一种铝电解用炭阳极的生产焙烧系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种铝电解用炭阳极的生产焙烧系统，包括由多个炉室组成的循环焙烧炉单元、由多种控制架组成的火焰控制单元、以及用于移动火焰控制单元的吊梁装置，每一个炉室均包括并排设置的多个敞口料箱，每一个料箱的两侧均设有封闭的火道且使相邻的两个料箱之间只设置一条火道；每套火焰控制单元在一个火焰控制周期内控制20/22个炉室并在每个火焰控制周期结束后向前移动一个炉室。本实用新型具有结构简单、成本低廉、成品率高、生产效率高、安全可靠的优点，可提高生产率15％以上，并降低燃料消耗10～25％。
【专利说明】
一种铝电解用炭阳极的生产焙烧系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种炭阳极的生产系统，特别是涉及一种铝电解用炭阳极的生产焙烧系统。
【背景技术】
[0002]炭阳极的焙烧过程，就是粘结剂一一沥青炭化变成焦炭阳极的热处理过程。通过焙烧使炭质颗粒间的沥青转变成固体的焦炭膜，使炭质颗粒连接成具有一定的机械强度和物理、化学性能的整体。沥青变成焦炭的数量和质量直接影响着成品的性能。在炭阳极焙烧过程中，生坯中的沥青将发生一系列复杂的分解和聚合反应，其变化过程大致可分为五个阶段:(I)从室温升高至200°C的过程中，生坯软化，其中的沥青处于塑性状态并呈现缓慢的流动和扩散，体积略有膨胀。(2)在200 0C?300 0C之间，生坯逐渐排出水分、二氧化碳、一氧化碳和轻油等成分，并进行部分脱氢缩聚反应。(3)从300°C?500°C之间，沥青发生快速分解反应，大量排出挥发份，同时伴随少量聚合反应。为使挥发份的排出不至于过分激烈导致制品产生裂纹，这一阶段的升温速率应该放慢。(4)当温度达到500°C以上时，聚合反映加速，沥青焦化形成沥青焦;750°C?800°C时沥青的聚合反应基本完成，但仍有部分挥发份排出，这一阶段的升温速率也不能过快；(5)在800°C以后的焙烧过程中，是使异类原子和基团从生成的焦炭的大分子中分离出来，并使分子结构重新排列，使焦化过程进一步完善，该阶段升温速率可以加快。
[0003]由于沥青的苯环中碳一碳键强度比其他原子间键的强度大的多，因此当沥青发生热分解时，异类原子如氢、氧等首先发生反应，以H2、C02、C0、CH1等小分子的挥发物逸出，氮、硫、硼等元素则根据它们与碳的结合形式，析出或留在焦炭中。分子的热分解将在断裂处产生不饱和键力，它们会在更高的温度下把异类原子或基团分离出来，再与其他不饱和分子聚合。连接牢固的分子将集积为不挥发的残渣并逐渐形成分层的巨大平面分子，即沥青焦。由于层间非定域的键作用，在800°C以上的缩聚反应得到的焦炭，其电导率和导热率将急剧增大。生坯中的沥青在焙烧过程中的焦化是在固体炭质表面进行的，具有氧化脱氢缩聚的特征。在料坯混捏过程中固体炭质颗粒表面都不同程度地吸附有氧、氮、二氧化碳、一氧化碳等气体，吸附的气体分子具有与沥青分子进行氧化一还原反应的活性，可促进炭质颗粒表面与沥青间横向键的形成，并使之固化在一起，从而使焙烧后制品的密度和强度都得到提高。
[0004]升温速率对生坯中的粘结剂一一沥青的析焦量及成焦的密度有很大的影响。升温速度慢时，沥青有足够的时间进行聚合与分解反应，析焦量增大，成焦密度也大，因此可提高制品的密度和及机械强度。同时，升温速度慢时由于焙烧体系中温度场分布较为均匀，可以防止制品在焙烧过程中出现裂纹。在焙烧过程中，沥青组分的分解与聚合反应成一对互逆的动态平衡过程，因分解反应为吸热过程，聚合反应为放热过程，故升温会使平衡状态向分解方向进行，而降温使反应向聚合方向进行。焙烧温度是表示阳极受热处理程度大小的重要指标，它对阳极的机械强度、孔隙度、比电阻、反电动势、气体侵蚀速率及电解单耗等一系列物理化学性能都有重要的影响。因此采用最优的焙烧制度，对提高炭阳极的成品质量有着至关重要的作用。
[0005]但目前的炭阳极生产焙烧系统存在余热利用率低、生产成本高、安全性低的问题，如图1所示的54炉室的焙烧系统，共配置3套火焰控制单元，每套火焰控制单元在一个火焰控制周期内控制18个炉室，并在每个火焰控制周期结束后向前移动一个炉室，以便循环焙烧生产。其炉室与炉室通过隔墙隔开并沿主轴线平行排列，每个炉室由多个敞口料箱以及对应的封闭火道组成，相邻炉室对应的火道穿过隔堵连通，隔墙中可插入插板阀用于切断相邻炉室之间的火道通路。生产焙烧时，将生阳极装入由空心火道墙隔开的敞口料箱，并用填充料填充缝隙且覆盖阳极上面。从一个炉室到另一个炉室，通过隔墙火道可沿着焙烧炉形成多条独立且循环的火道。每个炉室对应的各火道的上侧壁上均设置了可启闭的四个燃烧测量孔，用于测量该处火道中的温度和压力，以便进行参数控制。就现有的每套火焰控制单元控制18个炉室来说，为满足炭阳极焙烧的工艺条件，每个火焰控制周期至少需要28小时，有的甚到长达36小时，生产效率较低，且其排烟架ER的支管烟气温度一般控制在550°C左右，一方面因高温燃烧架HR3至排烟架ER之间的炉室较少，使余热利用率较低，能源浪费较多，同时也使高温燃烧架HR3至排烟架ER之间的各炉室升温相对较快，容易造成炭阳极成品出现裂纹，影响质量和成品率。另一方面，由于排烟架(ER)烟气的温度较高，后续净化处理工序的压力较大，且安全性较低容易引火灾事故。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种铝电解用炭阳极的生产焙烧系统，其具有结构简单、成本低廉、成品率高、生产效率高、安全可靠的优点，采用本实用新型可有效提高生产率15%以上，并降低燃料消耗10?25%。
[0007]为解决现有技术中的炭阳极焙烧系统其生产效率低、余热利用率低、燃料消耗较高，且容易出现裂纹影响成品质量的问题，本实用新型提供了两种结构形式的铝电解用炭阳极的生产焙烧系统，其中一种铝电解用炭阳极的生产焙烧系统，包括由多个炉室组成的循环焙烧炉单元、由多种控制架组成的至少一套火焰控制单元、以及用于移动火焰控制单元中控制架的吊梁装置，每一个炉室均包括并排设置的多个敞口料箱，每一个料箱的两侧均设有封闭的火道且使相邻的两个料箱之间只设置一条火道，每条火道的上侧壁上沿长度方向均设有均布的四个燃烧测量孔，燃烧测量孔连通火道的内腔且设有封盖，相邻的两个炉室之间设有隔墙且使相邻炉室的对应火道穿过隔墙相互连通，隔墙中设有用于切断或开启相邻炉室之间对应火道的插板阀；每套火焰控制单元均包括排烟架ER、测温测压架TPR、低温燃烧架HRl、中温燃烧架HR2、高温燃烧架HR3、零压架ZPR、鼓风架BR和冷却架CR;
[0008]其中:每套火焰控制单元在一个火焰控制周期内控制20个炉室并在每个火焰控制周期结束后向前移动一个炉室;所述20个炉室沿火焰移动方向从上游至下游依次为预装生块炉室、出熟块炉室、第一预出炉冷却炉室、第二预出炉冷却炉室、第一冷却炉室、第二冷却炉室、第三冷却炉室、第四冷却炉室、第五冷却炉室、第六冷却炉室、第七冷却炉室、高温焙烧炉室、升温炉室、中温焙烧炉室、低温焙烧炉室、第一预热炉室、第二预热炉室、第三预热炉室、第四预热炉室和密封炉室;所述排烟架ER架设在第四预热炉室的上侧且处于下游端，测温测压架TPR架设在第三预热炉室的上侧且处于下游端，低温燃烧架HRl架设在第三焙烧炉室的上侧中部，中温燃烧架HR2架设在第二培烧炉室的上侧中部，高温燃烧架HR3架设在第一焙烧炉室的上侧中部，零压架ZPR架设在第七冷却炉室的上侧且处于下游端，鼓风架BR架设在第四冷却炉室的上侧中部，冷却架CR架设在第一冷却炉室的上侧中部。
[0009]本实用新型该结构形式的铝电解用炭阳极的生产焙烧系统与现有的炭阳极生产焙烧系统相比，在低温焙烧炉室的下游增加了一个预热炉室，并在高温焙烧炉室和中温焙烧炉室之间增加了一个升温炉室，使预热区炉室和焙烧区炉室均由三个变为四个。这种结构形式的单套火焰控制单元，由于从温度最高的高温燃烧架HR3到排烟架ER之间的距离延长，一方面可充分利用余热以降低能耗，实际应用表明采用本实用新型可降低燃料消耗10?25%。同时由于距离延长可使两者之间各炉室的升温速度减缓，避免了成品出现裂纹的现象，从而提高成品率和产品质量。另一方面，可相应地缩短火焰控制周期的时间，从而提高生产效率，采用本实用新型结构形式的铝电解用炭阳极的生产焙烧系统，可使火焰控制周期的时间最低缩短至24小时，提高生产效率15%以上。另外，采用本实用新型的铝电解用炭阳极的生产焙烧系统，可使排烟架ER支管烟气的温度控制在420°C?480°C，相比于传统的炭阳极生产焙烧系统的550°C降低了 70°C?130°C，降低了后续净化处理系统的压力，同时提高了安全性，降低了发生火灾的机率。
[0010]本实用新型提供的另一种铝电解用炭阳极的生产焙烧系统，包括由多个炉室组成的循环焙烧炉单元、由多种控制架组成的至少一套火焰控制单元、以及用于移动火焰控制单元中控制架的吊梁装置，每一个炉室均包括并排设置的多个敞口料箱，每一个料箱的两侧均设有封闭的火道且使相邻的两个料箱之间只设置一条火道，每条火道的上侧壁上沿长度方向均设有均布的四个燃烧测量孔，燃烧测量孔连通火道的内腔且设有封盖，相邻的两个炉室之间设有隔墙且使相邻炉室的对应火道穿过隔墙相互连通，隔墙中设有用于切断或开启相邻炉室之间对应火道的插板阀；每套火焰控制单元均包括排烟架ER、测温测压架TPR、低温燃烧架HRl、中温燃烧架HR2、高温燃烧架HR3、零压架ZPR、鼓风架BR和冷却架CR;
[0011]其中:每套火焰控制单元在一个火焰控制周期内控制22个炉室并在每个火焰控制周期结束后向前移动一个炉室;所述22个炉室沿火焰移动方向从上游至下游依次为预装生块炉室、出熟块炉室、第一预出炉冷却炉室、第二预出炉冷却炉室、第一冷却炉室、第二冷却炉室、第三冷却炉室、第四冷却炉室、第五冷却炉室、第六冷却炉室、第七冷却炉室、第八冷却炉室、第九冷却炉室、高温焙烧炉室、升温炉室、中温焙烧炉室、低温焙烧炉室、第一预热炉室、第二预热炉室、第三预热炉室、第四预热炉室和密封炉室;所述排烟架ER架设在第四预热炉室的上侧且处于下游端，测温测压架TPR架设在第三预热炉室的上侧且处于下游端，低温燃烧架HRl架设在第三焙烧炉室的上侧中部，中温燃烧架HR2架设在第二培烧炉室的上侧中部，高温燃烧架HR3架设在第一焙烧炉室的上侧中部，零压架ZPR架设在第九冷却炉室的上侧且处于下游端，鼓风架BR架设在第五冷却炉室的上侧中部，冷却架CR架设在第一冷却炉室的上侧中部。
[0012]本实用新型第二种结构形式的的铝电解用炭阳极的生产焙烧系统，与第一种结构形式相比，在冷却区增了两个炉室并使两个炉室处于鼓风架BR的两侧，这一结构使鼓风架BR与高温燃烧架HR3之间的炉室可充分加热通过风机送入火道中的空气温度，让燃烧更充分，进一步提高了余热利用率，降低了能耗。
[0013]本实用新型以上两种结构形式的铝电解用炭阳极的生产焙烧系统中，其中排烟架ER、测温测压架TPR、低温燃烧架HRl、中温燃烧架HR2、高温燃烧架HR3、零压架ZPR、鼓风架BR和冷却架CR的配置和作用均与现有炭阳极焙烧系统的相同，排烟架ER用于控制各火道的烟气流量和温度，并包括排烟支架、排烟总管以及两端分别与排烟总管和各火道连通的多条排烟支管，各条排烟支管上均安装有烟气流量调节阀，排烟架控制部分设有负压变送器和测温热电偶；测温测压架TPR用于测量进入第四预热炉室的烟气温度与负压并包括测量支架以及设置于各火道中的测温热电偶和测压传感器;低温燃烧架HR1、中温燃烧架HR2和高温燃烧架HR3分别包括燃烧支架、控制柜以及设置于各火道中的测温热电偶和与火道相匹配的燃油或燃汽脉冲控制阀；零压架ZPR包括零压支架和设置于各火道中的压力传感器，并使压力传感器与高温燃烧架HR3的控制柜连接;鼓风架BR用于调节各火道的鼓风量，并包括鼓风支架和与各火道连通的鼓风管，各鼓风管的入口处分别设有变频风机;冷却架CR用于调节各火道的冷却风量，并包括冷却支架以及与各火道连通的冷却风管，各冷却风管上设有恒速风机和调节阀。
[0014]本实用新型提供的铝电解用炭阳极的生产焙烧系统具有生产效率高、操作简便、安全可靠的特点，可有效提高生产率15%以上，降低燃料消耗10?25%，并可减缓排烟后续净化处理系统的压力，降低发生火灾的机率，提高安全性。
[0015]下面结合附图所示【具体实施方式】对本实用新型一种铝电解用炭阳极的生产焙烧系统进一步详细说明:
【附图说明】
[0016]图1为现有技术中54炉室3套火焰控制单元的炭阳极生产焙烧系统的结构示意图；
[0017]图2为现有技术中单套火焰控制单元的工艺控制过程的示意图；
[0018]图3为用于炭阳极生产的焙烧炉室的局部示意图；
[0019]图4为本实用新型的60炉室3套火焰控制单元的炭阳极生产焙烧系统的结构示意图；
[0020]图5为本实用新型第一种实施方式单套火焰控制单元的工艺控制过程的示意图；
[0021]图6为本实用新型的66炉室3套火焰控制单元的炭阳极生产焙烧系统的结构示意图；
[0022]图7为本实用新型第二种实施方式单套火焰控制单元的工艺控制过程的示意图。
【具体实施方式】
[0023]首先需要说明的是，本实用新型中所述的气流、烟气应作相同概念理解，均指在火管中流动的混合气体。
[0024]如图3至图5所示本实用新型一种铝电解用炭阳极的生产焙烧系统的第一种实施方式，包括由60个炉室I组成的循环焙烧炉单元、由多种控制架组成的3套火焰控制单元、以及用于移动火焰控制单元中控制架的吊梁装置，让每一个炉室I均包括并排设置的多个敞口料箱101，在每一个料箱101的两侧均设置封闭的火道102且使相邻的两个料箱101之间只设置一条火道102，在每条火道102的上侧壁上沿长度方向均设置均布的四个燃烧测量孔，使燃烧测量孔连通火道102的内腔且设有封盖，相邻的两个炉室I之间设有隔墙103且使相邻炉室I的对应火道102穿过隔墙103相互连通，在隔墙103中设有用于切断或开启相邻炉室I之间对应火道102的插板阀104;使每套火焰控制单元均包括排烟架ER、测温测压架TPRjg温燃烧架HRl、中温燃烧架HR2、高温燃烧架HR3、零压架ZPR、鼓风架BR和冷却架CR;
[0025]其中，每套火焰控制单元在一个火焰控制周期内控制20个炉室I并在每个火焰控制周期结束后向前移动一个炉室;20个炉室I沿火焰移动方向从上游至下游依次为预装生块炉室11、出熟块炉室12、第一预出炉冷却炉室13、第二预出炉冷却炉室14、第一冷却炉室15、第二冷却炉室16、第三冷却炉室17、第四冷却炉室18、第五冷却炉室19、第六冷却炉室20、第七冷却炉室21、高温焙烧炉室22、升温炉室23、中温焙烧炉室24、低温焙烧炉室25、第一预热炉室26、第二预热炉室27、第三预热炉室28、第四预热炉室29和密封炉室30;把排烟架ER架设在第四预热炉室29的上侧且处于下游端，把测温测压架TPR架设在第三预热炉室28的上侧且处于下游端，把低温燃烧架HRl架设在第三焙烧炉室25的上侧中部，把中温燃烧架HR2架设在第二培烧炉室24的上侧中部，把高温燃烧架HR3架设在第一焙烧炉室22的上侧中部，把零压架ZPR架设在第七冷却炉室17的上侧且处于下游端，把鼓风架BR架设在第四冷却炉室18的上侧中部，把冷却架CR架设在第一冷却炉室15的上侧中部。
[0026]本实用新型通过以上结构设置，与现有的炭阳极生产焙烧系统相比，在低温焙烧炉室25的下游增加了一个预热炉室，并在高温焙烧炉室22和中温焙烧炉室24之间增加了一个升温炉室23，使预热区炉室和焙烧区炉室均由三个变为四个。这种结构形式的单套火焰控制单元，由于从温度最高的高温燃烧架HR3到排烟架ER之间的距离延长，一方面可充分利用余热以降低能耗，实际应用表明，采用本实用新型可降低燃料消耗10?25%。同时由于距离延长可使两者之间各炉室的升温速度减缓，避免了成品出现裂纹的现象，从而提高了成品率和产品质量。另一方面，可相应地缩短火焰控制周期的时间，从而提高生产效率，采用本实用新型结构形式的铝电解用炭阳极的生产焙烧系统，可使火焰控制周期的时间缩短为24小时，提高生产效率15%以上。另外，采用本实用新型的铝电解用炭阳极的生产焙烧系统，可使排烟架ER的支管烟气的温度控制在4200C?480°C左右，相比于传统的炭阳极生产焙烧系统的550°C降低了 70°C?130°C，减缓了后续净化处理系统的压力，同时提高了安全性，降低了发生火灾的机率。
[0027]如图6和图7所示本实用新型一种铝电解用炭阳极的生产焙烧系统的第二种实施方式，包括由66个炉室I组成的循环焙烧炉单元、由多种控制架组成的3套火焰控制单元、以及用于移动火焰控制单元中控制架的吊梁装置，让每一个炉室I均包括并排设置的多个敞口料箱101，在每一个料箱101的两侧均设置封闭的火道102且使相邻的两个料箱101之间只设置一条火道102，在每条火道102的上侧壁上沿长度方向均设置均布的四个燃烧测量孔，使燃烧测量孔连通火道102的内腔且设有封盖，相邻的两个炉室I之间设有隔墙103且使相邻炉室I的对应火道102穿过隔墙103相互连通，在隔墙103中设有用于切断或开启相邻炉室I之间对应火道102的插板阀104;使每套火焰控制单元均包括排烟架ER、测温测压架TPRjg温燃烧架HRl、中温燃烧架HR2、高温燃烧架HR3、零压架ZPR、鼓风架BR和冷却架CR;
[0028]其中，每套火焰控制单元在一个火焰控制周期内控制22个炉室I并在每个火焰控制周期结束后向前移动一个炉室;22个炉室I沿火焰移动方向从上游至下游依次为预装生块炉室11’、出熟块炉室12’、第一预出炉冷却炉室13’、第二预出炉冷却炉室14’、第一冷却炉室15’、第二冷却炉室16’、第三冷却炉室17’、第四冷却炉室18’、第五冷却炉室19’、第六冷却炉室20’、第七冷却炉室21’、第八冷却炉室31’、第九冷却炉室32’、高温焙烧炉室22’、升温炉室23’、中温焙烧炉室24’、低温焙烧炉室25’、第一预热炉室26’、第二预热炉室27’、第三预热炉室28’、第四预热炉室29’和密封炉室30’；把排烟架ER架设在第四预热炉室29’的上侧且处于下游端，把测温测压架TPR架设在第三预热炉室28’的上侧且处于下游端，把低温燃烧架HRl架设在第三焙烧炉室25’的上侧中部，把中温燃烧架HR2架设在第二培烧炉室24’的上侧中部，把高温燃烧架HR3架设在第一焙烧炉室22’的上侧中部，把零压架ZPR架设在第九冷却炉室32’的上侧且处于下游端，把鼓风架BR架设在第五冷却炉室19’的上侧中部，把冷却架CR架设在第一冷却炉室15 ’的上侧中部。
[0029]与第一种实施方式相比，第二种实施方式在冷却区增了两个炉室并使两个炉室处于鼓风架BR的两侧。这一结构使鼓风架BR与高温燃烧架HR3之间的炉室可充分加热通过风机送入火道中的空气温度，让燃烧更充分，进一步提高了余热利用率，降低了能耗。
[0030]需要说明的是，本实用新型两种实施方式中排烟架ER、测温测压架TPR、低温燃烧架HRl、中温燃烧架HR2、高温燃烧架HR3、零压架ZPR、鼓风架BR和冷却架CR的配置和作用均与现有炭阳极焙烧系统的相同，其中，排烟架ER用于控制各火道102的烟气流量和温度，并包括排烟支架、排烟总管以及两端分别与排烟总管和各火道102连通的多条排烟支管，各条排烟支管上均安装有烟气流量调节阀，排烟架控制部分设有负压变送器和测温热电偶；测温测压架TPR用于测量进入第四预热炉室29、29’的烟气温度与负压并包括测量支架以及设置于各火道102中的测温热电偶和测压传感器;低温燃烧架HR1、中温燃烧架HR2和高温燃烧架HR3分别包括燃烧支架、控制柜以及设置于各火道102中的测温热电偶和与火道相匹配的燃油或燃汽脉冲控制阀；零压架ZPR包括零压支架和设置于各火道102中的压力传感器，并使压力传感器与高温燃烧架HR3的控制柜连接;鼓风架BR用于调节各火道102的鼓风量，并包括鼓风支架和与各火道102连通的鼓风管，各鼓风管的入口处分别设有变频风机;冷却架CR用于调节各火道102的冷却风量，并包括冷却支架以及与各火道102连通的冷却风管，各冷却风管上设有恒速风机和调节阀。同时需要指出的是，铝电解用炭阳极的生产焙烧系统的炉室设置数量及每个炉室包括的料箱和火道数量应根据具体的设计产能设置，但每套火焰控制单元在一个火焰控制周期内使用的炉室数量应根据本实用新型提供的两种实施方式设置为20个或22个，以满足本实用新型的焙烧工艺控制要求。
[0031]为帮助本领技术人员理解本实用新型，下面对本实用新型公开的利用铝电解用炭阳极的生产焙烧系统进行炭阳极生产焙烧的工艺控制过程作简略说明，具体包括预焙烧工序和循环焙烧工序两个过程:
[0032]预焙烧工序包括:
[0033]—、在各炉室的所有料箱101中装入生阳极坯料，使用填充料填充缝隙并覆盖生阳极坯料；
[0034]二、分别架设好火焰控制单元中的排烟架ER、测温测压架TPR、低温燃烧架HRl、中温燃烧架HR2、高温燃烧架HR3、零压架ZPR、鼓风架BR和冷却架CR，并连接好相应的测控部件；
[0035]三、对于每套火焰控制单元，在一个火焰控制周期内，通过插入插板阀104切断第四预热炉室29、29，和密封炉室30、30 ’之间的各火道102通路，并使从预装生块炉室11、11’至第四预热炉室29、29’之间的各条火道连通;通过鼓风架BR将空气送入各火道102;通过高温燃烧架HR3上的可控脉冲阀向各火道1 2中喷入所需要量的燃油或燃气以将该处火道1 2的气流温度提升到设定值，以便加热高温焙烧炉室22、22 ’，余热流向升温炉室23、23 ’ ；通过中温燃烧架HR2上的可控脉冲阀向各火道102中喷入所需要量的燃油或燃气以将该处火道102的气流温度提升到设定值，以便加热中温焙烧炉室24、24 ’，余热流向低温焙烧炉室25、25’；通过低温燃烧架HRl上的可控脉冲阀向各火道102中喷入所需要量的燃油或燃气以将该处火道102的气流温度提升到设定值，以便加热低温焙烧炉室25、25’，余热依次流向第一预热炉室26、26’、第二预热炉室27、27’、第三预热炉室28、28’和第四预热炉室29、29’并从排烟架ER处排出；并通过测温测压架TPR测量进入第四预热炉室29、29’各火道102的气流温度和负压值，以便于调节排烟架ER处各火道102的烟气排出流量;通过零压架ZPR精确测量高温焙烧炉室22、22’上游各火道102的气流压力值，以便调节鼓风架BR处送入各火道102的空气流量，控制高温焙烧炉室22、22’上游各火道102的气流压力；
[0036]四、当一个火焰控制周期结束后，通过吊梁装置将火焰控制单元中的排烟架ER、测温测压架TPR、低温燃烧架HRl、中温燃烧架HR2、高温燃烧架HR3、零压架ZPR、鼓风架BR和冷却架CR均沿火焰移动方向向下游移动一个炉室，同时移动插板阀104的位置，并通过冷却架CR调节该处各火道102的冷却风量，以便对其上、下游的各炉室进行冷却;每套火焰控制单元向下游依次移动并当出熟块炉室12、12 ’移动到初始状态的高温焙烧炉室22、22，对应的位置时进入焙烧工艺循环生产周期；
[0037]循环焙烧工序包括:
[0038]五、对于每套火焰控制单元，在一个火焰控制周期内，通过插入插板阀104切断第四预热炉室29、29 ’和密封炉室30、30 ’之间的各火道102通路;通过鼓风架BR将空气从送入各火道102;通过高温燃烧架HR3上的可控脉冲阀向各火道102中喷入所需要量的燃油或燃气以将该处火道102的气流温度提升到设定值，以便加热高温焙烧炉室22、22’，余热流向升温炉室23、23’ ；通过中温燃烧架HR2上的可控脉冲阀向各火道102中喷入所需要量的燃油或燃气以将该处火道102的气流温度提升到设定值，以便加热中温焙烧炉室24、24’，余热流向低温焙烧炉室25、25’ ；通过低温燃烧架HRl上的可控脉冲阀向各火道102中喷入所需要量的燃油或燃气以将该处火道102的气流温度提升到设定值，以便加热低温焙烧炉室25、25’，余热依次流向第一预热炉室26、26’、第二预热炉室27、27’、第三预热炉室28、28’和第四预热炉室29、29，并从排烟架ER处排出；并通过测温测压架TPR测量进入第四预热炉室29、29 ’各火道102的气流温度和负压值，以便于调节排烟架ER处各火道102的烟气排出流量;通过零压架ZPR精确测量高温焙烧炉室22、22’上游各火道102的气流压力值，以便于调节鼓风架BR处送入各火道102的空气流量;通过冷却架CR调节该处各火道102的冷却风量，以便对其上、下游的各炉室进行冷却；
[0039]六、当一个火焰控制周期结束后，通过吊梁装置将火焰控制单元中的排烟架ER、测温测压架TPR、低温燃烧架HRl、中温燃烧架HR2、高温燃烧架HR3、零压架ZPR、鼓风架BR和冷却架CR均沿火焰移动方向向下游移动一个炉室，同时移动插板阀的位置;并将出熟块炉室12、12 ’各料箱101中冷却后的熟阳极出炉，将生阳极坯料装入预装生块炉室11、11’的各料箱1I中，使用填充料填充缝隙并覆盖生阳极坯料；
[0040]七、按照步骤五和步骤六的控制方式循环运行。
[0041 ]实际生产焙烧过程中，应使排烟架ER的支管烟气的温度控制在420°C?480°C ;并使零压架ZPR控制高温焙烧炉室22、22’上游各火道102的气流压力为-4?Opa之间。
[0042]采用本实用新型的铝电解用炭阳极的生产焙烧系统，具有以下有益效果:1)可以充分利用系统余热；2)升温曲线的火焰控制周期最低可控制到24小时，能大幅提高生产效率，实际应用表明，相比于传统的炭阳极焙烧系统可使生产效率提高15%以上;3)可有效降低燃料消耗，实现节能目的，实际应用表明，相比于传统的炭阳极焙烧系统单位产能可降低燃料消耗10?25% ;4)操作简单，相比于传统的炭阳极焙烧系统不需要改变太多的硬件生产条件，投运及管理难度小;5)可有效避免成品出现裂纹的现象，从而提高产品质量和成品率;6)排烟架ER支管烟气控制温度相比于传统的炭阳极焙烧系统降低了 70°C?130°C，可有效降低烟气后续净化处理系统的压力，并降低火灾事故发生的可能性。
[0043]以上实施例仅是对本实用新型优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型请求保护范围进行的限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域工程技术人员依据本实用新型的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种铝电解用炭阳极的生产焙烧系统，包括由多个炉室(I)组成的循环焙烧炉单元、由多种控制架组成的至少一套火焰控制单元、以及用于移动火焰控制单元中控制架的吊梁装置，每一个炉室(I)均包括并排设置的多个敞口料箱(101)，每一个料箱(101)的两侧均设有封闭的火道(102)且使相邻的两个料箱(101)之间只设置一条火道(102)，每条火道(102)的上侧壁上沿长度方向均设有均布的四个燃烧测量孔，燃烧测量孔连通火道(102)的内腔且设有封盖，相邻的两个炉室(I)之间设有隔墙(103)且使相邻炉室(I)的对应火道(102)穿过隔墙(103)相互连通，隔墙(103)中设有用于切断或开启相邻炉室(I)之间对应火道(102)的插板阀(104);每套火焰控制单元均包括排烟架ER、测温测压架TPR、低温燃烧架HR1、中温燃烧架HR2、高温燃烧架HR3、零压架ZPR、鼓风架BR和冷却架CR; 其特征在于:每套火焰控制单元在一个火焰控制周期内控制20个炉室(I)并在每个火焰控制周期结束后向前移动一个炉室;所述20个炉室(I)沿火焰移动方向从上游至下游依次为预装生块炉室(11)、出熟块炉室(12)、第一预出炉冷却炉室(13)、第二预出炉冷却炉室(14)、第一冷却炉室(15)、第二冷却炉室(16)、第三冷却炉室(17)、第四冷却炉室(18)、第五冷却炉室(19)、第六冷却炉室(20)、第七冷却炉室(21)、高温焙烧炉室(22)、升温炉室(23)、中温焙烧炉室(24)、低温焙烧炉室(25)、第一预热炉室(26)、第二预热炉室(27)、第三预热炉室(28)、第四预热炉室(29)和密封炉室(30);所述排烟架ER架设在第四预热炉室(29)的上侧且处于下游端，测温测压架TPR架设在第三预热炉室(28)的上侧且处于下游端，低温燃烧架HRl架设在第三焙烧炉室(25)的上侧中部，中温燃烧架HR2架设在第二培烧炉室(24)的上侧中部，高温燃烧架HR3架设在第一焙烧炉室(22)的上侧中部，零压架ZPR架设在第七冷却炉室(17)的上侧且处于下游端，鼓风架BR架设在第四冷却炉室(18)的上侧中部，冷却架CR架设在第一冷却炉室(15)的上侧中部。2.—种铝电解用炭阳极的生产焙烧系统，包括由多个炉室(I)组成的循环焙烧炉单元、由多种控制架组成的至少一套火焰控制单元、以及用于移动火焰控制单元中控制架的吊梁装置，每一个炉室(I)均包括并排设置的多个敞口料箱(101)，每一个料箱(101)的两侧均设有封闭的火道(102)且使相邻的两个料箱(101)之间只设置一条火道(102)，每条火道(102)的上侧壁上沿长度方向均设有均布的四个燃烧测量孔，燃烧测量孔连通火道(102)的内腔且设有封盖，相邻的两个炉室(I)之间设有隔墙(103)且使相邻炉室(I)的对应火道(102)穿过隔墙(103)相互连通，隔墙(103)中设有用于切断或开启相邻炉室(I)之间对应火道(102)的插板阀(104);每套火焰控制单元均包括排烟架ER、测温测压架TPR、低温燃烧架HRl、中温燃烧架HR2、高温燃烧架HR3、零压架ZPR、鼓风架BR和冷却架CR; 其特征在于:每套火焰控制单元在一个火焰控制周期内控制22个炉室(I)并在每个火焰控制周期结束后向前移动一个炉室;所述22个炉室(I)沿火焰移动方向从上游至下游依次为预装生块炉室(11’)、出熟块炉室(12’)、第一预出炉冷却炉室(13’)、第二预出炉冷却炉室(14’)、第一冷却炉室(15’)、第二冷却炉室(16’)、第三冷却炉室(17’)、第四冷却炉室(18’)、第五冷却炉室(19’)、第六冷却炉室(20’)、第七冷却炉室(21’)、第八冷却炉室(31’)、第九冷却炉室(32’)、高温焙烧炉室(22’)、升温炉室(23’)、中温焙烧炉室(24’)、低温焙烧炉室(25’)、第一预热炉室(26’)、第二预热炉室(27’)、第三预热炉室(28’)、第四预热炉室(29’)和密封炉室(30’)；所述排烟架ER架设在第四预热炉室(29’)的上侧且处于下游端，测温测压架TPR架设在第三预热炉室(28’)的上侧且处于下游端，低温燃烧架HRl架设在第三焙烧炉室(25 ’)的上侧中部，中温燃烧架HR2架设在第二培烧炉室(24’)的上侧中部，高温燃烧架HR3架设在第一焙烧炉室(22’)的上侧中部，零压架ZPR架设在第九冷却炉室(32’)的上侧且处于下游端，鼓风架BR架设在第五冷却炉室(19’)的上侧中部，冷却架CR架设在第一冷却炉室(15’)的上侧中部。3.按照权利要求1或2所述的一种铝电解用炭阳极的生产焙烧系统，其特征在于:所述排烟架ER用于控制各火道(102)的烟气流量和温度，并包括排烟支架、排烟总管以及两端分别与排烟总管和各火道(102)连通的多条排烟支管，各条排烟支管上均安装有烟气流量调节阀，排烟架控制部分设有负压变送器和测温热电偶;测温测压架TPR用于测量进入第四预热炉室(29、29’)的烟气温度与负压并包括测量支架以及设置于各火道(102)中的测温热电偶和测压传感器;所述低温燃烧架HRl、中温燃烧架HR2和高温燃烧架HR3分别包括燃烧支架、控制柜以及设置于各火道(102)中的测温热电偶和与火道相匹配的燃油或燃汽脉冲控制阀；零压架ZPR包括零压支架和设置于各火道(102)中的压力传感器，并使压力传感器与高温燃烧架HR3的控制柜连接;鼓风架BR用于调节各火道(102)的鼓风量，并包括鼓风支架和与各火道(102)连通的鼓风管，各鼓风管的入口处分别设有变频风机;冷却架CR用于调节各火道(102)的冷却风量，并包括冷却支架以及与各火道(102)连通的冷却风管，各冷却风管上设有恒速风机和调节阀。
【文档编号】F27D17/00GK205561528SQ201620128436
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年2月19日
【发明人】杨维平, 姜晓峰, 杨晓萌, 张利, 李尚佩, 刘敬山, 郭杨
【申请人】杨维平