石油焦煅烧工艺及节能减排研究

赵鹏飞

辽河石油勘探局有限公司石油化工分公司 辽宁盘锦 124010

石油焦在煅烧阶段中所排放出来的污染物，且会消耗掉诸多能源，对于石油工业的可持续发展十分不利。所以，务必得要进一步强化并创新煅烧工艺，石油焦实施煅烧过程之中所损耗的环境与能源，改革创新节能减排的煅烧工艺。另外，减小煅烧阶段之中的污染指标，也很好的顺应了当下国家经济发展的要求，将绿色化的煅烧工艺构建起来，推动石油工业走向可持续发展道路。

1 石油焦煅烧概述

石油焦煅烧是绿用炭阳极制备的第一道工序，其目的是排除石油焦中的挥发份、水分和部分硫分，提高原料的真密度、电阻率和强度、以及改善原料的化学稳定性。在煅烧过程中，随着石油焦中挥发分的逸出，石油焦的宏观结构和微观组织都将发生明显的变化，具体表现在煅烧后石油焦的物理和化学性能均获得了改善。只有经过了煅烧工序的石油焦才能应用于锅用炭阳极的制备[1]。

在生石油焦质量确定的情况下，煅烧的质量控制主体因素是煅烧温度。因此，研究煅烧温度对煅后焦质量的影响意义重大。一般情况下，石油焦从400°开始逸出挥发分，到700°时挥发分基本逸出完毕，此时石油焦形成了半焦化状态。随着煅烧温度的进一步增加，石油焦开始焦化，到900°时焦化过程基本结束，继续升温时，石油焦的内部结构虽然仍呈立体乱层排列，但平面结构逐渐向六角网状排列，形成了部分平面网状结构。这种微观结构的变化反映在煅后焦的物理性能（如真密度、导电率、强度等）指标的改善。一般认为，煅烧温度越高，煅后焦物理性能指标越优秀。

2 石油焦煅烧工艺分析

2.1 合理设置窑体风次

在改革创新煅烧工艺的时候，可以从改变窑体风次来着手，强化石油焦的煅烧水平与质量。以风次转换成2次风，随即来为煅烧工艺提供充分的风能供应。可以促使石油焦在风力较大条件之下可以获取到充分的燃烧，随即便可以进一步提高石油焦在窑体之中的煅烧水平与质量。除此之外，一旦石油焦中水含量较小，且依照煅烧工艺的规范标准，那么石油焦在无油的条件之下来充分的燃烧，相应的便可以降低煅烧工艺而损耗的能源。

2.2 筒内外喷水结合冷却方式

在煅烧工艺之中摈弃原先单一化的冷却方式，转变运用筒内外联合的喷水方法，加速石油焦冷却的速率。另外，运用该类内外统一冷却喷水的方法，来在短期内促使石油焦温度下降，预防石油焦由于氧化而导致质量不尽如人意。在通常情况之下，通过双向冷却的方式后可以迅速使温度下降，这样一来预防石油焦由于氧化而导致质量不佳。在通常情况之下，通过双向冷却之后的石油焦温度则在70°之下。以此来进一步缓解石油焦的氧化程度，降低炭质烧损的情况的出现。

2.3 煅烧带的控制

在煅烧作业施工之中，煅烧带的部位控制至关重要，其关乎到煅烧产品煅烧后焦的质量和整个煅烧工序的有序实施，假使煅烧带过于靠前，窑尾便会出现结圈的情况，另外也会影响到回转窑内衬的寿命，煅烧带太靠后，石油焦排出的挥发分没有在窑内得到充分的燃烧，未燃尽的挥发分在沉降室内燃烧，使沉降室温度过高，影响沉降室及烟道内衬寿命[2]。

3 石油焦煅烧节能减排措施

3.1 煅烧回转窑烟气余热利用

冶金行业属于能耗型企业，其能耗占全国能耗的10%左右，占工业部门能耗的15.25%。目前，能源生产的增长速度尚难以适应国民经济的发展要求，能源价格呈上升趋势，这对于能源费用占企业生产总成本20～30%的冶金企业将是新的挑战。因此，节能降耗将是冶金企业长期的战略任务。有色金属行业中从事电解铝生产的企业，无论是在电解生产过程中还是在铝用炭素生产过程中，都会产生大量的含有可利用热量的废气、废水、废渣，同时在各工序之间存在着含有可利用能量的中间产品和半成品。充分回收和利用这些能量，是企业现代化程度的标志之一。

在各种工业窑炉的能量支出中，废气余热越占15～35%，这些废气净化处理后是一种输送和使用方便、燃烧后又无需排渣和除尘、不易造成环境污染的优质能源。但是由于企业生产结构和工业炉窑配置等原因，目前我国许多冶金企业仍排放大量富含热量的废气[3]。这是造成企业能源消耗高的一个重要原因，也是造成我国环境污染严重的根源之一。

3.2 煅烧石油焦脱硫技术

石油焦是生产铝电解用阳极的主要原料，一般占阳极重量的65%左右，按照硫含量的不同，石油焦被分为高硫焦（S≥3%）和低硫焦（S≤2%）。近年来，随着国内电解铝行业的迅速发展，符合生产阳极用的石油焦供不应求，国内焦化厂已经出现了排队求购的现象。铝行业对石油焦的采购战略和渠道正在悄悄地发生重大改变，高硫焦在预焙阳极生产中的用量将会逐渐增加。近年来的生产实践证明，铝用预焙阳极生产行业所使用的石油焦质量总体呈下降趋势，主要表现在：石油焦的粉焦含量越来越大，硫含量越来越高，对焦碳及产品反应活性有影响的杂质量有逐渐增加的趋势。

4 结语

石油焦是预焙阳极的主体原料，石油焦的煅烧质量直接影响预焙阳极的质量。近年来随着铝电解产能的不断扩大，阳极的消耗量也随之不断增加，作为阳极主体原料的石油焦出现了供不应求的局面，一些低品质的石油焦被大量的应用在预烧阳极的生产中。针对这些低品质的石油焦不断的被使用，那么如何在煅烧过程中保证这些石油焦的煅烧质量，以及如何克服这些石油焦在煅烧过程中带来的能耗增加和污染物排放增加的问题。由此可见，本文的研究也就显得十分的有意义。