炭素焙燒爐改造節(jié)能減排分析

梁勇

【摘要】近年來，我國炭素材料工業(yè)發(fā)展迅猛，不管是產(chǎn)品、規(guī)格還是質(zhì)量方面都取得了不俗的成績，但是炭素制品在生產(chǎn)過程中需要消耗大量的燃料、電力等能源產(chǎn)品，為貫徹國家節(jié)能減排要求，需要對炭素焙燒爐進(jìn)行一系列改造。本文以青海橋電炭素分公司的節(jié)能改造為例，重點對其改造方案以及節(jié)能減排工業(yè)方法進(jìn)行了分析和闡述，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】炭素；焙燒爐；改造；節(jié)能減排

引言

當(dāng)前，我國工業(yè)爐窯正由“高產(chǎn)型”向“節(jié)能型”轉(zhuǎn)變，并在燃料技術(shù)、耐火材料、余熱回收等方面取得了長足發(fā)展，作為工業(yè)爐窯的重要組成部分，碳素爐窯是炭素制品生產(chǎn)的重要設(shè)備之一，其具有較大的能源消耗。本文主要對碳素爐窯的節(jié)能改造進(jìn)行了分析和探討。

1、當(dāng)前炭素焙燒爐存在問題及節(jié)能減排要求

1.1 當(dāng)前炭素焙燒爐存在問題。傳統(tǒng)焙燒爐具有能源消耗量大、生產(chǎn)損耗大、所需時間長、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，為此必須對炭素焙燒爐及相關(guān)工藝流程進(jìn)行改造，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。當(dāng)前，國內(nèi)比較常用的是有蓋式的環(huán)式焙燒爐，其主要有羅茨真空泵、陰極焙燒爐、吸料罐、焙燒爐燃燒控制設(shè)備、強(qiáng)制冷卻蓋等組成。在陰極炭素產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，焙燒溫度需要達(dá)到1250℃以上，制品溫度達(dá)到1200℃，整個生產(chǎn)過程是在封閉狀態(tài)下進(jìn)行的。所以，陰極焙燒爐是節(jié)能改造的關(guān)鍵設(shè)備，具體可以使用提升陰極焙燒爐日常產(chǎn)量的方式，大大提升上游輔助設(shè)備的生產(chǎn)潛力，從而較大幅度提升陰極焙燒爐的生產(chǎn)能力。

1.2 節(jié)能減排要求

1.2.1 炭素制品下游行業(yè)的節(jié)能減排是關(guān)鍵，其余炭素制品的規(guī)格以及質(zhì)量有著密切的聯(lián)系，除此之外，還需要對炭素制品生產(chǎn)過程進(jìn)行節(jié)能減排改造。

1.2.2 有效實現(xiàn)生產(chǎn)過程的節(jié)能降耗。炭素生產(chǎn)的焙燒和石墨化工序有著較高的能耗，因此，為降低物料過程的損失，提升炭素制品生產(chǎn)效率，必須加大對整個生產(chǎn)過程的在線監(jiān)控和管理，并依據(jù)原材料性能和產(chǎn)品的質(zhì)量要求對工藝控制條件和相關(guān)工藝流程進(jìn)行制定和選擇，同時對成品及半成品的檢驗制度予以健全并完善。

1.2.3 處理好污染物的排放工作。在炭素制品的生產(chǎn)過程中，諸如瀝青熔化、混捏成型、焙燒以及浸漬等環(huán)節(jié)均會產(chǎn)生大量的污染物，這成為炭素企業(yè)進(jìn)行節(jié)能減排改造的重要一環(huán)。

1.2.4 廢副品材料再利用。因炭素生產(chǎn)具有一定的特殊，其各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的廢副品比較多，如果對其不加以利用，則會明顯增加產(chǎn)品能耗，不僅浪費了大量原來，還會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。如何及時發(fā)現(xiàn)廢副產(chǎn)品并對其加以利用，成為當(dāng)前炭素企業(yè)亟待解決的重要問題。

2、炭素焙燒爐節(jié)能減排改造方法

2.1 焙燒爐改造方案

2.1.1 增加火井與料箱數(shù)量。增加火井和料箱數(shù)量是有效提升焙燒爐產(chǎn)量的重要途徑，具體步驟如下：在料箱中江陰極炭塊與填充料進(jìn)行混合，并將該料箱放置到焙燒爐中，從而完成焙燒工序。運用該種方式，能夠明顯提升焙燒爐的產(chǎn)量，并簡化了焙燒工序，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

2.1.2 對焙燒煙氣輸送方式予以改進(jìn)。對火井和料箱進(jìn)行改進(jìn)能夠取得良好效果，但是現(xiàn)有環(huán)式磚砌煙道無法滿足生產(chǎn)改進(jìn)后的生產(chǎn)需要，為此，可以結(jié)合實際情況，將煙道改為鋼制地上式煙道。運用這種方式能夠大大提升煙道的密閉性，較好避免煙道堵塞情況的出現(xiàn)，同時還節(jié)省了空間，降低了煙道的漏風(fēng)系數(shù)。

2.1.3 料箱的改進(jìn)。當(dāng)前，多數(shù)炭素焙燒爐使用的均為短料箱，該種料箱對炭素焙燒爐的生產(chǎn)形成了一定的阻礙作用。為此，可以使用長料箱將其替代，從而大大提升炭素制品的空間，且每次投入的炭素制品數(shù)據(jù)增加之后，其焙燒效率也會相應(yīng)提升，從而明顯提升炭素焙燒爐的生產(chǎn)效率。

2.1.4 選擇合適的陰極焙燒爐爐蓋內(nèi)襯材料。對爐蓋的內(nèi)襯材料進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，選擇那些質(zhì)地比較輕的耐熱材料作內(nèi)襯，不僅能夠明顯降低爐蓋重量，且在生產(chǎn)過程中僅需要小型天車便可完成起吊爐蓋的工作，節(jié)省了大量資金，且具有較高的安全系數(shù)。

2.2 炭素生產(chǎn)減排技術(shù)

2.2.1 主要污染源及其治理方法。眾所周知，炭素生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染主要以大氣污染為主，其中顆粒物、瀝青煙、二氧化硫以及氟化物為主要成分。對瀝青煙的處理方式主要有以下幾個方面：一是水洗法，處理效果不理想，一旦出現(xiàn)二次污染則很難予以處理；二是電捕器捕集法，有著較好的處理效果，但是對硫、氟化物等處理效果不理想；三是干料吸附法，該種方法主要針對氟化物有著較好的處理效果，但是對氧化鋁的處理效果不理想；四是焚燒法，對瀝青煙尤其是對PAH有著較好的處理效果，但是耗能較高，需要對熱能的綜合利用予以考慮。

2.2.2 采用干料黑法對瀝青煙氣予以吸附。具體來說，主要分為以下幾個步驟：一是給料程加料時需要定量，確保供料的穩(wěn)定均勻；二是在系統(tǒng)中設(shè)置專利反應(yīng)器，有效提升吸附的效率；三是使用電加熱系統(tǒng)，以防焦油出現(xiàn)凝結(jié)。該種技術(shù)具有操作簡單、可循環(huán)利用、吸附效率高、安全可靠等優(yōu)勢，被普及應(yīng)用到新建工程和對現(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行改造等工程中。

2.2.3 焙燒煙氣聯(lián)合法凈化。所謂的焙燒煙氣聯(lián)合法凈化指的是將預(yù)除塵、全蒸發(fā)噴淋、干法氧化鋁吸附收塵以及電捕焦油等技術(shù)串聯(lián)于一體，形成的一種能夠?qū)Ρ簾隣t煙氣進(jìn)行多級處理的技術(shù)。該種方法具有操作簡單、管理方便、精華效率高且無二次污染等優(yōu)勢，經(jīng)處理后的污染物排放指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。

3、結(jié)語

總而言之，炭素企業(yè)要想達(dá)到節(jié)能減排的效果，不僅要從對焙燒爐結(jié)構(gòu)改進(jìn)入手，還需要加強(qiáng)對炭素制品生產(chǎn)的管理和控制，比如對加熱工藝進(jìn)行改進(jìn)，對生產(chǎn)計劃組織予以加強(qiáng)，優(yōu)化升溫曲線，對操作人員予以嚴(yán)格規(guī)范等。技術(shù)改造是炭素焙燒爐實現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵，科學(xué)的生產(chǎn)管理則是其節(jié)能的基礎(chǔ)和前提，因此，先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)必須與先進(jìn)管控措施有機(jī)結(jié)合，才能實現(xiàn)炭素焙燒爐節(jié)能減排的理想效果。

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