我国的敞开式环形阳极焙烧炉技术是在引进的日轻焙烧技术的基础上发展起来的,近些年来,国内各生产企业虽在燃料选取、火道隔板、耐火材料、阳极装炉层数等方面作了改进,但总的来说进步不大,基本上仍停留在原有技术水平上。经过多年的实践运用,该技术虽然可以用于预焙阳极生产,但还存在着能耗高、污染大、自动化水平低、劳动生产率低等缺点。
本文立足于敞开式环形阳极焙烧炉热平衡分析,分上、下两部分探究敞开式环形阳极焙烧炉能耗的影响因素并在此基础上阐述解决方法,从而实现节能降耗的目的。
敞开式焙烧炉节能技术研究
某厂36室敞开式焙烧炉,每个炉室有9条火道8个料箱,炉子分两个火焰系统,每个火焰系统为18个炉室运转,用重油作燃料,火焰移动周期可调整,炉子的主要控制参数是焙烧炉1P火道负压和1P、4P、5P、6P火道烟气温度及焙烧最高温度控制在1150℃,排烟温度控制在250℃以下,目前已稳定运行11年,各项技术指标、焙烧阳极质量已超过设计水平,能耗在国内同类炉型中是最低的,这主要基于对焙烧炉热平衡的精确分析(见下表1)以及在节能降耗方面下足了功夫。
表1 敞开式环形阳极焙烧炉热平衡表
1、挥发份燃烧
敞开式阳极焙烧炉中,沥青挥发份一边析出,一边进入火道内燃烧,成为除燃料外的主要热量来源。阳极配方中一般沥青占生阳极重量的14~16%,以55%计算沥青析焦量,挥发份热值为3.762×104kJ/kg,则挥发份发热量约为2263MJ/T熟阳极,这相当于60kg重油燃烧产生的热值。可见,如何使挥发份在火道内尽可能的完全燃烧,成为焙烧炉节能最需要考虑的问题。
沥青挥发份有三种主要成分:氢、甲烷和焦油,每种成分释放温度不同,研究表明氢和甲烷析出时温度高于其本身燃点温度,基本上析出即燃;而焦油析出时的温度比燃点低,其燃烧需要在更高的温度下才能进行,因此在焙烧炉火道内如出现挥发份燃烧不完全的情况,则要控制的主要成分必是焦油。
为保证焦油在火道内完全燃烧,在预热段需保证火道内的温度与阳极温度有足够的温差,而取得足够的温差在炉型设计上虽已做了考虑,但预热段的升温速率也是需要重点考虑的问题,在保证产品质量的前提下,某厂的实际生产升温曲线就比其他类似的炭素厂稍高,所以能够将沥青挥发份完全烧尽。
2、固体蓄热回收
为达到阳极焙烧的目的,敞开式阳极焙烧炉中的生阳极一般要加热到1050~1200℃,此时在阳极、填充焦和耐火墙体中储存了大量的热能,称固体蓄热。
由于焙烧炉内燃料和挥发份燃烧需要大量的一次空气助燃,实际上环式焙烧炉正是采用预热助燃空气来回收固体蓄热,为达到此目的,正确使用设计配置的鼓风架及零压架成为该回收固体蓄热的重要手段,大部分生产厂并不重视该种节能措施。
专注于敞开式环形阳极焙烧炉节能技术的研究在某种程度上帮助企业节约燃料消耗,降低了生产成本。除了挥发份充分燃烧及固体蓄热回收之外,敞开式环形阳极焙烧炉节能技术还可以从减轻“漏风”操作、炉体散热及自动控制技术等方面着手,具体如果控制我们明天再行探讨,欢迎继续关注!