二 石油焦煅燒工藝及設(shè)備PPT課件

1、第二講 石油焦煅燒工藝及設(shè)備,主講人：劉桂琴 遼寧省機(jī)械研究院,2,www.ln-,石油焦煅燒工藝及設(shè)備,2.1 原料預(yù)碎 2.2 煅燒工藝 （包括：原料煅燒的目的及指標(biāo)控制 、煅燒工藝的主體參數(shù) 、 煅燒過程原料的物化性質(zhì)變化 ） 2.3 煅燒設(shè)備分類 2.4 罐式煅燒爐煅燒方法 2.5 回轉(zhuǎn)窯煅燒方法 2.6 電熱煅燒爐煅燒方法,本章主要內(nèi)容,3,www.ln-,2.1 原料預(yù)碎,碳質(zhì)原料塊度過大，不僅在煅燒工序保證不了煅后料質(zhì)量的均一性，而且受到煅燒設(shè)備的限制，使加料和排料造成困難，還會(huì)影響中碎設(shè)備的效率。因此碳質(zhì)原料在煅燒前要預(yù)先破碎到5070mm左右的中等塊度，以確保大小塊料均能得到

2、均勻的深度煅燒。 注意：原料破碎也不能過細(xì)，否則會(huì)造成粉料過多和增加煅燒燒損量。 碳質(zhì)原料在隔絕空氣的條件下進(jìn)行高溫（12001500）熱處理的過程稱為煅燒。煅燒是炭素生產(chǎn)的第一道熱處理工序，煅燒使各種碳質(zhì)原料的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生一系列變化。 無煙煤和石油焦都含有一定數(shù)量的揮發(fā)份，需要進(jìn)行煅燒。瀝青焦和冶金焦的成焦溫度比較高（1000以上），相當(dāng)于炭素廠內(nèi)煅燒爐的溫度，可以不再煅燒，只需烘干水分即可。但如果瀝青焦與石油焦在煅燒前混合使用，則應(yīng)與石油焦一起送入煅燒爐煅燒。天然石墨和炭墨則不需要進(jìn)行煅燒。,4,www.ln-,2.2.1 原料煅燒的目的及指標(biāo)控制,原料煅燒目的： （1）排除原料

3、中的水分和揮發(fā)份 炭素原料通常都含有一定數(shù)量的揮發(fā)份，原料經(jīng)過煅燒可排除其中的揮發(fā)份，從而提高原料的固定碳含量。炭素原料一般都含有310的水份，通過煅燒排除原料中的水份，有利于破碎、篩分及磨粉等作業(yè)的進(jìn)行，提高碳素原料對(duì)粘結(jié)劑的吸附性能，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高。 （2）提高原料的密度和機(jī)械強(qiáng)度 炭素材料經(jīng)過煅燒，由于揮發(fā)份的排除，體積收縮，密度增大，強(qiáng)度提高，同時(shí)獲得較好的熱穩(wěn)定性，從而減少制品在煅燒時(shí)產(chǎn)生二次收縮。原料煅燒越充分，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量就越有利。,5,www.ln-,（3）改善原料的導(dǎo)電性能。 炭素原料經(jīng)過煅燒后排除了揮發(fā)份，同時(shí)分子結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化，電阻率降低從而提高了原料的導(dǎo)電性。一般來

4、說，原料煅燒程度越高，煅后料的導(dǎo)電性越好，對(duì)生產(chǎn)制品的質(zhì)量越有利。 （4）提高原料的抗氧化性能。 炭素原料經(jīng)過煅燒，隨著溫度的升高，通過原料的熱解和聚合過程，氫、氧、硫等雜質(zhì)相繼排出，化學(xué)活性下降，物理化學(xué)性質(zhì)趨于穩(wěn)定，從而提高了原料的抗氧化性能。 原料的煅燒質(zhì)量一般用粉末比電阻和真密度兩項(xiàng)指標(biāo)控制。原料的煅燒程度越高，則煅后料粉末比電阻越低，同時(shí)真密度也越高。,6,www.ln-,2.2.2 煅燒工藝的主體參數(shù)控制,煅燒溫度是煅燒工序的主要控制參數(shù)。 經(jīng)過1300煅燒的碳質(zhì)原料已達(dá)到充分收縮，因此通常的煅燒溫度選擇1300左右比較合適。 如果煅燒溫度過低，碳質(zhì)原料就得不到充分收縮，原料中揮發(fā)

5、份不能完全排除，原料的理化性能不能達(dá)到均勻穩(wěn)定，在下一步焙燒過程中原料顆粒會(huì)再次收縮，會(huì)導(dǎo)致制品變形或產(chǎn)生裂紋，而且制品的密度和機(jī)械強(qiáng)度都比較低。（為了避免碳質(zhì)原料顆粒在焙燒熱處理時(shí)產(chǎn)生再收縮，一般煅燒溫度應(yīng)高于焙燒溫度。） 如果煅燒溫度過高，原料體積密度降低，制品機(jī)械強(qiáng)度下降，而且砌筑煅燒爐的耐火材料也不允許煅燒溫度提得過高。 因此，合適的煅燒溫度是既可以保證煅燒物料的質(zhì)量，又可以延長(zhǎng)煅燒設(shè)備的使用壽命。根據(jù)長(zhǎng)期的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，碳質(zhì)原料的煅燒溫度一般為12501380。,7,www.ln-,2.2.3 煅燒過程原料的物化性質(zhì)變化,1）原料所含揮發(fā)分的排除 碳質(zhì)原料在煅燒過程中的變化是復(fù)雜的，既有

6、物理變化又有化學(xué)變化。原料在低溫烘干階段（200以下）所發(fā)生的變化（主要是排除水份），基本上是屬于物理變化；而在揮發(fā)份的排出階段，主要是化學(xué)變化，原料中既發(fā)生芳香族化合物的分解，又產(chǎn)生縮聚過程。 在煅燒過程中隨熱處理溫度的升高碳質(zhì)原料排出的可燃性氣體稱為揮發(fā)分。碳質(zhì)原料所含揮發(fā)分的高低，取決于原料成焦溫度或變質(zhì)程度的高低。一般石油焦和無煙煤都從200300 開始排出揮發(fā)分。揮發(fā)分逸出量隨煅燒溫度的升高而增大，在一定溫度范圍內(nèi)揮發(fā)分的排出達(dá)到最大值（石油焦為500700，無煙煤為700850）。若繼續(xù)升高溫度.揮發(fā)份的排出量會(huì)急劇下降；當(dāng)溫度達(dá)到1100以上時(shí)，揮發(fā)份排出基本停止，煅后碳質(zhì)物料的

7、揮發(fā)份含量降低到0.5%以下。相對(duì)而言，煅燒過程中無煙煤揮發(fā)份的排出比石油焦平穩(wěn)。,8,www.ln-,石油焦揮發(fā)分和電阻率與煅燒溫度的關(guān)系,揮發(fā)分,電阻率,9,www.ln-,2）原料的真密度變化 各種碳質(zhì)原料煅燒后的真密度都有較大程度的提高，特別是各種石油焦的真密度，從煅燒前的1.421.61g/cm3，提高到2.002.12g/cm3，提高了約40%。如圖所示，煅燒過程中煅燒料的真密度隨煅燒煅溫度的變化呈很好的直線關(guān)系。這表明測(cè)定煅燒料的真密度可以直接反映碳質(zhì)原料的煅燒程度以及所處的煅燒溫度。煅燒料真密度的提高，主要是由于碳質(zhì)原料在高溫下不斷逸出揮發(fā)份并同時(shí)發(fā)生分解縮聚反應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)重排

8、和體積收縮的結(jié)果。碳質(zhì)原料煅燒過程中真密度的增大與其揮發(fā)份的逸出密切相關(guān)。由于真密度可以表示煅燒料的結(jié)構(gòu)致密化程度和微晶規(guī)整化程度，因此煅后料的真密度可以用來評(píng)價(jià)煅后料質(zhì)量的優(yōu)劣以及煅燒工藝的好壞。一般來說，在同樣溫度下煅燒后物料的真密度越高，則其趙容易石墨化。,10,www.ln-,3）原料的抗抗氧化性變化 隨著煅燒溫度的提高，碳質(zhì)原料所含雜質(zhì)逐漸排除，降低了碳質(zhì)原料的化學(xué)活性。同時(shí)，在煅燒過程中碳質(zhì)原料熱解逸出的碳?xì)浠衔镌谠项w粒表面和孔壁沉積一層致密有光澤的熱解炭膜，其化學(xué)性能穩(wěn)定，從而提高了煅后料的抗氧化性能。 4）原料的體積（密度）變化 所有碳質(zhì)原料煅燒后體積都有所收縮，但收縮程度

9、不一樣，原料揮發(fā)分含量大并在煅燒過程中逸出量多，則其體積收縮大。例如，成焦溫度比較低的石油焦在煅燒過程中體積收縮比較大，達(dá)到20%以上，而成焦溫度接近煅燒溫度的瀝青焦，煅燒后體積收縮很小。 總之，在煅燒過程中，炭素原料的物理化學(xué)性質(zhì)的變化主要取決于炭素原料的性質(zhì)，也取決于煅燒溫度。一般煅燒溫度控制在1350左右，此時(shí)，炭素原料形成碳原子平面網(wǎng)絡(luò)呈兩維空間的有序排列，如果經(jīng)過更高的煅燒溫度，其中所含雜質(zhì)的進(jìn)一步排除，原子熱運(yùn)動(dòng)加劇，碳原子的平面網(wǎng)格將逐漸向三維空間的有序排列轉(zhuǎn)化，原料性質(zhì)更趨穩(wěn)定。應(yīng)該指出，炭素原料經(jīng)過煅燒后，仍殘留有少量的揮發(fā)份，一般在0.5以下，而灰份的含量有所增加。,11,

10、www.ln-,2.3 煅燒設(shè)備分類,炭素原料煅燒是在不同的煅燒爐內(nèi)進(jìn)行的，根據(jù)不同的爐型，其煅燒工藝也有各自不同的特點(diǎn)。 目前采用較普遍的煅燒爐主要有三種： （1）罐式煅燒爐；（2）回轉(zhuǎn)窯煅燒爐；（3）電熱煅燒爐。 罐式煅燒爐由于加熱方式和使用燃料的不同，又可分為： 1）順流式罐式煅燒爐：燃?xì)獾牧鲃?dòng)方向與原料的運(yùn)動(dòng)方向一致。 2）逆流式罐式煅燒爐：燃?xì)獾牧鲃?dòng)方向與原料的運(yùn)動(dòng)方向相反。 3）簡(jiǎn)易罐式煅燒爐：中小廠采用的燃煤煅燒爐。 以上幾種爐型，由于結(jié)構(gòu)和煅燒工藝條件不同而有明顯差別，不僅傳熱介質(zhì)類別不同，更主要的是傳熱條件和煅燒氣氛有所差異。罐式爐和焦?fàn)t基本上是一種加熱類型，即以耐火磚火墻傳

11、出的熱量間接加熱碳質(zhì)原料?；剞D(zhuǎn)窯則是另一種類型，燃燒氣體與碳質(zhì)物料接觸而直接加熱。電熱煅燒爐是借助電能轉(zhuǎn)化為熱能進(jìn)行加熱，被煅燒物料同時(shí)起著電阻發(fā)熱體的作用。,12,www.ln-,2.4 罐式煅燒爐煅燒方法,2.4.1 罐式煅燒爐主體結(jié)構(gòu)（以順流式罐式煅燒爐為例）,主要組成部分： 爐體一罐式煅燒爐的爐 膛和加熱火道。 加、排料和冷卻裝置。 煤氣管道、揮發(fā)分集合 道和控制閥門。 空氣預(yù)熱室、煙道、排 煙機(jī)和煙囪。,順流式罐式煅燒爐爐體結(jié)構(gòu) 1煤氣管道；2煤氣噴口；3火道；4觀察口；5冷卻水套；6煅燒罐；7蓄熱室；8預(yù)熱空氣道,13,www.ln-,提高罐式爐產(chǎn)量和煅燒質(zhì)量的方法 提高罐式爐產(chǎn)量

12、和煅燒質(zhì)量的關(guān)鍵是適當(dāng)提高爐溫或延長(zhǎng)煅燒帶，煅燒帶溫度必須控制在12501380（指火道溫度、火道溫度與罐內(nèi)物料溫度相差100150）范圍內(nèi)，火道溫度低于1250時(shí)要停產(chǎn)調(diào)整，直到溫度合格才能正常加排料。如果煅燒帶溫度偏低，就會(huì)影響罐式爐的產(chǎn)量和煅燒質(zhì)量，如果煅燒帶溫度過高，爐體就容易燒壞，導(dǎo)致爐子使用壽命縮短。影響煅燒溫度的主要因素是燃料、空氣量和負(fù)壓。 罐式煅燒爐的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：煅燒質(zhì)量穩(wěn)定，物料氧化燒損小，煅燒物料純度較高，揮發(fā)分可以充分利用，高溫廢氣通過蓄熱室預(yù)熱冷空氣，全爐熱效率比較高。 缺點(diǎn)：爐體龐大復(fù)雜，需要大量鋼材和規(guī)格繁多的異性耐火磚（尤其是產(chǎn)能要求大時(shí)），砌筑技術(shù)要求高，施

13、工期較長(zhǎng)，建設(shè)投資較大。,14,www.ln-,2.5 回轉(zhuǎn)窯煅燒方法,2.5.1 回轉(zhuǎn)窯的主體結(jié)構(gòu) 回轉(zhuǎn)窯是一臺(tái)縱長(zhǎng)的鋼板制成的圓筒，內(nèi)襯耐火磚。窯體的大小根據(jù)生產(chǎn)需要而定，較小的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)徑只有1m左右，長(zhǎng)20m左右；較大的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)徑可達(dá)2.53.5m，長(zhǎng)6070m。回轉(zhuǎn)窯爐體結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。為了使物料能在窯內(nèi)移動(dòng)，窯體要傾斜安裝，其傾斜度的大小一般為窯體總長(zhǎng)的2.55%。,15,www.ln-,回轉(zhuǎn)窯的爐體結(jié)構(gòu),1筒體；2爐襯；3托輥；4輪緣；5大齒輪；6傳動(dòng)齒輪； 7爐頭；8排料口；9冷卻圓筒；10爐尾；11燃料噴口,16,www.ln-,窯身 窯身由厚鋼板卷成圓筒并用焊接或鉚接而成

14、，內(nèi)襯耐火材料，按一定傾角安裝在兩對(duì)以上的托輪上。為了冷卻煅燒后灼紅的物料，在主窯的正下方另安裝一臺(tái)尺寸稍小的冷卻窯。冷卻窯的表面用淋水冷卻。 窯頭 其上有窯門和燃料噴口，作用是為了通風(fēng)、噴入燃料和隔絕爐端對(duì)外界的輻射熱。 托輪、滾圈與擋輪 托輪是安裝在一定位置上承受窯體重量并能隨窯體轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子；滾圈是安裝在窯體上的一個(gè)鑄鋼環(huán)，窯體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)借助于滾圈回轉(zhuǎn)于托輪上；擋輪是為了防止運(yùn)轉(zhuǎn)中窯體滑動(dòng)，它安裝在滾圈兩側(cè)。 傳動(dòng)裝置 回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)是靠機(jī)械傳動(dòng)的，電動(dòng)機(jī)聯(lián)接減速箱，減速箱聯(lián)接減縮齒輪，減速齒輪聯(lián)接在窯體上的大齒輪圈上。 密封裝置 為了防止空氣漏入窯內(nèi)，在窯頭、窯尾與窯體結(jié)合部位安裝密封裝置，密

15、封裝置部位設(shè)有冷卻設(shè)備。密封材料一般為金屬、膠皮或石棉防風(fēng)圈等。 燃料噴嘴和排煙機(jī) 為了燃燒和控制窯內(nèi)溫度，在窯頭安裝有燃料噴嘴。回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的負(fù)壓靠煙囪和排煙機(jī)的抽力來控制，窯內(nèi)產(chǎn)生的廢氣也靠煙囪和排煙機(jī)排入大氣。 窯尾 窯尾直接與沉灰室相連，加料管由窯上方斜插入窯尾罩內(nèi)。窯尾還與余熱鍋爐煙道相接或直接與通往排煙機(jī)的煙道相連。 冷卻裝置 回轉(zhuǎn)窯的冷卻裝置是一個(gè)外面淋水的旋轉(zhuǎn)鋼筒，內(nèi)砌耐火材料內(nèi)襯，其傳動(dòng)和固定裝置與回轉(zhuǎn)窯相同，排料端安裝有密封裝置。,回轉(zhuǎn)窯主要由以下幾個(gè)部分組成,17,www.ln-,2.5.2 回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝流程,回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝流程如圖所示。碳質(zhì)原料經(jīng)預(yù)碎后送入貯料倉(cāng)。貯料倉(cāng)中

16、的物料經(jīng)圓盤或振動(dòng)給料機(jī)連續(xù)向窯尾加料。物料隨窯體的轉(zhuǎn)動(dòng)而緩慢向窯頭移動(dòng)，物料在從窯尾向密頭移動(dòng)過程中，首先經(jīng)預(yù)熱帶預(yù)熱，然后經(jīng)12501380的高溫帶煅燒。煅燒好的物料從窯頭下料管落入冷卻窯中。冷卻后的煅燒料經(jīng)密封的排料機(jī)構(gòu)定期排出。,18,www.ln-,2.5.3 回轉(zhuǎn)窯煅燒物料與煙氣流程,石油焦,物料走向：窯尾窯頭冷卻機(jī)煅后倉(cāng) 煙氣走向：窯頭窯尾沉灰室余熱鍋爐凈化系統(tǒng)排空,回轉(zhuǎn)窯內(nèi)噴入的燃料與原料中逸出的揮發(fā)分一起燃燒（也包括少量原料的氧化和自燃），產(chǎn)生的高溫在窯內(nèi)分成三個(gè)溫度帶： 預(yù)熱帶、 煅燒帶、 冷卻帶。,19,www.ln-,1）預(yù)熱帶 預(yù)熱帶位于窯尾開始的一段較長(zhǎng)區(qū)域，物料在

17、此帶脫水干燥和排出揮發(fā)分。應(yīng)盡可能利用熱煙氣的熱量和揮發(fā)分燃燒熱。該帶的高溫端溫度為8001100，加料端溫度為500600。窯筒體越短，則預(yù)熱帶也越短，窯尾溫度越高，排出的煙氣溫度就越高。 物料變化：脫水并排出揮發(fā)分及硫分。 2）煅燒帶（關(guān)鍵帶） 煅燒帶的起點(diǎn)位于距煤氣噴嘴2m左右的地方。該帶溫度最高達(dá)1300以上，物料在此帶被加熱到1200左右。煅燒帶的長(zhǎng)度取決于燃料和揮發(fā)分燃燒火焰的長(zhǎng)度，一般約為35m，如煅燒揮發(fā)分含量較高的石油焦，煅燒帶的長(zhǎng)度可增至810m。 （1）煅燒帶溫度確定： 煅燒帶的溫度是窯內(nèi)物料承受的最高溫度，它對(duì)煅后焦質(zhì)量起關(guān)鍵作用。但目前還無法直接測(cè)量回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的物料溫度

18、，只能測(cè)量窯內(nèi)煙氣溫度或內(nèi)襯表面溫度來代替煅燒帶溫度。由于煙氣溫度、內(nèi)襯溫度和物料溫度間存在著溫差，且不同位置溫差不同，如下圖。,20,www.ln-,無論是煙氣溫度還是內(nèi)襯溫度，其最高溫度對(duì)應(yīng)的都不是物料的最高溫度，而且對(duì)應(yīng)關(guān)系也因窯內(nèi)溫度分布隨時(shí)間的變化而變化。所以，替代的煅燒帶溫度并不能反映物料本身的溫度，如何精確調(diào)控煅燒帶物料溫度，還有待改進(jìn)。,21,www.ln-,22,www.ln-,（2）煅燒帶長(zhǎng)度確定： 根據(jù)煅燒帶的含義，煅燒帶應(yīng)該是物料發(fā)生物理化學(xué)變化時(shí)所處的區(qū)域。對(duì)石油焦而言，從200250開始，便有揮發(fā)分逸出，但此時(shí)物料并未發(fā)生明顯的變化。隨著溫度的升高，揮發(fā)分逸出加劇，

19、物料開始發(fā)生明顯的變化，此處應(yīng)為煅燒帶的起點(diǎn)。其標(biāo)志和判定標(biāo)準(zhǔn)為內(nèi)襯亮度增強(qiáng)，揮發(fā)分逸出激烈并產(chǎn)生火焰，物料由黑變紅，料層斜面與水平面的夾角由小變大，料層寬度由寬變窄之處為煅燒帶的起點(diǎn)；內(nèi)襯亮度減弱，揮發(fā)分排出基本結(jié)束，料層表面無揮發(fā)分的燃燒火焰，溫度開始下降，料層斜面寬度及其與水平面的夾角基本穩(wěn)定之處為煅燒帶的終點(diǎn)，起點(diǎn)到終點(diǎn)的距離即為煅燒帶的長(zhǎng)度，如左圖。,煅燒帶長(zhǎng)度判定示意圖 AA起點(diǎn)端 BB終點(diǎn)端 1料層斜面 2料層斜面與水平面夾角,判定煅燒帶起點(diǎn)到窯頭的距離時(shí)，主要以二次風(fēng)嘴為參照，判定終點(diǎn)時(shí)以窯頭為參照。,23,www.ln-,（3）煅燒帶的物料變化： 隨著煅燒溫度的升高，碳原子網(wǎng)

20、格層面直徑（La）增大，層間距減小，層面堆積厚度Lc增大，見表32。微觀結(jié)構(gòu)變得規(guī)整，使其強(qiáng)度、密度、導(dǎo)電性及抗氧化性等各種性能得到大幅度提高，溫度越高，微觀結(jié)構(gòu)規(guī)整程度越深，性能越好。實(shí)際生產(chǎn)中也能證明這一點(diǎn)，見表33。,24,www.ln-,3）冷卻帶 冷卻帶位于窯頭端，處于燃燒火焰前進(jìn)方向的后面，長(zhǎng)度為1.52m。經(jīng)過此帶，物料溫度逐漸降至800900。 回轉(zhuǎn)窯煅燒用燃料除揮發(fā)分外，還可采用煤氣、重油或柴油。燃料從窯頭噴嘴噴入，與窯頭控制的空氣混合燃燒。燃燒的熱氣流借助煙囪或排煙機(jī)的抽力，經(jīng)過窯身加熱物料，然后從窯尾進(jìn)入廢熱鍋爐。最后，廢氣從煙囪排入大氣。,25,www.ln-,2.5.

21、4 回轉(zhuǎn)窯傳熱方式及二次風(fēng)的形成 煅燒物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)受到燃燒氣體的對(duì)流、熱輻射和灼熱耐火材料熱傳導(dǎo)的綜合加熱。煅燒物料在移動(dòng)過程中，處于表面的物料受到熱氣流的對(duì)流和熱輻射加熱，也受到灼熱耐火材料內(nèi)襯的輻射加熱；貼近內(nèi)襯的物料則受到灼熱耐火材料的直接加熱；處于堆積料中間的物料則靠煅燒物料自身的熱傳導(dǎo)加熱。物料因窯體轉(zhuǎn)動(dòng)而不停翻動(dòng)，使物料交替受熱，物料溫度比較均勻。 為了充分利用揮發(fā)分的熱量，使揮發(fā)分在窯內(nèi)充分燃燒，提高煅燒帶溫度，回轉(zhuǎn)窯需要進(jìn)行二次鼓風(fēng)。增設(shè)二次鼓風(fēng)后，一次風(fēng)主要解決噴入燃料燃燒所需空氣，而從物料中逸出揮發(fā)分的燃燒所需空氣主要靠二次鼓風(fēng)供給。對(duì)于煅燒高揮發(fā)分石油焦，進(jìn)行二次鼓風(fēng)后

22、可全部利用揮發(fā)分燃燒加熱而停用燃料。 二次鼓風(fēng)裝置是在窯體外圓適當(dāng)位置安裝一臺(tái)隨窯同轉(zhuǎn)的離心式鼓風(fēng)機(jī)，再通過環(huán)管引出的送風(fēng)管向窯內(nèi)鼓風(fēng)。鼓風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)由窯外滑環(huán)供電。,26,www.ln-,2.5.5 物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的逗留時(shí)間、填充率和回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量計(jì)算 物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的逗留時(shí)間t可按下式計(jì)算： 式中D窯內(nèi)徑，m； n窯轉(zhuǎn)速，r/min； L窯體長(zhǎng)度，m； 窯體傾斜角。 如果逗留時(shí)間過長(zhǎng)，將使物料燒損增加，灰分增加，產(chǎn)量降低；如果逗留時(shí)間過短，則物料煅燒不透，煅燒質(zhì)量變差。一般物料在窯內(nèi)逗留時(shí)間不得少于30min。 物料在窯內(nèi)的填充率為物料占窯體總?cè)莘e的百分率。填充率高則窯的產(chǎn)量也高，但填充率超過

23、一定范圍又會(huì)惡化操作條件，物料煅燒不透。一般物料在窯內(nèi)的填充率為415%，窯的內(nèi)徑增大，填充率應(yīng)適當(dāng)減小。,27,www.ln-,物料在窯內(nèi)的填充率為物料占窯體總?cè)莘e的百分率。填充率高則窯的產(chǎn)量也高，但填充率超過一定范圍又會(huì)惡化操作條件，物料煅燒不透。一般物料在窯內(nèi)的填充率為415%，窯的內(nèi)徑增大，填充率應(yīng)適當(dāng)減小。,筒體,物料,回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量Q可按下式計(jì)算： Q=148nD3tg （t/h） 式中物料的堆積密度，t/m3； 填充率，%。,28,www.ln-,1）煅燒帶的控制 煅燒帶的長(zhǎng)度和位置對(duì)于煅燒作業(yè)有很重要的意義，因?yàn)樗c物料的燒損有關(guān)，也與保護(hù)窯頭和煅燒的最高溫度有關(guān)。煅燒帶應(yīng)處在保

24、證窯頭不會(huì)被燒壞的最近距離，離窯頭過遠(yuǎn)，物料的燒損將急劇增加。因?yàn)樵谶@種情況下，送入窯內(nèi)燃燒揮發(fā)分所需的空氣通過已煅燒好的溫度達(dá)11001200的料層時(shí)，就把物料燃燒了；煅燒帶越長(zhǎng)，物料的燒損就越大。故此，過長(zhǎng)將出現(xiàn)進(jìn)入與揮發(fā)分燃燒的空氣量所剩無幾。所以，一方面使揮發(fā)分不能充分燃燒而降低其熱效率，以致影響爐溫；另一方面，未完全燃燒的揮發(fā)分可能在窯尾處隨物料帶進(jìn)的空氣一起燃燒而窯尾煙氣溫度急劇升高。因此，在回轉(zhuǎn)窯的煅燒生產(chǎn)中，煅燒帶的加長(zhǎng)應(yīng)在煅燒帶方向都能保持最高溫度才是有益的。當(dāng)煅燒帶加長(zhǎng)時(shí)，只要加快回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速，使物料在窯內(nèi)移動(dòng)的速度加快，就可以提高回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)能力?；剞D(zhuǎn)窯的二、三次風(fēng)設(shè)置就

25、是解決難題的方法之一。,2.5.6 回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝的控制,29,www.ln-,2）煅燒物料移動(dòng)速度的控制 如果煅燒物料在窯內(nèi)運(yùn)動(dòng)速度過快，物料在窯內(nèi)停留時(shí)間短，物料煅燒程度和質(zhì)量受到影響；如果煅燒物料運(yùn)動(dòng)速度太慢，將會(huì)使物料氧化燒損增大，灰分含量增加，回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)能力降低。一般確保物料在窯內(nèi)停留30min。 3）給料量的控制 為了保證煅燒的質(zhì)量，在回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)中，一般要求給料量均勻、穩(wěn)定和連續(xù)。只有這樣，才能保證回轉(zhuǎn)窯熱工制度的穩(wěn)定。如果給料量少而且不均勻，會(huì)使物料燒損大而降低實(shí)收率，回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)能力也將受到影響；若給料量過多，則料層過厚，一方面物料可能燒不透，煅燒質(zhì)量變差，另一方面，由于給

26、料量過多，窯內(nèi)阻力增大，煙氣流通性變差，從而惡化煅燒條件。因此，在回轉(zhuǎn)窯的煅燒生產(chǎn)中，對(duì)于物料的粒度組成，以及給料量的多少是否適宜，給料量是否穩(wěn)定與均勻，都必須予以高度重視。回轉(zhuǎn)窯給料量多少取決于窯體的內(nèi)徑，窯徑越大，填充率便越低。一般規(guī)定窯內(nèi)料層厚度以200300mm為宜。,30,www.ln-,4）燃料和空氣混合量的控制 回轉(zhuǎn)窯煅燒過程中，燃料量和空氣量的合理配比是保證回轉(zhuǎn)窯煅燒溫度的關(guān)鍵。一般來講，燃料完全燃燒所需的實(shí)際空氣量要比理論空氣量大一些，而實(shí)際空氣的需要量究竟要比理論的需要量大多少，可用空氣過剩系數(shù)表示： a(m)V空V0空 式中：a(m)空氣過剩系數(shù)； V空實(shí)際空氣需要量；

27、V0空理論空氣需要量。 在回轉(zhuǎn)窯的煅燒生產(chǎn)中，空氣過剩系數(shù)是衡量燃料燃燒是否合理的標(biāo)志。通?？諝膺^剩系數(shù)正常，燃料就能完全地燃燒，煅燒的溫度就能保持在較高的水平(此時(shí)目測(cè)火焰呈白色)。如果空氣過剩系數(shù)較大，則空氣就會(huì)過量，窯內(nèi)熱氣體量就要增大。同時(shí)，由于煙氣要帶走大量的熱，這勢(shì)必影響回轉(zhuǎn)窯的煅燒溫度(此時(shí)目測(cè)火焰呈紅褐色)。因此，在回轉(zhuǎn)窯的煅燒生產(chǎn)中，一旦發(fā)現(xiàn)因空氣和燃料配合量不合理而造成煅燒溫度下降時(shí)，都要注意及時(shí)調(diào)整空氣供給量。正常情況下，空氣過剩系數(shù)以1.051.10為宜。,31,www.ln-,5）窯內(nèi)負(fù)壓的控制 回轉(zhuǎn)窯在正常生產(chǎn)時(shí)，窯內(nèi)始終保持負(fù)壓。負(fù)壓大小對(duì)窯內(nèi)的溫度控制有較大影響

28、，負(fù)壓過大或過小對(duì)窯內(nèi)的溫度控制和整個(gè)煅燒都是不利的。 在燃燒及給料量相對(duì)穩(wěn)定的情況下，負(fù)壓過大，則： （A）窯內(nèi)抽力增大，粉料會(huì)被吸走而導(dǎo)致煅燒實(shí)收率下降。 （B）窯內(nèi)火焰會(huì)被拉長(zhǎng)，相應(yīng)地使煅燒帶的熱力強(qiáng)度和溫度降低，為了保證煅燒質(zhì)量，就必須增大燃料用量。 （C）揮發(fā)分燃燒不完全而被吸入煙道燃燒，導(dǎo)致廢氣溫度過高，不僅熱量損失，而且容易燒壞排煙設(shè)備。 （D）窯尾溫度過高，造成剛進(jìn)入窯尾的物料產(chǎn)生不均勻的突然收縮，揮發(fā)分也急劇逸出，導(dǎo)致煅后粉料增多。 負(fù)壓過小，則： （A）造成窯內(nèi)外壓差小，使窯頭窯尾冒煙，惡化操作環(huán)境。 （B）燃燒火焰不穩(wěn)定，窯頭有引起火焰反撲的危險(xiǎn)。 （C）煅燒帶由于火焰不

29、長(zhǎng)而變短，直接影響煅燒質(zhì)量和產(chǎn)量。 （D）窯內(nèi)煙氣流動(dòng)性變差，造成窯內(nèi)混濁不清，難以觀察煅燒溫度。 回轉(zhuǎn)窯的負(fù)壓控制，是回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)操作的重要因素?？刂坪秘?fù)壓，就能使煅燒帶的位置和長(zhǎng)度保持正常。,32,www.ln-,2.5.7 提高回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)能的途徑 1) 回轉(zhuǎn)窯實(shí)收率的影響因素 （1）石油焦質(zhì)量 在石油焦質(zhì)量指標(biāo)中，硫分在煅燒過程中失重很小，灰分則更小，而揮發(fā)分將排除殆盡，水分則完全被排除。因此原料焦中水分和揮發(fā)分的含量是影響煅燒實(shí)收率的重要因素。含量大，則煅燒過程中物料失重大，實(shí)收率降低。我國(guó)的石油焦生產(chǎn)工藝中是用水力出焦的，石油焦中水分含量遠(yuǎn)大于質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，一般平均在67%，導(dǎo)致實(shí)收率

30、降低。揮發(fā)分含量受焦化溫度和時(shí)間等因素影響，一般為1014。揮發(fā)分提供煅燒過程中需要的熱量，從而可以節(jié)省外供燃料，但揮發(fā)分過大，不僅使實(shí)收率降低，也給煅燒操作帶來困難。因此揮發(fā)分最好控制在12以下。,2.5.7 提高回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)能的途徑,33,www.ln-,（2）石油焦粒度 石油焦粒度的大小或粗細(xì)程度一般用粉焦量來表示，粉焦量就是粒度小于8mm的粉料占總物料的重量百分比。由于粉料粒度越小，比表面積越大，化學(xué)反應(yīng)速度越快，其氧化損失越大。并且粉料在窯內(nèi)飛揚(yáng)、懸浮，與空氣接觸機(jī)會(huì)增多，氧化損失增大，從而使實(shí)收率降低。粉料還易于被煙氣抽到沉降室，在沉降室中燃燒消耗，更細(xì)的粉料隨同煙氣進(jìn)入除塵裝置，但收

31、集的粉料不能作為原料重新送去煅燒，只能另作處理，造成實(shí)收率的降低。沉降室中的積料人工扒出來，因回收比較困難，有時(shí)也另作處理，使實(shí)收率降低?？傊?，粉焦量越大，實(shí)收率越低，這是造成實(shí)收率低的一個(gè)重要因素。 （3）煅燒帶溫度、長(zhǎng)度和位置 煅燒帶溫度高，促進(jìn)焦碳氧化反應(yīng)的進(jìn)行，使反應(yīng)速度加快，增大了焦炭的氧化損失，使實(shí)收率降低；煅燒帶長(zhǎng)，焦碳在高溫狀態(tài)下與空氣接觸的機(jī)會(huì)和時(shí)間增多，引起焦炭的氧化損失增大，實(shí)收率降低；當(dāng)煅燒帶位置遠(yuǎn)離窯頭，冷卻帶較長(zhǎng)時(shí)，熾熱的高溫物料在向窯頭移動(dòng)過程中長(zhǎng)時(shí)間與空氣接觸，造成焦炭的氧化損失增大，實(shí)收率降低。 （4）空氣過剩系數(shù) 空氣過剩系數(shù)大，窯內(nèi)剩余的空氣量增大，強(qiáng)化焦

32、炭氧化反應(yīng)的進(jìn)行，使焦炭氧化損失增大，實(shí)收率降低。 （5）窯內(nèi)負(fù)壓 窯內(nèi)負(fù)壓大時(shí)，煙氣流速加快，被抽走的粉料量增大，導(dǎo)致實(shí)收率降低。,34,www.ln-,2）提高煅燒實(shí)收率的途徑 （1）控制煅燒帶于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，不僅是溫度，煅燒帶的長(zhǎng)度和位置也要控制。在維持正常的煅燒條件下，盡量減少窯尾排煙機(jī)的總排煙量，降低窯尾煙氣流速和溫度，窯尾負(fù)壓不要太大，這樣使粉塵抽走量減少。 （2）控制好助燃風(fēng)量，特別是一次風(fēng)和二次風(fēng)對(duì)焦炭的氧化燒損影響較大，所以要特別注意不要過量，以降低焦炭的氧化損耗，提高實(shí)收率。 （3）原料應(yīng)預(yù)先經(jīng)過篩分，小于70mm的篩下料不經(jīng)過預(yù)碎而直接供給回轉(zhuǎn)窯使用，減少進(jìn)窯的粉料量。 （

33、4）保持好冷卻機(jī)內(nèi)的負(fù)壓，防止冷卻機(jī)中的水蒸氣進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯。在冷卻筒的進(jìn)料端設(shè)置水管直接噴淋灼熱的煅后料，快速冷卻，可大大減少煅后料在冷卻筒中的氧化，同時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣用風(fēng)機(jī)抽出。 （5）力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)少用或不用燃料進(jìn)行煅燒。 （6）窯頭嚴(yán)格密封，減少?gòu)母G頭進(jìn)入窯內(nèi)的空氣量。 （7）回轉(zhuǎn)窯的溫度、空氣量和燃料應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)定和調(diào)節(jié)。,35,www.ln-,2.5.8 回轉(zhuǎn)窯煅燒碳質(zhì)物料的優(yōu)缺點(diǎn) 與罐式煅燒爐和電熱鍛燒爐相比，用回轉(zhuǎn)窯燃燒碳質(zhì)物料有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料單一，造價(jià)低，修建速度快。 2）生產(chǎn)能力大，中等規(guī)格的回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)能力為2.53.5t/h。 3）原料更換方便，對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)，適用于

34、煅燒各種碳質(zhì)物料。 4）便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 5）燃料消耗少，煅燒高揮發(fā)分延遲石油焦時(shí)，主要靠揮發(fā)分的燃燒來維持窯內(nèi)高溫。 6）使用壽命長(zhǎng)，一般可用2030年。 回轉(zhuǎn)窯的缺點(diǎn)是： 1）物料氧化燒損大，一般為10%左右。 2）由于窯體繞一定軸線旋轉(zhuǎn)，并且煅燒物料在窯內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，造成耐火材料內(nèi)襯的磨損和脫落，導(dǎo)致物料灰分增加和檢修頻繁。,36,www.ln-,2.6 電熱煅燒爐煅燒方法,2.6.1 電熱煅燒爐的結(jié)構(gòu) 電熱煅燒爐是一種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的立式電阻爐，通過安裝在爐筒兩端的電極，利用物料本身的電阻構(gòu)成通路，使電能轉(zhuǎn)變成熱能，加熱碳質(zhì)物料到高溫，從而達(dá)到煅燒目的。 單相電熱煅燒爐（如圖所示）爐體為鋼外殼的直立圓筒，內(nèi)襯耐火材料。爐膛上部懸掛一根可上下移動(dòng)的石墨電極，爐膛底部砌炭塊或石墨電極作為導(dǎo)電的另一級(jí)，爐底設(shè)有雙層水冷卻筒和排料機(jī)構(gòu)。原料自爐頂加入，經(jīng)過爐上部的預(yù)熱帶再下降到煅燒帶。煅燒好的物料落入雙層水冷卻筒冷卻。 電熱煅燒爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，操作連續(xù)方便，自動(dòng)化程度高，煅燒溫度高，部分煅后料具有半石墨化性質(zhì)，特別適用于無煙煤的煅燒。它的缺點(diǎn)是燃燒過程中物料逸出的揮發(fā)分