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临漳县永腾碳素有限公司

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煅烧工艺

添加时间:2019-8-22
  原料煅烧是碳素生产中的一道重要工序,原料煅烧质量的好坏是保证最终产品质量的前提。煅烧车间工艺生产流程操作过程如下:
  符合质量要求的原料由汽车运入原料库,用抓斗天车在规定的原料槽中抓料,按生产要求由抓斗抓入破碎机上料斗中,由破碎机粗破碎成40mm以下的原料,由原料料仓变频控制原料掺配后再由皮带运输机运入煅烧炉。原料在炉上的加料由加料系统按时均匀加入炉内,在1250—1350℃的高温下煅烧合格,经冷却水套冷却后,由自动排料系统排出。
  ⑴、煅烧设备
  目前,国内的煅烧设备主要有:罐式煅烧炉、回转窑、电气煅烧炉、回转床煅烧炉。我公司采用顺流式罐式煅烧炉。
  煅烧炉的结构:
  ①炉体:包括煅烧罐和加热火道及预热空气通道,槽钢为加固框架,炉顶由拉筋对应拉接,并设有调节弹簧,炉体座落于炉底板上,板上由炉盘和炉腿支撑。
  ②余热室位于八层火道与汇集烟道连接处。
  ③加排料设备分别在炉的顶部和下部。
  ④其他配置由引风机,烟囱等。
  ⑵、煅烧的定义
  炭质原料在隔绝空气的条件下进行高温热处理的过程(一般在1200℃—1500℃下进行煅烧)。经过煅烧后的原料一般比较脆硬,便于物料的破碎。
  ⑶、煅烧的目的
  ①排除原料中的挥发份
  ②提高原料的强度
  ③排除原料中的水份
  ④降低电阻率、提高机械强度
  ⑷、煅烧炉温度的控制
  煅烧炉的温度控制主要依靠对燃料的燃烧控制来实现的。我们公司煅烧炉采用的气体燃料就是靠煅烧过程中碳质原料产生的挥发分。煅烧炉燃气的燃烧方式属于扩散式燃烧方式。燃气挥发分排出后与空气边混合边燃烧,火焰及烟气在负压抽力的作用下,沿火道方向迂回运动,将热量传给炉罐后,烟气由烟道排出炉外。
  提高煅烧炉产量和煅后料质量的关键是适当提高炉温和延长煅烧带,因此,要保证煅后料质量,必须严格控制煅烧带火道的温度:
  首层:1280—1350℃二层:1250—1350℃
  三层:1250—1320四层:1250—1300℃
  八层:1000—1150℃要求火道温差要小。
  ⑸、影响煅烧温度、质量的因素
  温度控制就是调整影响燃烧的各因素使炉子各层火道内的燃料达到要求的燃烧强度,使温度达到生产工艺的要求。
  三个基本要素
  在炉温的调整和控制中,燃料、空气和负压是影响煅烧温度的三个基本要素。
  ⑴燃料的影响
  在正常生产中,原料在煅烧过程中产生的挥发分是热源的主要部分,如果炉子条件具备,燃烧组织的合理,原料中挥发分含量达9%以上时,挥发分已成为炉子生产热源的全部来源。在生产中,如果挥发分不足,煅烧温度下降,影响煅烧质量。
  要想充分利用挥发分,使挥发分均匀,稳定的热源不断排出,就需要合理的原料配比,和加排料操作的连续是保证煅烧炉稳定生产的条件,需要挥发分通道系统内没有过多阻力和过量的空气进入,也需要适当的负压和温度条件等,只有这些条件的具备,才能满足煅烧温度的要求。
  ⑵空气量的影响
  煅烧实质上是一种快速的氧化反应过程,要燃烧稳定进行,连续不断地供给足够的空气,使其中的氧与燃料接触良好是燃烧的先决条件,煅烧炉是在火道中进行的。燃料在截面狭窄,通道细长,迂廻曲折(各层火道首尾连续)的火道内燃烧,空气量和供给方式以及同燃料混合方式是组织燃烧的关键。
  在煅烧过程中,炉子空气使用量要适度,一次给入量不要过多,防止局部温度过高,烧坏炉体;也要避免因空气给入量不定,出现燃料燃烧不完全现象,这样会使火道温度低,罐内原料中的挥发分排出缺少热量,形成低温循环局面,直接影响煅烧质量和产量。虽然煅烧炉是火道内燃烧间接加热罐内原料,火道内出现强氧化气氛不会氧化原料,但火道内给入或存在大量过剩空气,而依靠调整燃料量的多少来控制温度,实现短焰燃烧的方法是不可取的,因为过剩空气没有参与燃烧,带入了火道内的热量,又增加了排烟系统的负荷。
  经过预热后的空气比冷空气更容易与燃气混合,燃烧,升温速度也较快,只要温度允许的情况下,应首选预热空气参与燃烧,一般情况下,顺流式煅烧炉始终使用预热空气助燃,而逆流式煅烧炉多采用冷空气助燃。
  ⑶负压的影响
  在煅烧过程中,煅烧炉内都处于负压状态,负压是由装在烟道的排烟机运转而产生的;炉子负压的控制是煅烧生产中极为重要的环节,炉内燃烧所使用的燃料和助燃空气是负压吸入的,吸入量的多少,流动速快慢是由负压大小决定的。负压过大,火道内空气流量大,热损失大,负压过小则挥发分难以抽出,助燃空气也将供给不足,已经燃烧后的产物也不能及时排出炉外,炉顶部冒火,燃烧强度下降,炉温低而影响煅烧质量和产量。
  三者相互依存,缺一不可;相互依赖,互为条件;相互关联,一动全变。三者只有适度配合,才能达到质量要求的温度,无论其中哪个因素配合失调,都会反映在温度上,使煅烧质量下降或波动。
  煅烧炉内如果缺少燃料,燃料动能则不足;缺少空气,燃料燃烧不完全,剩余燃料不在炉内燃烧,又可能烧坏烟道和设备;缺少负压抽力,燃料和空气进入炉内受限,燃烧后的烟气不能及时排出炉外,燃料燃烧不能正常持续下去。在炉子负压相同的情况下,如果燃料量过多,则空气量相应减少,燃料燃烧也不完全;如果空气量过大,燃料量相对减少,没有被负压抽到炉内的挥发分,会从炉顶冒出,污染环境。在炉内供入燃料量一定数量的情况下,如果负压过大,进入炉内空气量也多,将会出现燃烧空气过剩,热损失增大,直接加热的煅烧炉原料烧损会显著增加。以上的各种现象,都会出现低温的结果,而影响煅烧质量。
  煅烧炉负压如果过大,原料排出的挥发分又多,空气配合又好,将会出现超高温度或局部超高温度,可能烧损炉体和原料过多烧损。
  ⒉高温及煅烧时间是煅烧质量的决定性因素
  在煅烧生产中,产量和质量是密切联系的,各种因素在最终都反映到炉温上来,因此炉温是煅烧过程中最重要的工艺参数,煅烧温度是煅烧质量的依据,是影响煅烧质量的主要因素。煅烧炉内的最高温度及在高温下维持时间决定了煅后原料质量。由于煅烧炉内的原料是在不断运动的,原料在高温下维持的时间是指原料在炉内经过煅烧高温带区间所有的时间,而煅烧高温带长,则原料在高温下维持的时间也长,所以,一般认为煅烧温度的高低和煅烧高温带的长短是决定煅烧质量和产量的关键。
  其它因素的影响
  ⑴原料的影响
  ①水份的影响—原料中的水份是昂贵的无用之物,它直接影响煅烧温度,而影响煅烧质量。原料中的水份一般每增加1%,煅烧温度则下降约20℃左右。原料的热脱水过程,不仅耗能,还会使烟气量增加,带走热量,降低炉子热的热效率,在直接加热的炉内,赤热的原料与水蒸气接触而增大烧损,降低了原料煅烧的实收率。
  水份较大的湿原料会给预碎和运输带来困难,湿粉料和小粒料会吸附在其所经过的齿式辊面、下料溜子、提升机斗子,运输皮带上和斗仓内,造成蓬料,堵料和各种原料混杂问题。
  ②挥发份的影响—石油焦挥发分的多少对炭制品质量并无多大影响,但对煅烧过程有影响。挥发分逸出后,如果不能立即燃烧,挥发分经过的炉墙和通道内壁上,会沉积一层低质量的沉积碳,使燃烧结构发生变化,如果不能及时处理,其沉积物可将挥发通道完全堵塞,使炉上出现冒烟、着火现象,损坏炉体。
  ③粉料的影响—石油焦在预碎和传送过程中,粉料多不仅流失多污染环境,还会出现料仓蓬料,料斗挂料堵料现象,如果料中水份稍大就更加严重,给操作带来困难。
  在煅烧过程中,粉焦多挥发分排出通道不畅,细料团中的挥发分裹在其中带到炉外,会出现黑料粒和排料冷却装置放炮现象。粉料多会造成加料失控,炉内结焦堵炉,生产无法进行的局面。粉料多则烧损多,挥发物的收率增加,燃烧过剩的挥发分更加过剩,造成烟道温度过高。
  ⑵加排料的影响
  煅烧炉的加料和排料方式是炉子工艺制度的重要组成部分,是煅烧质量的重要影响因素。
  ①原料在炉内的运动
  煅烧炉内原料的运动是由加排料来维持的。只有原料在炉内不断的运动,才能保证挥发分不断排出,并保持一定数量,温度才能稳定在规定的范围内。不断运动的原料能够减少或避免结焦,能够减轻挥发分通道堵塞。不断运动能使煅烧后的原料及时冷却,减少原料氧化损失。间断运动将使以上因素产生周期性变化,不利于生产。
  ②加排料均匀协调的进行
  煅烧炉的加料和排料只有均匀的进行,才能实现原料的均匀吸热和传热,挥发分的排出量才能均匀稳定,炉温可控程度才能提高。
  ③密封条件下的加排料及冷却
  煅烧炉加料口和排料口都与炉子连通,加料和排料必须在密封条件下进行。否则,将会使原料烧损氧化,灰份含量增加。煅烧后原料也必须在密封的条件下,进行间接干冷却,防止水份进入和原料烧损。由于煅烧炉内都是负压制度,炉内外的压差给密封带来困难和难度,这使炉子密封工作更加重要和经常化。
  ⑹、煅后焦质量指标:
  灰份<0.5%;挥发份<0.5%;真比重≮2.060g/cm3;粉末电阻≯480μΩM;不达标煅后焦不准进入下一工序生产。

【更新时间:2019-8-22】

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