阳极焙烧炉节能降耗几个技术问题研讨-

1、CARBON TECHNIQUES炭素技术2016年第2期第35卷20162Vol.35导语:从本期起,将连载刊登罗英涛高工和王平甫教授近两年在一些企业作的指导诊断和讲学内容。涉及阳极焙烧炉工艺中常用的技术术语界定、相应的技术条件范围;对各个炉室在焙烧过程中的技术状况进行了汇总和统计分析;对烟气量和送风区问题进行探讨。阳极焙烧炉节能降耗几个技术问题研讨罗英涛,王平甫(中铝郑州研究院,河南郑州450041中图分类号:TQ127.1+1;TF806.1文献标识码:B文章编号:1001-3741(201602-61-06DOI:10.14078/ki.1001-3741.2016.02.015作者简

2、介:罗英涛(1968-,男,教授级高工,从事炭素和电解铝的科技研发技术服务工作。收稿日期:2015-07-25据不完全统计,目前国内有各种型号的铝用阳极炭块焙烧炉200多台。焙烧炉投资占炭阳极厂投资的一半,焙烧能耗占炭阳极生产能耗的60%以上。焙烧炉技术等级和装炉容量不一,大型先进的,每台焙烧炉3个燃烧系统以上,一个炉室有10多个料箱,每个料箱装炉容量200多t ,每台炉年产量可达15万t 以上;小型的有的年产量才12万t 。单位产品天然气能耗有的在60m 3以下,有的超过110m 3。焙烧炉炉室尺寸规格、火道墙结构及厚度和材质性能差别很大。焙烧炉破损、火道墙变形和焙烧炉操作难度以及焙烧炉使用

3、寿命差别很大。有的已经10年以上还在使用;有的不到六七年,就得大修;有的采用轮番中小修火道墙及试验采用整体火道墙新技术和新材料来解决焙烧炉低耗高产和延长寿命等难题。近年来焙烧炉自动控制技术、模拟测试技术、工艺优化技术、节能炉具技术以及焙烧炉炉体结构和材质等新技术进展很大,每年都有许多论文和成果发表1-12。有的企业还和大专院校结合开展焙烧炉热场等的模拟测试。中南大学周萍博士等研究了阳极焙烧试验炉结构设计和热工分析3;华中科技大学陈宁、张立麒等进行了阳极焙烧炉焙烧过程数值模拟和试验研究2,4-5,还有刘朝东的阳极焙烧炉焙烧过程三维数值模型7,及关淮等的焙烧炉火道焦油燃烧状况诊断12等。他们的测试

4、和研究,有很多创新点,对焙烧炉技术进步有很大促进作用。但是,由于焙烧炉十分庞大复杂,每台大型焙烧炉几乎要用上万吨耐火材料和钢材等建成,它的长度近百米,宽度有的超过50m ,体积几乎有500010000m 3那么大,内有几百个可以装100多块阳极炭块的料箱和几百个宽500mm 左右、深6m 左右、长610m 并带有火焰导流和挡墙的火道。焙烧炉使用中,在焙烧每批产品需要连续高温操作20多天的一个周期内,每个料箱和火道都要连续经受炭块装炉、火道高温烟气预热、火道高温烟气连续加热、炭块高温焙烧;低温冷却和炭块出炉等严峻考验。在这个过程中,焙烧炉内的每个料箱和火道以及数千个炭块经受内外部相互交合的复杂变

5、化,其中包括温度和热场变化、物理化学变化、物流场和压力变化等。焙烧炉操作运行是多工种连续作业,不同人员和不同班次控制水平会有差异。设备庞杂和控制难度大等造成焙烧工序成为除原料之外影响产品质量和能耗以及成本的最大因素。焙烧炉能耗高低和焙烧炉使用寿命差别很大,焙烧炉产品质量差别也很大。目前对许多内在的规律仍缺少深入系统的研究讨论。焙烧炉在使用过程中某些部位某些时间发生异常现象和问题,有的似乎“无法解释”,有的似乎已经司空见惯,有的想深入研究,可是涉及温度场、物流场、各种材料性能变化数据;气流、压力、内在和外部的影响因素比较多,数据测试不全,很难定量下结论。有的虽然对焙烧炉焙烧过程进行了比较完整的热

6、场等测试,一次连续测试20多天,取得各种数据超过一万个,绘制的曲线图上百个,但是对测试数据深入消化,前后左右以及上下游对照又涉及到很多未知数。所以对于焙烧过程中出现的一些异常现象和问题,全方位深入系统研究和讨论很少。这往往涉及炭阳极生产工艺、设备、管理和多专业的一些深层衔接问题。弄清这些现象和问题对于进一步改进工艺,降低焙烧能耗和进一步提高焙烧品质量以及延长焙烧炉寿命等是极为重要的。笔者近年来尝试对阳极焙烧炉进行深入调研,第35卷炭素技术表1某厂焙烧炉各控制点的火道工艺参数设定值位置T4(1P4孔 T4(1P4孔 T4(1P4孔 T3(4P3,4孔T3T2(5P3,4孔 T1(6P3,4孔运行

7、时间/h05520202803328028028温度范围/26535035053053061087091291210121012113511351135升温速度/h1712101444.3特别注意调查了解焙烧过程中出现的一些与能耗、质量、操作控制以及与炉子寿命相关的一些现象或问题,并试图分析解释。在分析研究一些炭素厂对焙烧炉焙烧阳极整个过程的热场测试(各种记录,成千上万的数据,成百的焙烧曲线图并座谈研讨时,发现这些未被注意和没有深入研究的现象和问题值得深入系统研究。经过很长时间的数据核查,反复对照和分析研究,认为这些难以解释或者司空见惯的现象或者问题,涉及到多个专业和工艺设备与管理的衔接细化问

8、题,可能与焙烧控制正常与否以及焙烧质量和能耗等重大经济技术指标改进关系密切。经过对不同厂不同时间焙烧炉运转的调研和测试记录分析,并查阅近年来发表的与阳极焙烧炉和焙烧工艺有关的文献资料等,进行对比研究与计算,归纳形成此文。这里抛砖引玉,分期予以粗浅扼要介绍,希望引起行业专家和管理人员更多的关注并进行进一步深入测试研究,以利于阳极焙烧炉节能降耗,优质高产和延长寿命。1铝用阳极焙烧炉所用术语界定和相关技术条件范围研讨为了准确地对焙烧工艺进行技术讨论和比较,笔者将目前缺少统一严格界定的阳极焙烧炉相关技术操作常用技术术语予以界定讨论,以免混乱,并讨论相应的技术条件范围。(1焙烧炉初始状态参数这是在铝用炭

9、素技术界第一次提出焙烧炉的“初始状态参数”概念。将装好制品的焙烧炉炉室的火道与焙烧炉总烟道连接,该炉室进入焙烧系统开始运转前的状况火道、料箱和制品进入系统的初始温度状态等状态参数,火道升温时间以零时记录。测量和记录炭块、填充料、火道和料箱的初始温度状态等参数对于不同火道的焙烧曲线调整具有很大意义。主要包括:装炉炭块的原始状态,如有的存放已久,受雨淋,受冻,有的刚刚成型出来;本次所用填充料的状态,有的是刚刚使用过的保温料,有的是新加入的材料,有的可能受潮等;本系统所有料箱和火道的初始状态,有的比较完好,有的破损变形出现较大的裂缝,有的使用含水的耐火泥等材料修补过等。严格细致检查记录这些初始状态参

10、数,建立档案,并与调温工的操作控制和区别异化管理相结合,有利于焙烧炉的节能降耗。(2焙烧炉(室排烟温度(烟气温度焙烧炉排烟架连接处附近炉室火道的烟气温度,不经过特别说明,焙烧炉(室烟道温度指与排烟架处火道闸门相连的炉室末尾一段火道的温度(焙烧炉的烟道很长,烟道不同位置温度变化很大。该温度与排烟架和装好制品的炉室最初的连接时间有关。比如连接初始(该炉室制品刚刚进入焙烧系统,为系统的第一炉室,排烟温度低;而经过二十几个小时运转,与排烟架连接末尾的炉室,即拆架前一刻,排烟温度最高(该炉室在拆架后将成为系统的第二个炉室,同一位置不同时间测量,排烟温度波动100300。所以最好说明排烟温度测量在移架前后

11、的时间,以便比较分析。近几年来,阳极焙烧炉的排烟温度有一定提高,一般为250800(拆后接入新炉室大约250以上,拆前大约700以上。各个火道的烟气进入总烟道后汇合,与排烟架相连的总烟道的烟气温度是各个系统火道烟气温度的加权平均值即总烟道温度。总烟道很长,不同位置的温度有一定差异。(3料箱与火道的上游端或火道上游端(简称上游或上方按照火焰行走方向排序,火焰进入料箱的一端为上游端,火焰出料箱的一端为下游端。56m长的一个料箱或那么长的一条火道,同一个料箱或者同一条火道,上下游端温度有很大的差异(一般50 100,在定位定量比较分析时用此术语。(4火道温度或者料箱温度长56m、深56m的火道,上、

12、下游端以及上中下位置高度不同,温度有一定差异,其中上下游一般相差50100,在不特别说明的时候,火道温度指从某一火井(每个料箱的两侧两个火道,每个火道各有火道孔36个测量的烟气温度(当有4个火井时一般测量第2或第3火井。为了对不同的焙烧炉进行比较,严谨说,一般应指明是哪一个火井以及上、中、下高度的温度。因为同一火井的上部与中部(深度可达6m左右有时相差约50。通常阳极焙烧炉操作中对以下4个点的温度实行测量控制:1在连接排烟架的1P室的下游孔(称为1或4孔测烟气温度为T4,该点为低温控制点;在4P室的3或4孔测温为T3;在5P室的3或4孔测温为T2;在6P室的3或4孔测温为T1,以上3点62&#

13、183;·第2期为高温控制点。表1为某厂焙烧炉升温曲线各控温点温度设定值。同样,对于料箱温度也应该说明位置。从表1看出,在低温阶段,火道的温度偏低(这是几年前测量的。由于受炉型等的限制,高温阶段升温比较慢。最近几年T4孔的温度高点(最高排烟温度大多比较高(700以上以利于挥发分的燃烧。(5焙烧炉低温阶段指从初始状态开始至焙烧品焙烧到250300以前的温度阶段(制品的表面和内部温度在时间上滞后2030h。对于焙烧阳极的焙烧炉,时间在第2080h(不同的焙烧炉和不同的焙烧工艺差别很大,一般多在第3040h或者延迟到第60h结束。一般位于系统的第二炉室(2P的下游或中、上游端结束。理想的状

14、态是在1P末或2P初结束。此阶段的火道温度在265800(几年前为250610。焙烧炉低温阶段的温度主要受各种初始状态和1P 炉室的负压和温度影响,4P炉室的温度也有一定影响。移架前后的23h是关键控制时段,温度控制范围一般应在350700(移架前700,也有870的。在挥发分析出区以及下游附近火道的温度比较高,有利于保证挥发分在火道百分之百燃烧。低温阶段制品温度低于250300(制品表面温度比较高,主要是沥青熔化和迁移,所以升温应适当地快。表2是某厂测试的焙烧炉在低、中、高温阶段的状况。从表2可以看出,该厂焙烧炉由于制品的初始温度比较高,焙烧曲线低温阶段提前,挥发分集中析出和燃烧提前,中温阶

15、段的后期(第6496h火道温升缓慢。由于焙烧炉室各个位置的制品、填充料、火道墙等的初始状态参数差异很大,如果操作工没有及时采取差异化管理进行调节,就会造成不同位置低温状态的时间差异很大,笔者查阅一些厂的热工测试记录,有的部位在20h结束,有的部位直到80 h才结束。许多企业没有进行详细的热工测试比较,就会造成盲点,这是引起一些制品质量不高的原因之一。(6焙烧炉中温阶段一般指从焙烧品的表面温度250开始到焙烧品温度达到650左右的温度段(不同的焙烧炉和不同的焙烧工艺差别很大。一般在系统的第2炉室(2P起,到3P炉室末或者第4炉室(4P前期结束,时间多在第3090h。焙烧炉中温阶段火道的温度一般在

16、650900。在中温阶段阳极炭块挥发分大量析出和燃烧,分解和缩聚反应同时进行,控制升温速度适当地慢,有利于提高结焦率和炭块质量。尤其是挥发分大量析出和燃烧阶段(制品在300 400温度范围,更要关注升温速度和位置。我国不少炭素厂阳极焙烧炉中温阶段挥发分集中析出时间往往超前或者滞后,严重影响焙烧曲线的正常运行和产品质量以及能耗。中温阶段的控制主要受低温阶段和高温阶段的影响,通过低温阶段和高温区的控制参数,控制中温阶段挥发分适当缓慢地析出,控制大量析出的位置在中温阶段的中部,即在2P的中后部附近,时间多在第4060h。对于挥发分析出和燃烧的控制,最近由于节能服务公司的技术引导和控制系统的改进等,局

17、面有所改变。表3为某厂焙烧炉各区、各个阶段温度测量等示例和作者归纳的一般制品测量温度范围。由于焙烧炉室各个位置的制品、填充料、火道墙等的初始状态参数差异很大,如果操作工没有及时采取差异表2某厂测试的焙烧炉在低、中、高温阶段的状况表(28h曲线区段火道温度阳极表面温度阳极中心温度初始阶段,零时2502004032h,2P初560波动,平台40019064h,3P初820,从860降波动65040096h,4P820720600128h,5P1190波动1000790160h,6P1180波动10801030表3某厂焙烧炉各区温度、压力、时间、区域位置示例位置P1 P2 P3末P4末P5末P6末P

18、7 P8时间/h285684112140168196224区域预热预热预热加热加热加热内部前期在继续加热自然冷却火道温度/20050050080080090090011001100120012001000920火道压力/Pa-(100120-70-60-45-30+5+10阳极温度/小于30070480480720720900900115011501030950950罗英涛,等:阳极焙烧炉节能降耗几个技术问题研讨63··第35卷炭素技术化管理,进行调节,就会造成不同位置中温状态的时间差异很大,分析热工测量数据发现,有的在30h就结束,有的直到90h才结束。对此一般没有进行测

19、量和对比分析,造成某些部位中温阶段提前在低温阶段进入;某些部位滞后到高温阶段很长时间才结束,这是一些制品质量不高的原因之一。(7焙烧炉高温阶段是从焙烧中温阶段结束开始,到火道达到最高温度并开始保温的时间段。有的也把火道高温恒温阶段计算在内。焙烧炉高温阶段的时间多在第100 120h,在4P的末期和5P的前期。在同样的焙烧时间内,高温阶段时间缩短和提前,有利于延长高温保温时间。在高温阶段制品中心从650左右(制品表面可能800以上上升到制品表面达到最高温度或者接近最高温度,火道温度一般在9001180。(8焙烧炉火道高温恒温保温阶段(简称焙烧炉保温阶段从火道达到最高温度后,火道开始保持恒定温度,

20、到火道结束高温段(6P结束停止外供燃料为止,即是整个火道高温保温的时间段。时间段一般在100196h,位置在5P初,5P中期起到6P结束的全部时间。制品在此阶段会继续升温。此阶段结束时,由于结束外供燃料,火道停止了升温,但如果制品没有达到最高温度时,制品可能继续升温一些时间。高温保温阶段一般位于第5第6炉室(5P部分至6P的全部。制品的高温阶段要持续到停止外供燃料结束之后的一段时间(7P。火道高温恒温阶段的时间等于焙烧升温保温(曲线的总时间(火焰周期乘以6的一半,减去火道由中温阶段结束升到高温阶段的时间。显然,后者是可变的。比如对于火焰周期32h而言,焙烧曲线总时间32乘以6等于192h。一半

21、为96h。火道由中温阶段结束升到高温阶段的时间不是一成不变的。例如,如果焙烧升温阶段的时间分别为36,28,40h,则火道恒温保温时间分别为60,68,56 h,可以看出,高温恒温时间相差十几个小时。只有使制品在低温和中温阶段赶上曲线要求,才能适当缩短火道升到高温阶段的时间,才能适当延长火道高温恒温时间。须知,在同样焙烧曲线时间内,适当延长火道高温恒温阶段时间,有利于制品的优质和低耗。(9火焰周期(时间焙烧炉焙烧一定时间,燃烧架(或者排烟架等工作架向火焰上游一个炉室移动,两次移动相隔的时间称为火焰周期。每移动一次燃烧架(或者排烟架,冷却架,炉室焙烧状态循序变化一次。一般2836 h。除了带制品

22、烘炉之外,阳极焙烧的火焰周期很少有超过44h的。火焰周期越长,焙烧曲线越长,燃料消耗越高,总产量越低。所以在保证产品质量不受影响的情况下,一般不宜延长火焰周期。表4为阳极焙烧炉火焰周期-焙烧曲线对应表。(10焙烧曲线(时间自阳极制品进入焙烧系统开始预热起,阳极制品先后接受烟气余热、挥发分燃烧热加热(1P3P 阶段,到利用燃烧架外供燃料加热结束(4P6P阶段的总时间。焙烧曲线(时间一般等于火焰周期乘以6。它与阳极接受加热的总时间的差别是外供燃料结束后,即强制加热结束后,由于火道温度高于料箱内制品温度,制品可能继续受热并升温一段时间。这个阶段不长,并且根据炉子状况和操作不同,有一定差别。一般焙烧曲

23、线(时间为168216h,阳极加热时间比此时间多10h左右,越多越好。(11阳极焙烧周期(时间焙烧阳极的全部加热时间和高温阳极炭块在炉内冷却以及到炭块出炉的时间的总和,即装好阳极炭块的炉室接入排烟架,阳极开始接受高温烟气以不同形式传热,开始焙烧(也称预热、挥发分燃烧传热、外供燃料强制加热、强制冷却、自然冷却到阳极炭块出炉的总时间,一般为2225天。(12焙烧炉最高焙烧温度分火道最高温度和阳极最高温度2项。一般不特别指明时为火道的最高温度。5年以前,阳极焙烧炉火道的最高温度一般在12501300。近几年由于耐火材料的改进,炉子保温好,火道的最高温度多为11501250。2焙烧过程中各个炉室料箱和

24、火道状况分析在阳极炭块的焙烧过程中,各个炉室和火道的状况差异很大。为了设定一个参照系,笔者根据文献资料和测量以及统计数据,整理出焙烧过程中各个炉室的一般状态情况。炉室的自然状况和操作不一,不一定完全符合理想状态。但是对此状况记录并建立档案,及时汇总分析,有利于工艺的进一步优化。(1各个炉室火道天然气分配(体积比:6P5P4P=532。具体根据每个料箱和火道的现场测量数据,做调节并纳入记录。(2在加热炉室火道填充焦燃烧消耗分配(冷却炉室和机械损失约15%除外:6P5P4P3P=4321(体积比。可以根据情况定期对一些火道墙破损的料箱做对比测量并纳入记录。表4阳极焙烧炉火焰周期-焙烧曲线对应表h火

25、焰周期焙烧曲线2816830180321923420436216402404225244264462764828864··第2期(3各个炉室火道氧气含量情况,不同的炉室结构和不同的焙烧技术差别很大。瑞士RDC提供的炉室火道氧气量变化:1P2P3P4P5P6P=7511131719。我国各企业测量的数据有一定差别,但是大体上规律相同。比如青海铝厂的一次测量结果(平均体积百分比:1P2P3P4P5P6P=12.212.010.17.813.314.6。国内焙烧炉进入6P的热风不足与热风温度低,造成4P,5P,6P火道的氧气比例低。又因多数焙烧炉存在低温阶段漏风,造成低温炉室火道

26、的氧气不减反增,浪费了能源。(4各个炉室火道的烟气量变化,每个焙烧炉的测量结果不一。示例:1P2P3P4P5P6P=25242466240123282218:2061(预热空气。我国阳极炭块焙烧炉火道和料箱漏风一般比较多,所以烟气量比较大。一般超出2倍左右甚至更多,这也是炭块焙烧升温慢、高温上不去和高温维持时间短、能耗高的主要原因。(5各个炉室析出的挥发分分配,每个焙烧炉的测量结果不一。示例:3P2P=46。初始温度高、预热阶段前期温度高,挥发分析出超前,在1P末就有部分挥发分析出;初始温度低,预热阶段温度低,造成挥发分析出滞后,到4P 仍有部分挥发分析出。挥发分的大量析出时间最好在2P的中部

27、及其后部。当然这和火道漏风以及初始状态参数不同有一定关系。(6各个炉室火道技术状况汇总(均为焙烧每吨炭块的平均量,比如气体为每吨产品的立方米,其中温度、负压、燃气消耗和漏风等情况各个厂各种焙烧炉基本状况不一,有一定差异,这里按照每吨产品天然气消耗100m3考虑,仅是一种参考: 6P炉室(火道高温恒温炉室:焙烧加热的第140(160168(192h,预热空气950以上(2061 m3,我国多数阳极炭块焙烧炉预热空气温度低,总量欠缺;天然气消耗50m3;进风106m3(25,应为漏风;填充焦燃烧8kg;火道温度6P初6P末平均温度1250(最近有的1180;火道负压010Pa;炭块10501150

28、,炭块平均温度1080 1100。火道氧气含量15.48%,氮气77.33%,二氧化碳2.99%,水蒸气4.20%;烟气量2218m3。6P炉室和火道的主要反应是天然气与热风混合燃烧和炭块内部结晶变化,炭块进一步致密炭化。5P炉室(继续升到高温和高温恒温炉室:焙烧加热的第112(128140(160h,天然气消耗30m3;进风80m3(温度25,应为漏风;烟气中含氧气12.48%,氮气76.45%,水蒸气6.4%;填充焦燃烧6kg;火道温度11001250(最近稍有降低,有的在5P即进入高温保温期;火道负压15Pa左右;炭块平均温度1000;烟气量2328m3。5P炉室的主要反应是天然气与空气

29、的混合燃烧和炭块内部结晶变化,炭块进一步致密炭化。4P炉室(中温末期以及开始升高温炉室:焙烧加热的第84(96112(128h,天然气20m3;进风53m3;氮气75.91%,氧气10.62%,水蒸气7.76%;填充焦燃烧4kg;火道平均温度9501150;火道负压25Pa左右;炭块平均温度850;烟气量2401 m3。4P到6P的主要反应是天然气燃烧和填充焦的燃烧以及进入空气中的水分蒸发以及炭块内部的结晶变化,炭块进一步炭化。3P(中温炉室:焙烧加热的第56(6484(96 h,析出挥发分35m3,进风26.7m3,氮气74.76%,氧气7.17%,水蒸气10.58%;填充焦燃烧2kg;火道

30、平均温度800950;火道负压45Pa左右;炭块平均温度650700;烟气量2466m3。主要反应为炭块内部热解聚合反应,析出挥发分和挥发分以及碳的燃烧以及水分蒸发等。其中氢500580开始析出,900析出最大。初始温度低的或者低温阶段升温特慢的,挥发分集中析出滞后,在3P的中后期仍会有大量挥发分析出。2P(中温炉室:焙烧加热的第2856(64h,析出挥发分52.8m3;氮气73.08%,氧气2.29%,水蒸气14.7%;火道平均温度650700(610870;火道负压80Pa左右;炭块平均温度400500,烟气2524 m3。主要反应为水分蒸发,炭块内部热解聚合反应析出挥发分和挥发分燃烧。其

31、中甲烷400500开始析出,600析出最大。2P的中后期为挥发分集中析出阶段,此时升温应适当缓慢。焙烧炉结构,初始参数不同和工艺操作不同,挥发分大量析出的时间往往不同,一般应控制在2P的中后期和3P的前期。1P(低温炉室:焙烧加热的第028(32h,火道平均温度500(280750;火道负压100Pa左右;炭块平均温度150250;烟气2524m3(一般要高得多。1P炉室的主要反应是水分蒸发,炭块开始塑性变化,初始温度高的或者火道低温阶段升温特快的,在1P的末期就有部分挥发分析出,其中焦油在80200就开始析出。焙烧炉结构完好和控制优化,在1P和2P炉室,很少漏风,甚至3P炉室也很少漏风,所以

32、烟气中的含氧气量逐步减少。我国大多数焙烧炉在1P,2P和3P炉室大量漏风,所以烟气量增加很大,这不仅降低了火道温度,造成挥发分析出滞后,增加能耗。在焙烧炉一个系统30多个炉室几百个料箱和火道的运行中,每个炉室都要经过从1P到6P的过罗英涛,等:阳极焙烧炉节能降耗几个技术问题研讨65··· 66 · 炭 素 技 术 表5 第 35 卷 我国部分企业加热炉室火道的含氧量测量结果 炉室 程 ， 有共性 ， 有 差异 ， 尤其是 边部 火 道 和 料 箱 ； 焙 烧 炉 端部拐弯处 的 火 道 和 料 箱 以 及 初 始 状 态 参 数 变 化大的火 道和料箱

33、， 它 们从 1P 到 6P 过 程 中 ， 会 有 很大差异 。 掌握和记录这些差异 ， 建立档案 ， 并在每 个系统结束时 ， 进行总结分析 ， 实施差异化管理 ， 有 利于焙烧炉的节能降耗 。 % 6P 18 20 20 20 1P 5 6 14 14 14 2P 5 5 12 13 5 3P 7 5 10 10 5 4P 9 13 8 8 13 5P 13 15 13 11 15 理论数据 瑞士 RD 公司 平果中火道 某企业中火道 某企业边火道 3 3.1 焙烧过程中 2 个重要的技术数据研讨 烟气量 烟气量变化太大是我国焙烧炉能耗不一的主 焙烧炉 3 大热源是燃气 、 挥发分和预热

34、空气 。 鼓风机要低风压大风量 。 尽量在加热炉室不用或少 用漏入的冷风 ， 全部利用预热风 。 国外预热风的温 度 9001 000 。 在冷却炉室送入火道的预热风足 够时 ， 从 6P 炉 室到 1P 炉室 ， 火 道中烟 气 中 的 含 氧 量是逐步减少 ； 如果进入 6P 炉室火道的预热风不 足 ， 在 1P 和 3P 炉室的 火道会大量 进冷风 ， 造 成 烟 气中的含氧量不减反增 。 表 5 为我国部分企业各个 加热炉室火道烟气的含氧量数据比较 （ 空气中氧气 要原因之一 。 根据计算 ， 当烟气中含氧气比例 2% 3 ， 每吨焙烧产品产生的烟气量为 2 5003 000 m （

35、理论上约为 2 300 m3）。 在总烟道还要进入部分空 气 ， 国外 4 5005 000 m3， 我国好的焙烧炉为 4 500 7 000 m3。 国内某厂年产 10 万 t， 改进后排烟量 5.8 万 m3/h ， 折合每吨产品烟量 6 000 m3。 国内焙烧炉排 烟架出口烟气的氧气含量达到 13 ， 把平均每吨产 品上万立方米的空气加热到 1 200 ， 消耗掉大量 热量 。 以下是每吨产品产生的烟气量计算 ： 燃料为天然气 ， 天然气热值 8 000 kcal/m , 过剩 3 3 21% ，氮气 79% ）。 我国多数焙烧炉存在进入 6P 火道的预热空气 供给 量严重不足 ， 温

36、度偏低 ， 常 常 发 生 在 高 温 加 热 炉室的火道 “ 抢氧气 ”， 在预热炉室的火道大量吸进 冷空气 ， 造成预热和加热炉室火道温度上不去 ， 烟 气量大 ， 能耗高 。 参考文献 ： 空气系数 1.1 ， 每吨产品使用天然气做燃料燃烧产 生的烟气量 ： 二氧化碳 95.0 m ， 水蒸气 186.2 m ； 氮 3 3 气 775.6 m ， 氧气 18.6 m ， 合计 1 075.4 m /t 。 3 3 3 重油作燃料 ， 空气过剩系数 1.2, 烟气量 1 048.7 m3； 发生炉煤气作燃料 ， 空气过剩系数 1.12 ， 烟气量 1 426 m3。 每吨产品挥发分燃烧的烟气量 ： 每吨阳极产生 挥发分 76.82 kg （ 按照沥青配入量 16% ）， 挥发分燃 烧烟气量 1 181 m3（ 过剩空气系数 1.15 ）。 每吨产品填充焦燃烧的烟气量 256.9 m3 （ 过剩 空气 20 ）。 使用天然气作燃料烟气量总汇 （m3/t ）： 二 氧 化 碳 248.8