本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種鋁電解用炭陽(yáng)極的生產(chǎn)焙燒系統(tǒng)，包括由多個(gè)爐室組成的循環(huán)焙燒爐單元、由多種控制架組成的火焰控制單元、以及用于移動(dòng)火焰控制單元的吊梁裝置，每一個(gè)爐室均包括并排設(shè)置的多個(gè)敞口料箱，每一個(gè)料箱的兩側(cè)均設(shè)有封閉的火道且使相鄰的兩個(gè)料箱之間只設(shè)置一條火道；每套火焰控制單元在一個(gè)火焰控制周期內(nèi)控制20/22個(gè)爐室并在每個(gè)火焰控制周期結(jié)束后向前移動(dòng)一個(gè)爐室。本實(shí)用新型專利技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、成品率高、生產(chǎn)效率高、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，可提高生產(chǎn)率15％以上，并降低燃料消耗10～25％。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及一種炭陽(yáng)極的生產(chǎn)系統(tǒng)，特別是涉及一種鋁電解用炭陽(yáng)極的生產(chǎn)焙燒系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
炭陽(yáng)極的焙燒過程，就是粘結(jié)劑——瀝青炭化變成焦炭陽(yáng)極的熱處理過程。通過焙燒使炭質(zhì)顆粒間的瀝青轉(zhuǎn)變成固體的焦炭膜，使炭質(zhì)顆粒連接成具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和物理、化學(xué)性能的整體。瀝青變成焦炭的數(shù)量和質(zhì)量直接影響著成品的性能。在炭陽(yáng)極焙燒過程中，生坯中的瀝青將發(fā)生一系列復(fù)雜的分解和聚合反應(yīng)，其變化過程大致可分為五個(gè)階段：(1)從室溫升高至200℃的過程中，生坯軟化，其中的瀝青處于塑性狀態(tài)并呈現(xiàn)緩慢的流動(dòng)和擴(kuò)散，體積略有膨脹。(2)在200℃～300℃之間，生坯逐漸排出水分、二氧化碳、一氧化碳和輕油等成分，并進(jìn)行部分脫氫縮聚反應(yīng)。(3)從300℃～500℃之間，瀝青發(fā)生快速分解反應(yīng)，大量排出揮發(fā)份，同時(shí)伴隨少量聚合反應(yīng)。為使揮發(fā)份的排出不至于過分激烈導(dǎo)致制品產(chǎn)生裂紋，這一階段的升溫速率應(yīng)該放慢。(4)當(dāng)溫度達(dá)到500℃以上時(shí)，聚合反映加速，瀝青焦化形成瀝青焦；750℃～800℃時(shí)瀝青的聚合反應(yīng)基本完成，但仍有部分揮發(fā)份排出，這一階段的升溫速率也不能過快；(5)在800℃以后的焙燒過程中，是使異類原子和基團(tuán)從生成的焦炭的大分子中分離出來，并使分子結(jié)構(gòu)重新排列，使焦化過程進(jìn)一步完善，該階段升溫速率可以加快。由于瀝青的苯環(huán)中碳—碳鍵強(qiáng)度比其他原子間鍵的強(qiáng)度大的多，因此當(dāng)瀝青發(fā)生熱分解時(shí)，異類原子如氫、氧等首先發(fā)生反應(yīng)，以H2、CO2、CO、CH1等小分子的揮發(fā)物逸出，氮、硫、硼等元素則根據(jù)它們與碳的結(jié)合形式，析出或留在焦炭中。分子的熱分解將在斷裂處產(chǎn)生不飽和鍵力，它們會(huì)在更高的溫度下把異類原子或基團(tuán)分離出來，再與其他不飽和分子聚合。連接牢固的分子將集積為不揮發(fā)的殘?jiān)⒅饾u形成分層的巨大平面分子，即瀝青焦。由于層間非定域的鍵作用，在800℃以上的縮聚反應(yīng)得到的焦炭，其電導(dǎo)率和導(dǎo)熱率將急劇增大。生坯中的瀝青在焙燒過程中的焦化是在固體炭質(zhì)表面進(jìn)行的，具有氧化脫氫縮聚的特 征。在料坯混捏過程中固體炭質(zhì)顆粒表面都不同程度地吸附有氧、氮、二氧化碳、一氧化碳等氣體，吸附的氣體分子具有與瀝青分子進(jìn)行氧化—還原反應(yīng)的活性，可促進(jìn)炭質(zhì)顆粒表面與瀝青間橫向鍵的形成，并使之固化在一起，從而使焙燒后制品的密度和強(qiáng)度都得到提高。升溫速率對(duì)生坯中的粘結(jié)劑——瀝青的析焦量及成焦的密度有很大的影響。升溫速度慢時(shí)，瀝青有足夠的時(shí)間進(jìn)行聚合與分解反應(yīng)，析焦量增大，成焦密度也大，因此可提高制品的密度和及機(jī)械強(qiáng)度。同時(shí)，升溫速度慢時(shí)由于焙燒體系中溫度場(chǎng)分布較為均勻，可以防止制品在焙燒過程中出現(xiàn)裂紋。在焙燒過程中，瀝青組分的分解與聚合反應(yīng)成一對(duì)互逆的動(dòng)態(tài)平衡過程，因分解反應(yīng)為吸熱過程，聚合反應(yīng)為放熱過程，故升溫會(huì)使平衡狀態(tài)向分解方向進(jìn)行，而降溫使反應(yīng)向聚合方向進(jìn)行。焙燒溫度是表示陽(yáng)極受熱處理程度大小的重要指標(biāo)，它對(duì)陽(yáng)極的機(jī)械強(qiáng)度、孔隙度、比電阻、反電動(dòng)勢(shì)、氣體侵蝕速率及電解單耗等一系列物理化學(xué)性能都有重要的影響。因此采用最優(yōu)的焙燒制度，對(duì)提高炭陽(yáng)極的成品質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。但目前的炭陽(yáng)極生產(chǎn)焙燒系統(tǒng)存在余熱利用率低、生產(chǎn)成本高、安全性低的問題，如圖1所示的54爐室的焙燒系統(tǒng)，共配置3套火焰控制單元，每套火焰控制單元在一個(gè)火焰控制周期內(nèi)控制18個(gè)爐室，并在每個(gè)火焰控制周期結(jié)束后向前移動(dòng)一個(gè)爐室，以便循環(huán)焙燒生產(chǎn)。其爐室與爐室通過隔墻隔開并沿主軸線平行排列，每個(gè)爐室由多個(gè)敞口料箱以及對(duì)應(yīng)的封閉火道組成，相鄰爐室對(duì)應(yīng)的火道穿過隔堵連通，隔墻中可插入插板閥用于切斷相鄰爐室之間的火道通路。生產(chǎn)焙燒時(shí)，將生陽(yáng)極裝入由空心火道墻隔開的敞口料箱，并用填充料填充縫隙且覆蓋陽(yáng)極上面。從一個(gè)爐室到另一個(gè)爐室，通過隔墻火道可沿著焙燒爐形成多條獨(dú)立且循環(huán)的火道。每個(gè)爐室對(duì)應(yīng)的各火道的上側(cè)壁上均設(shè)置了可啟閉的四個(gè)燃燒測(cè)量孔，用于測(cè)量該處火道中的溫度和壓力，以便進(jìn)行參數(shù)控制。就現(xiàn)有的每套火焰控制單元控制18個(gè)爐室來說，為滿足炭陽(yáng)極焙燒的工藝條件，每個(gè)火焰控制周期至少需要28小時(shí)，有的甚到長(zhǎng)達(dá)36小時(shí)，生產(chǎn)效率較低，且其排煙架ER的支管煙氣溫度一般控制在550℃左右，一方面因高溫燃燒架HR3至排煙架ER之間的爐室較少，使余熱利用率較低，能源浪費(fèi)較多，同時(shí)也使高溫燃燒架HR3至排煙架ER之間的各爐室升溫相對(duì)較快，容易造成炭陽(yáng)極成品出現(xiàn)裂紋，影響質(zhì)量和成品率。另一方面，由于排煙架(ER)煙氣的溫度較高，后續(xù)凈化處理工序的壓力較大，且安全性較低容易引火災(zāi)事故。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種鋁電解用炭陽(yáng)極的生產(chǎn)焙燒系統(tǒng)，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本 低廉、成品率高、生產(chǎn)效率高、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，采用本技術(shù)可有效提高生產(chǎn)率15％以上，并降低燃料消耗10～25％。為解決現(xiàn)有技術(shù)中的炭陽(yáng)極焙燒系統(tǒng)其生產(chǎn)效率低、余熱利用率低、燃料消耗較高，且容易出現(xiàn)裂紋影響成品質(zhì)量的問題，本技術(shù)提供了兩種結(jié)構(gòu)形式的鋁電解用炭陽(yáng)極的生產(chǎn)焙燒系統(tǒng)，其中一種鋁電解用炭陽(yáng)極的生產(chǎn)焙燒系統(tǒng)，包括由多個(gè)爐室組成的循環(huán)焙燒爐單元、由多種控制架組成的至少一套火焰控制單元、以及用于移動(dòng)火焰控制單元中控制架的吊梁裝置，每一個(gè)爐室均包括并排設(shè)置的多個(gè)敞口料箱，每一個(gè)料箱的兩側(cè)均設(shè)有封閉的火道且使相鄰的兩個(gè)料箱之間只設(shè)置一條火道，每條火道的上側(cè)壁上沿長(zhǎng)度方向均設(shè)有均布的四個(gè)燃燒測(cè)量孔，燃燒測(cè)量孔連通火道的內(nèi)腔且設(shè)有封蓋，相鄰的兩個(gè)爐室之間設(shè)有隔墻且使相鄰爐室的對(duì)應(yīng)火道穿過隔墻相互連通，隔墻中設(shè)有用于切斷或開啟相鄰爐室之間對(duì)應(yīng)火道的插板閥；每套火焰控制單元均包括排煙架ER、測(cè)溫測(cè)壓架TPR、低溫燃燒架HR1、中溫燃燒架HR2、高溫燃燒架HR3、零壓架ZPR、鼓風(fēng)架BR和冷卻架CR；其中：每套火焰控制單元在一個(gè)火焰控制周期內(nèi)控制20個(gè)爐室并在每個(gè)火焰控制周期結(jié)束后向前移動(dòng)一個(gè)爐室；所述20個(gè)爐室沿火焰移動(dòng)方向從上游至下游依次為預(yù)裝生塊爐室、出熟塊爐室、第一預(yù)出爐冷卻爐室、第二預(yù)出爐冷卻爐室、第一冷卻爐室、第二冷卻爐室、第三冷卻爐室、第四冷卻爐室、第五冷卻爐室、第六冷卻爐室、第七冷卻爐室、高溫焙燒爐室、升溫爐室、中溫焙燒爐室、低溫焙燒爐室、第一預(yù)熱爐室、第二預(yù)熱爐室、第三預(yù)熱爐室、第四預(yù)熱爐室和密封爐室；所述排煙架ER架設(shè)在第四預(yù)熱爐室的上側(cè)且處于下游端，測(cè)溫測(cè)壓架TPR架設(shè)在第三預(yù)熱爐室的上側(cè)且處于下游端，低溫燃燒架HR1架設(shè)在第三焙燒爐室的上側(cè)中部，中溫燃燒架HR2架設(shè)在第二培燒爐室的上側(cè)中部，高溫燃燒架HR3架設(shè)在第一焙燒爐室的上側(cè)中部，零壓架ZPR架設(shè)在第七冷卻爐室的上側(cè)且處于下游端，鼓風(fēng)架BR架設(shè)在第四冷卻爐室的上側(cè)中部，冷卻架CR架設(shè)在第一冷卻爐室的上側(cè)中部。本技術(shù)該結(jié)構(gòu)形式的鋁電解用炭陽(yáng)極的生產(chǎn)焙燒系統(tǒng)與現(xiàn)有的炭陽(yáng)極生產(chǎn)焙燒系統(tǒng)相比，在低溫焙燒爐室的下游增加了一個(gè)預(yù)熱爐室，并在高溫焙燒爐室和中溫焙燒爐室之間增加了一個(gè)升溫爐室，使預(yù)熱區(qū)爐室和焙燒區(qū)爐室均由三個(gè)變?yōu)樗膫€(gè)。這種結(jié)構(gòu)形式的單套火焰控制單元，由于從溫度最高的高溫燃燒架HR3到排煙架ER之間的距離延長(zhǎng)，一方面可充分利用余熱以降低能耗，實(shí)際應(yīng)用表明采用本技術(shù)可降低燃料消耗10～25％。同時(shí)由于距離延長(zhǎng)可使兩者之間各爐室的升溫速度減緩，避免了成品出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鋁電解用炭陽(yáng)極的生產(chǎn)焙燒系統(tǒng)，包括由多個(gè)爐室(1)組成的循環(huán)焙燒爐單元、由多種控制架組成的至少一套火焰控制單元、以及用于移動(dòng)火焰控制單元中控制架的吊梁裝置，每一個(gè)爐室(1)均包括并排設(shè)置的多個(gè)敞口料箱(101)，每一個(gè)料箱(101)的兩側(cè)均設(shè)有封閉的火道(102)且使相鄰的兩個(gè)料箱(101)之間只設(shè)置一條火道(102)，每條火道(102)的上側(cè)壁上沿長(zhǎng)度方向均設(shè)有均布的四個(gè)燃燒測(cè)量孔，燃燒測(cè)量孔連通火道(102)的內(nèi)腔且設(shè)有封蓋，相鄰的兩個(gè)爐室(1)之間設(shè)有隔墻(103)且使相鄰爐室(1)的對(duì)應(yīng)火道(102)穿過隔墻(103)相互連通，隔墻(103)中設(shè)有用于切斷或開啟相鄰爐室(1)之間對(duì)應(yīng)火道(102)的插板閥(104)；每套火焰控制單元均包括排煙架ER、測(cè)溫測(cè)壓架TPR、低溫燃燒架HR1、中溫燃燒架HR2、高溫燃燒架HR3、零壓架ZPR、鼓風(fēng)架BR和冷卻架CR；其特征在于：每套火焰控制單元在一個(gè)火焰控制周期內(nèi)控制20個(gè)爐室(1)并在每個(gè)火焰控制周期結(jié)束后向前移動(dòng)一個(gè)爐室；所述20個(gè)爐室(1)沿火焰移動(dòng)方向從上游至下游依次為預(yù)裝生塊爐室(11)、出熟塊爐室(12)、第一預(yù)出爐冷卻爐室(13)、第二預(yù)出爐冷卻爐室(14)、第一冷卻爐室(15)、第二冷卻爐室(16)、第三冷卻爐室(17)、第四冷卻爐室(18)、第五冷卻爐室(19)、第六冷卻爐室(20)、第七冷卻爐室(21)、高溫焙燒爐室(22)、升溫爐室(23)、中溫焙燒爐室(24)、低溫焙燒爐室(25)、第一預(yù)熱爐室(26)、第二預(yù)熱爐室(27)、第三預(yù)熱爐室(28)、第四預(yù)熱爐室(29)和密封爐室(30)；所述排煙架ER架設(shè)在第四預(yù)熱爐室(29)的上側(cè)且處于下游端，測(cè)溫測(cè)壓架TPR架設(shè)在第三預(yù)熱爐室(28)的上側(cè)且處于下游端，低溫燃燒架HR1架設(shè)在第三焙燒爐室(25)的上側(cè)中部，中溫燃燒架HR2架設(shè)在第二培燒爐室(24)的上側(cè)中部，高溫燃燒架HR3架設(shè)在第一焙燒爐室(22)的上側(cè)中部，零壓架ZPR架設(shè)在第七冷卻爐室(17)的上側(cè)且處于下游端，鼓風(fēng)架BR架設(shè)在第四冷卻爐室(18)的上側(cè)中部，冷卻架CR架設(shè)在第一冷卻爐室(15)的上側(cè)中部。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋁電解用炭陽(yáng)極的生產(chǎn)焙燒系統(tǒng)，包括由多個(gè)爐室(1)組成的循環(huán)焙燒爐單元、由多種控制架組成的至少一套火焰控制單元、以及用于移動(dòng)火焰控制單元中控制架的吊梁裝置，每一個(gè)爐室(1)均包括并排設(shè)置的多個(gè)敞口料箱(101)，每一個(gè)料箱(101)的兩側(cè)均設(shè)有封閉的火道(102)且使相鄰的兩個(gè)料箱(101)之間只設(shè)置一條火道(102)，每條火道(102)的上側(cè)壁上沿長(zhǎng)度方向均設(shè)有均布的四個(gè)燃燒測(cè)量孔，燃燒測(cè)量孔連通火道(102)的內(nèi)腔且設(shè)有封蓋，相鄰的兩個(gè)爐室(1)之間設(shè)有隔墻(103)且使相鄰爐室(1)的對(duì)應(yīng)火道(102)穿過隔墻(103)相互連通，隔墻(103)中設(shè)有用于切斷或開啟相鄰爐室(1)之間對(duì)應(yīng)火道(102)的插板閥(104)；每套火焰控制單元均包括排煙架ER、測(cè)溫測(cè)壓架TPR、低溫燃燒架HR1、中溫燃燒架HR2、高溫燃燒架HR3、零壓架ZPR、鼓風(fēng)架BR和冷卻架CR；其特征在于：每套火焰控制單元在一個(gè)火焰控制周期內(nèi)控制20個(gè)爐室(1)并在每個(gè)火焰控制周期結(jié)束后向前移動(dòng)一個(gè)爐室；所述20個(gè)爐室(1)沿火焰移動(dòng)方向從上游至下游依次為預(yù)裝生塊爐室(11)、出熟塊爐室(12)、第一預(yù)出爐冷卻爐室(13)、第二預(yù)出爐冷卻爐室(14)、第一冷卻爐室(15)、第二冷卻爐室(16)、第三冷卻爐室(17)、第四冷卻爐室(18)、第五冷卻爐室(19)、第六冷卻爐室(20)、第七冷卻爐室(21)、高溫焙燒爐室(22)、升溫爐室(23)、中溫焙燒爐室(24)、低溫焙燒爐室(25)、第一預(yù)熱爐室(26)、第二預(yù)熱爐室(27)、第三預(yù)熱爐室(28)、第四預(yù)熱爐室(29)和密封爐室(30)；所述排煙架ER架設(shè)在第四預(yù)熱爐室(29)的上側(cè)且處于下游端，測(cè)溫測(cè)壓架TPR架設(shè)在第三預(yù)熱爐室(28)的上側(cè)且處于下游端，低溫燃燒架HR1架設(shè)在第三焙燒爐室(25)的上側(cè)中部，中溫燃燒架HR2架設(shè)在第二培燒爐室(24)的上側(cè)中部，高溫燃燒架HR3架設(shè)在第一焙燒爐室(22)的上側(cè)中部，零壓架ZPR架設(shè)在第七冷卻爐室(17)的上側(cè)且處于下游端，鼓風(fēng)架BR架設(shè)在第四冷卻爐室(18)的上側(cè)中部，冷卻架CR架設(shè)在第一冷卻爐室(15)的上側(cè)中部。2.一種鋁電解用炭陽(yáng)極的生產(chǎn)焙燒系統(tǒng)，包括由多個(gè)爐室(1)組成的循環(huán)焙燒爐單元、由多種控制架組成的至少一套火焰控制單元、以及用于移動(dòng)火焰控制單元中控制架的吊梁裝置，每一個(gè)爐室(1)均包括并排設(shè)置的多個(gè)敞口料箱(101)，每一個(gè)料箱(101)的兩側(cè)均設(shè)有封閉的火道(102)且使相鄰的兩個(gè)料箱(101)之間只設(shè)置一條火道(102)，每條火道(102)的上側(cè)壁上沿長(zhǎng)度方向均設(shè)有均布的四個(gè)燃燒測(cè)量孔，燃燒測(cè)量孔連通火道(102)的內(nèi)腔且設(shè)有封蓋，相鄰的兩個(gè)爐室(1)之間設(shè)有隔墻(103)且使相鄰爐室(1)的對(duì)應(yīng)火 道(102)穿過隔墻...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊維平，姜曉峰，楊曉萌，張利，李尚佩，劉敬山，郭楊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：楊維平，
類型：新型
國(guó)別省市：寧夏;64
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