒器10提供燃料結合一次風機11提 供的新鮮空氣、窯體內的揮發份形成可燃物質，點燃後產生大量熱量對石油焦 進行除水、乾燥、除灰、灼燒等， 一次風機11與調節閥12連接；三次風機7 為可燃物提供充足的氧氣，使燃燒熱量能向窯尾移動；窯頭冷卻風機9為窯頭 提供冷空氣降低窯頭表皮溫度；窯尾冷卻風機8為窯尾及焚燒爐頭提供冷空氣 降低其表皮溫度；風機的調節閥和控制室相連，根據窯內溫度、天然氣含量、 下料量的變化自動調節；煅燒後的石油焦通過移動卸料器13進入冷卻機14內， 冷卻水系統21的內噴淋裝置根據設定的溫度向灼熱的石油焦噴水將溫度降至 8(TC以下並排出；冷卻機內產生的大量蒸汽、粉塵等通過除塵系統的旋風除塵 器15進行預除塵，排出的蒸汽、可燃物進入焚燒爐19內燃燒，焚燒爐內還可 以根據需要利用爐頭燒嘴和焚燒爐一次風機16送來的天然氣引燃從窯尾、冷卻 機收集的可燃尾氣、揮發份等；焚燒爐的助燃風機17送來新鮮空氣促進其充分 燃燒；焚燒爐內揮發份等燃燒後積灰通過高溫卸灰閥18及時排出，產生的大量 熱量和尾氣通過煙道閘門20進入餘熱利用系統22進行發電和供熱；循環水冷 卻水系統21對窯體和冷卻機的電機、焚燒爐的煙道出口閘門等進行冷卻，同時 為冷卻機內灼熱石油焦噴淋提供冷水；控制系統23設置在室內，通過設置在現 場的溫度、壓力、流量儀表和攝像頭對工藝參數和工藝過程進行全程監控，自動調節設定參數。
所述的迴轉窯窯體、焚燒爐和冷卻機內部設有厚厚的內襯，確保煅燒溫度 能達到1350'C以上，並使窯皮表面溫度不能過熱。
權利要求
1、大型迴轉窯石油焦煅燒工藝，其特徵在於過程如下生石油焦經預碎、篩分後進入煅前倉，倉內物料進入迴轉窯尾，石油焦經過預熱、煅燒、冷卻後排入到冷卻機，物料在冷卻機內直接受到水噴淋冷卻後排入下一工序，迴轉窯內燃燒未盡的燃料及粉塵在負壓的作用下抽至焚燒爐中進行二次燃燒，產生的熱量進入餘熱利用系統進行發電和供熱。
2、 根據權利要求1所述的大型迴轉窯石油焦煅燒工藝，其特徵在於所述的 倉內物料經過稱量後均勻向迴轉窯的窯尾加料。
3、 根據權利要求1所述的大型迴轉窯石油焦煅燒工藝，其特徵在於所述的 煅燒過程採用一次、三次風補充空氣使窯體內揮發份、可燃物能充分燃燒。
4、 根據權利要求1所述的大型迴轉窯石油焦煅燒工藝，其特徵在於所述的迴轉窯和焚燒爐經過冷卻風機進行冷卻。
5、 一種大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於結構如下煅前倉(1)經過加料管(4)與迴轉窯(6)連接，迴轉窯(6)與冷卻機(14)連接，冷卻 機(14)與冷卻水系統(21)連接，迴轉窯(6)的窯尾與焚燒爐(19)連接， 焚燒爐(19)與餘熱利用系統(22)連接。
6、 根據權利要求5所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於所述的 煅前倉(1)先與稱量式皮帶秤(2)連接，稱量式皮帶秤(2)經過高溫密封閥(3)和加料管(4)與迴轉窯(6)連接，加料管(4)插入到迴轉窯(6)的窯 尾內。
7、 根據權利要求5或6所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於所 述的加料管(4)與為其提供冷卻風的冷卻風機(5)連接。
8、 根據權利要求5或6所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於所 述的迴轉窯(6)的窯尾與用於排出其內積累的焦粒灰塵的另一個高溫密封閥(3) 連接。
9、 根據權利要求5所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於所述的 迴轉窯(6)的窯頭與提供燃料的窯頭燃燒器(10)以及提供新鮮空氣的一次風 機(11)連接。
10、 根據權利要求9所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於所述 的一次風機(11)與調節閥(12)連接，調節閥(12)與控制系統(23)連接。
11、 根據權利要求9所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於所述 的迴轉窯(6)的中部與為可燃物提供充足的氧氣、使燃燒熱量能向窯尾移動的 三次風機(7)連接。
12、 根據權利要求5所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於所述 的迴轉窯(6)的窯頭還與為窯頭提供冷空氣降低窯頭表皮溫度的窯頭冷卻風機(9)連接。
13、 根據權利要求5所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於所述 的，窯頭冷卻風機(9)的調節閥與控制系統(23)相連。
14、 根據權利要求5所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於迴轉 窯的窯尾還與為窯尾及焚燒爐頭提供冷空氣降低其表皮溫度的窯尾冷卻風機(8)連接，窯尾冷卻風機(8)還與焚燒爐(19)的爐頭連接。
15、 根據權利要求14所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於窯尾 冷卻風機(8)的調節閥與控制系統(23)相連。
16、 根據權利要求5、 12或14所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於所述的焚燒爐19的爐頭與用於輸送天然氣的焚燒爐一次風機16和用於輸 送新鮮空氣促進燃燒的焚燒爐助燃風機(17)連接。
17、 根據權利要求5所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於所述 的迴轉窯(6)通過移動卸料器(13)與冷卻機(14)連接。
18、 根據權利要求5所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於所述 的冷卻機(14)通過旋風除塵器(15)與焚燒爐(19)的爐頭連接。
19、 根據權利要求5所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於所述 的焚燒爐(19)通過煙道閘門(20)與用於發電和供熱的餘熱利用系統(22) 連接。
20、 根據權利要求5所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於所述 的迴轉窯(6)的窯體、焚燒爐和冷卻機內部設有內襯。
21、 根據權利要求5所述的大型迴轉窯石油焦煅燒設備，其特徵在於所述 的冷卻水系統(21)還與迴轉窯(6)的窯體、冷卻機(14)的電機以及煙道閘 門(20)連接。
全文摘要
本發明涉及一種石油焦煅燒工藝及設備，特別是涉及一種大型迴轉窯石油焦煅燒工藝。本發明的石油焦煅燒工藝採用獨特的石油焦先破後篩工藝和定量向迴轉窯給料技術；冷卻機採用直接噴淋的方法將高溫煅燒焦冷卻；焚燒爐能將迴轉窯尾氣中的可燃物近一步燃燒；餘熱處理系統將焚燒爐餘熱用於發電和供熱。本發明提高了整個石油焦煅燒工藝生產系統的安全性、環保性，是一種大產能，高效率石油焦煅燒工藝。
文檔編號C10B55/00GK101676364SQ200810013199
公開日2010年3月24日 申請日期2008年9月16日 優先權日2008年9月16日
發明者尹良明, 崔銀河, 王天宇, 許開偉 申請人:瀋陽鋁鎂設計研究院