预焙阳极焙烧工艺的优化与实践9G.doc

预焙阳极焙烧工艺的优化与实践9 G _* o: r. ~! w4 V2 k- |我国的敞开式环式焙烧炉是在消化80年代初引进的日轻焙烧技术的基础上发展起来的，常用的焙烧工艺不能充分利用挥发分燃烧产生的热量，致使焙烧热能消耗一直较高；挥发分燃烧不充分，造成烟气净化负担较重；升温速度控制不理想，产品质量较差。: e1 l# U w# D; u: T$ p　　焦作万方54室敞开式阳极焙烧炉设计产能为4.2万吨/年，由三个火焰系统组成，每个炉室有8条火道7个料箱，分6层卧装；焙烧炉面设备采用机电一体化燃烧架和机电一体化排烟架，DCS自动控制系统；以重油作燃料；所用生阳极为大颗粒配方，沥青用量为17%；于2001年3月投入生产。2 e5 T3 c: B6 |. X　　经过对焙烧工艺的不断探索和优化，焦作万方在挥发分充分燃烧、燃料消耗降低、实收率增加、阳极内在质量及外观合格率提高等方面取得了较好效果。- V T4 O, Y3 R5 r0 g$ F5 @ 　　1. 控制方法的改进 s! r* l: ~5 [ P　　传统升温曲线一般都是控制每个炉室的每条火道的温度，根据温度情况，用人工调节排烟架风门开度和燃料量进行温度控制。挥发分开始排出时由于炉室温度低基本不能燃烧，到次高温炉室，炭块挥发分大量排出导致炉室温度超高时，则打开看火孔透入冷空气降温，所以挥发分燃烧产生的热量，没有得到充分利用。5 C1 Y u! I8 `$ z! p. X$ `　　一种方法是只控制燃烧架加热的高温炉室温度，负压控制完全凭人工经验，保证高温炉室不带正压就行了，低温炉室温度不控制。结果是预热炉室温度跟不上升温曲线，挥发分基本没有燃烧就排入了烟道，燃料消耗高，产品实收率低。: d9 ^7 f0 f4 d; 焦作万方阳极焙烧加热设备采用脉冲式燃烧控制器，DCS自动控制系统，可精确对每条火道的温度和负压进行自动调节，控温精度为：预热段±20；加热段±2。炉室水平及垂直温差小于30。5 S9 8 l Q8 p o x4 n: m　　我们在控制方法上的改进是：对低温和高温炉室进行控温，挥发分排出炉室自由升温—即只需控制1P、4P、5P、6P炉室温度，2P、3P炉室自由升温。在优化的焙烧曲线下，挥发分排出区域的火道温度可达650以上，保障了挥发分的充分燃烧，节约了燃料消耗。5 f9 |6 r+ ^2 F F　　2．炉墙缝的合理设置及填充料的正确使用# p% v$ Z! T9 @ L: Q. ~% `2 N　　这里重点要解决的是焙烧气氛和压力的问题。 z% W \8 e q! D　　由于粘结剂分解生成的气体不断地通过制品内部和填充料间隙，使制品内外层和填充料内外层之间都存在着分解气体的浓度梯度，若分解气体浓度低，则分解气体从制品中向外扩散的速度快，促进了粘结剂热分解反应的进行，使粘结剂的析焦量减少，反之，若分解气体排出速度慢，则析焦量增加。. ] v2 h. k. e　　当焙烧体系达到300－400时，粘结剂的分解和缩聚反应同时进行，如果增加体系的压力，反应将向缩聚方向移动，同时还可减少分解产物的浓度梯度，使第一次反应产物在焙烧体系中延长停留时间，有利于参与缩聚反应，既可提高析焦量，又有利于中间相小球体的生成[1]4 | c4 g5 |??`% y _0 N6 l$ |: G+ p l　　由于多种原因，焦作炉的炉墙缝分布在2－10mm之间，非常不利于生产，投产初期的质量及实收率都不太理想。我们采取措施，将炉墙缝控制在1-3mm之间，实践证明有益于产品质量的提高及实收率的增加。; q Q7 t- d q8 p! g??w. V: Q　　对于填充料，原设计为6-3mm的煅后焦。煅后焦一方面价格贵（1200元/t），另一方面透气率太高，挥发分排出过快，体系压力低。因此我们改用了冶金焦，粒度选为6-1mm，价格仅330元/t，可以解决上述两个问题。但由于挥发分在通过填充料的过程中，一部分会被吸收，一部分在热的填充料颗粒表面形成热解炭膜，而新冶金焦的吸附性恰恰较强，会导致析焦量减少，因此在如何使用的问题上，我们的做法是将新冶金焦做覆盖料，避免与阳极直接接触。另外一个措施是在预热炉室填充料表面覆盖塑料薄膜，一方面减少了负压泄漏，可以低负压操作，另一方面也使得挥发分排出速度减慢，增加析焦量。 J, r3 q: O d B# |% j- p B　　3.　焙烧曲线的优化: j6 u9 ! I; j　　从工艺的角度，焙烧曲线应考虑3个参数：阳极升温梯度，阳极最终焙烧温度和高温保温时间。2 A \??s0 N ?# V　　3.1　阳极升温梯度 D* x% [??p: O, C A　　阳极升温梯度主要是控制挥发分大量逸出的中温阶段，这个阶段