炭素焙烧炉改造节能减排分析

梁勇

【摘要】近年来，我国炭素材料工业发展迅猛，不管是产品、规格还是质量方面都取得了不俗的成绩，但是炭素制品在生产过程中需要消耗大量的燃料、电力等能源产品，为贯彻国家节能减排要求，需要对炭素焙烧炉进行一系列改造。本文以青海桥电炭素分公司的节能改造为例，重点对其改造方案以及节能减排工业方法进行了分析和阐述，以供同行参考。

【关键词】炭素；焙烧炉；改造；节能减排

引言

当前，我国工业炉窑正由“高产型”向“节能型”转变，并在燃料技术、耐火材料、余热回收等方面取得了长足发展，作为工业炉窑的重要组成部分，碳素炉窑是炭素制品生产的重要设备之一，其具有较大的能源消耗。本文主要对碳素炉窑的节能改造进行了分析和探讨。

1、当前炭素焙烧炉存在问题及节能减排要求

1.1 当前炭素焙烧炉存在问题。传统焙烧炉具有能源消耗量大、生产损耗大、所需时间长、环境污染严重等问题，为此必须对炭素焙烧炉及相关工艺流程进行改造，从而达到节能减排的目的。当前，国内比较常用的是有盖式的环式焙烧炉，其主要有罗茨真空泵、阴极焙烧炉、吸料罐、焙烧炉燃烧控制设备、强制冷却盖等组成。在阴极炭素产品的生产过程中，焙烧温度需要达到1250℃以上，制品温度达到1200℃，整个生产过程是在封闭状态下进行的。所以，阴极焙烧炉是节能改造的关键设备，具体可以使用提升阴极焙烧炉日常产量的方式，大大提升上游辅助设备的生产潜力，从而较大幅度提升阴极焙烧炉的生产能力。

1.2 节能减排要求

1.2.1 炭素制品下游行业的节能减排是关键，其余炭素制品的规格以及质量有着密切的联系，除此之外，还需要对炭素制品生产过程进行节能减排改造。

1.2.2 有效实现生产过程的节能降耗。炭素生产的焙烧和石墨化工序有着较高的能耗，因此，为降低物料过程的损失，提升炭素制品生产效率，必须加大对整个生产过程的在线监控和管理，并依据原材料性能和产品的质量要求对工艺控制条件和相关工艺流程进行制定和选择，同时对成品及半成品的检验制度予以健全并完善。

1.2.3 处理好污染物的排放工作。在炭素制品的生产过程中，诸如沥青熔化、混捏成型、焙烧以及浸渍等环节均会产生大量的污染物，这成为炭素企业进行节能减排改造的重要一环。

1.2.4 废副品材料再利用。因炭素生产具有一定的特殊，其各个环节出现的废副品比较多，如果对其不加以利用，则会明显增加产品能耗，不仅浪费了大量原来，还会对环境造成严重污染。如何及时发现废副产品并对其加以利用，成为当前炭素企业亟待解决的重要问题。

2、炭素焙烧炉节能减排改造方法

2.1 焙烧炉改造方案

2.1.1 增加火井与料箱数量。增加火井和料箱数量是有效提升焙烧炉产量的重要途径，具体步骤如下：在料箱中江阴极炭块与填充料进行混合，并将该料箱放置到焙烧炉中，从而完成焙烧工序。运用该种方式，能够明显提升焙烧炉的产量，并简化了焙烧工序，降低了生产成本，提高了经济效益。

2.1.2 对焙烧烟气输送方式予以改进。对火井和料箱进行改进能够取得良好效果，但是现有环式砖砌烟道无法满足生产改进后的生产需要，为此，可以结合实际情况，将烟道改为钢制地上式烟道。运用这种方式能够大大提升烟道的密闭性，较好避免烟道堵塞情况的出现，同时还节省了空间，降低了烟道的漏风系数。

2.1.3 料箱的改进。当前，多数炭素焙烧炉使用的均为短料箱，该种料箱对炭素焙烧炉的生产形成了一定的阻碍作用。为此，可以使用长料箱将其替代，从而大大提升炭素制品的空间，且每次投入的炭素制品数据增加之后，其焙烧效率也会相应提升，从而明显提升炭素焙烧炉的生产效率。

2.1.4 选择合适的阴极焙烧炉炉盖内衬材料。对炉盖的内衬材料进行改进和优化，选择那些质地比较轻的耐热材料作内衬，不仅能够明显降低炉盖重量，且在生产过程中仅需要小型天车便可完成起吊炉盖的工作，节省了大量资金，且具有较高的安全系数。

2.2 炭素生产减排技术

2.2.1 主要污染源及其治理方法。众所周知，炭素生产对环境造成的污染主要以大气污染为主，其中颗粒物、沥青烟、二氧化硫以及氟化物为主要成分。對沥青烟的处理方式主要有以下几个方面：一是水洗法，处理效果不理想，一旦出现二次污染则很难予以处理；二是电捕器捕集法，有着较好的处理效果，但是对硫、氟化物等处理效果不理想；三是干料吸附法，该种方法主要针对氟化物有着较好的处理效果，但是对氧化铝的处理效果不理想；四是焚烧法，对沥青烟尤其是对PAH有着较好的处理效果，但是耗能较高，需要对热能的综合利用予以考虑。

2.2.2 采用干料黑法对沥青烟气予以吸附。具体来说，主要分为以下几个步骤：一是给料程加料时需要定量，确保供料的稳定均匀；二是在系统中设置专利反应器，有效提升吸附的效率；三是使用电加热系统，以防焦油出现凝结。该种技术具有操作简单、可循环利用、吸附效率高、安全可靠等优势，被普及应用到新建工程和对现有生产线进行改造等工程中。

2.2.3 焙烧烟气联合法净化。所谓的焙烧烟气联合法净化指的是将预除尘、全蒸发喷淋、干法氧化铝吸附收尘以及电捕焦油等技术串联于一体，形成的一种能够对焙烧炉烟气进行多级处理的技术。该种方法具有操作简单、管理方便、精华效率高且无二次污染等优势，经处理后的污染物排放指标远远低于国家标准。

3、结语

总而言之，炭素企业要想达到节能减排的效果，不仅要从对焙烧炉结构改进入手，还需要加强对炭素制品生产的管理和控制，比如对加热工艺进行改进，对生产计划组织予以加强，优化升温曲线，对操作人员予以严格规范等。技术改造是炭素焙烧炉实现节能减排的关键，科学的生产管理则是其节能的基础和前提，因此，先进生产技术必须与先进管控措施有机结合，才能实现炭素焙烧炉节能减排的理想效果。

参考文献：

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