炭素厂煅烧车间设计(design of calcining shop for carbon plant)

对碳质原料(如石油焦、无烟煤等)在基本隔绝空气的条件下，进行高温热处理的炭素厂车间设计。

碳质原料煅烧的目的是为了排出原料中的水分和挥发分，以提高炭素制品的密度和强度，增强其导电性和化学稳定性。设计主要内容为：工艺流程、设备选择、车间配置和主要技术指标。

工艺流程   煅烧前，大块原料要预碎，然后装入煅烧设备。煅烧工艺要根据原料性质，确定煅烧温度，控制煅烧时间。这是保证煅烧质量的关键。原料的煅烧温度取决于炭素制品的质量要求和原料性质。生产一般炭素制品用的碳质原料，煅烧温度为1200～1350℃。生产超高功率石墨电极用的针状石油焦，煅烧温度要求达到1400～1450℃。生产铝电解槽的底块、侧块用的无烟煤，要求达到1500～2000℃。物料在煅烧设备内的煅烧时间与煅烧设备的结构型式、煅烧物料性质和煅烧温度有关。在确保煅烧温度的条件下，石油焦在罐式炉内的煅烧时间为24～36h，在回转窑内为0.5～1.0h，在回转床内为1h左右。铝电解用的无烟煤，在电气煅烧炉中的煅烧时间为11～32h。

煅烧后的原料需要冷却，一般是用水问接或直接冷却。

煅烧过程中产生大量可燃的挥发分，设计应加以利用。排出的废气温度高达1000℃，亦应回收利用。

设备选择   根据工厂规模和产品方案计算物料流量，确定车间能力；按照车间能力和物料性质，选择煅烧设备的技术特性和数量。煅烧车间的主要设备是煅烧炉(窑)，可供选择的有回转窑、罐式煅烧炉、回转床和电气煅烧炉。(1)回转窑。其煅烧的特点是物料与火焰直接接触，物料的炭质烧损较大，要求严格控制温度和操作条件，其优点是产能大，并能适应各种物料的煅烧需要，容易实现机械化和自动化，有利于改善劳动条件和环境卫生，适用于铝电解厂阳极车间的煅烧。(2)罐式煅烧炉。其物料不与火焰直接接触，炭质烧损少，煅烧质量好，可利用物料中排出的挥发分降低热耗。但产量小、劳动条件差，难以实现自动化。适用于产品质量要求高、生产规模不大的炭素厂。(3)回转床。适应于各种炭质物料的煅烧，具有产能大、机械化自动化水平高、热耗小、煅烧实收率高、质量好、寿命长等优点，适用于大规模的工业性生产。以上三种煅烧设备，一般采用煤气或天然气作热源。(4)电气煅烧炉。是用电加热的电阻炉，以煅烧物料作为电阻料，仅用于高温煅烧无烟煤，作铝电解槽的底块、侧块的原料用。

罐式炉煅烧后的原料冷却是在罐体底部设有夹套，水通过夹套间接冷却。回转窑和回转床均有配套的冷却筒和冷却装置，用水喷淋间接冷却，有的原料也采用水直接喷淋冷却。

特殊要求与车间配置   煅烧车间是高温作业车间，应有防火设施，确保生产安全；要有良好的通风降温措施，以改善劳动条件；加料、排料装置必须机械化或自动化；厂房和平台之间要留有伸缩缝；为确保全厂连续生产，须设置煅前、煅后料的贮仓。

罐式煅烧炉一般为室内配置，上部加料，中间煅烧，底部排料。回转窑除了窑头和窑尾外，其它部分，根据地区建筑条件，可露天设置。回转床集中配置。采用罐式煅烧炉时，其配置见图。

主要技术指标   煅烧车间设计的主要技术指标有：煅烧实收率、能耗和煅后料的质量指标等。

(1)实收率。当按湿基计算时，罐式煅烧炉煅烧石油焦的实收率不小于80％，无烟煤不小于84％。电气煅烧炉煅烧无烟煤不小于85％。回转窑煅烧石油焦不小于77％，无烟煤不小于81％。

(2)能耗。按煅后料计算，罐式煅烧炉煅烧石油焦热耗小于836MJ/t，煅烧无烟煤小于2500MJ/t。回转窑煅烧石油焦，电耗小于836MJ/t。电气煅烧炉煅烧无烟煤，电耗为1120～1250kW•h/t。

(3)煅后料的质量应符合表中要求：