专利名称：可利用挥发份的电煅烧炉及电煅烧方法
技术领域：
本发明涉及一种电煅烧设备及电煅烧方法，尤其是在电煅烧即普通煅烧或半石墨化过程中，可利用生石油焦或无烟煤中挥发份的电煅烧炉及电煅烧方法。
背景技术：
在碳素生产过程中，为提高铝用阴极炭块、冶金用增炭剂的质量，无烟煤、石油焦传统的方法都是用电阻式的电煅烧炉来完成。这种电煅烧炉在加热过程中物料将有6-12％或更多的挥发份排出，排出的挥发份由耐热管道引入空中燃掉排放。造成了能源的浪费和环境的污染。这种电煅烧炉的构造是下方的阴极是由电极糊自焙的，由于受被加热物料的重力作用，电极糊受热后变软产生形变甚至倒斜，所以这种电煅烧炉的工作电流经常发生偏流现象。并且这种电煅烧炉的炉壁较薄，电能损失较大。这种电煅烧炉采用圆盘机械下料的方法，由于物料的温度达1600℃以上，加之炉体直径大冷却困难，除了需要耗费大量的冷却水外，也使得圆盘机械常在400℃，甚至500℃以上的高温下运转，造成机械磨损增大、使用寿命短。圆盘机械结构复杂，维修、更换零件难度都较大。
传统的电煅烧炉上面的阳极是向预制的钢筒内填充电极糊构成的。这种阳极电阻大、导电率低，且钢筒在高温下熔化使煅烧料含铁量增高危及下一道工序的使用。钢筒内电极糊含有20％以上的沥青，由于靠炉一端的阳极受热的作用，使用时有挥发份逸出，使之污染环境。为了补充所消耗的电极，需将新制的钢筒与原来的钢筒相焊接，因此这种阳极使用时比较麻烦，不仅污染环境，而且降低产品的质量。传统的电煅烧炉上的阳极夹紧装置被设置在小料斗内的环形空间处，检修和更换电极不便。综上所述，研发新型电煅烧设备及掌握其电煅烧方法具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可利用挥发份的电煅烧炉及电煅烧方法，它使生石油焦或无烟煤的挥发份在电煅烧过程中加以利用，从而节约能源，减少环境污染。
解决上述技术问题本发明是这样实现的研发一种可利用挥发份的电煅烧炉，它包括阳极、阴极、炉体，炉体是由环型内炉墙、设置在环型内炉墙外周的能折流的环形烟道、能折流的环形烟道的外周设有环型保温外炉墙、设置在环型保温外炉墙内的预热空气通道构成，预热空气通道分别与能折流的环形烟道和外部大气相连通，能折流的环形烟道上设有与炉体的炉膛相通的挥发份逸出口。
所述的炉体的上端设有与炉体入料口相连接并与夹紧装置相脱离的小料斗，小料斗上方设有大料斗。
所述的阴极下面设有水冷钢支架，水冷钢支架和炉体的下方设有钢骨架。
所述的炉体排料口的下端设有冷却水套。
所述的冷却水套的上端与钢骨架相连接。
所述的阴极固定在水冷钢支架的上面。
所述能折流的环形烟道的下部设有烟气出口，烟气出口与外接烟囱或引风机连接。
所述的阳极和阴极是由石墨化或焙烧材料制成。
一种可利用挥发份的电煅烧方法，它包括下述工艺步骤生石油焦或无烟煤经入料口进入炉体的圆形炉膛内，电流通过炉膛内中心的生石油焦或无烟煤产生大量的电阻热的同时，生石油焦或无烟煤的自身也被加热并将热向四周传递扩散，随着温度升高石油焦或无烟煤释放大量的挥发份，由于受外接烟囱或引风机负压的作用，挥发份从挥发份逸出口进入能折流的环形烟道内与从预热空气通道进来的预热空气混合点燃后进行燃烧，不断燃烧所产生的高温烟气在能折流的环形烟道中运行，热量通过被加热的环型内炉墙传递给要煅烧的石油焦或无烟煤，生石油焦或无烟煤经过燃气热、电阻热共同加热变为合格的煅烧品后依靠自重的方法，冷却后经排料口排出。
本发明的优点和效果如下本发明由于采用上述结构和方法，使生石油焦、无烟煤或其它原料中可燃挥发份在电煅烧过程中加以利用从而节约电热能、减少了环境污染；采用石墨化或焙烧阳极和阴极的形式，解决了阳极对环境的污染、更换阳极的麻烦和阴极变形使电流偏流的问题；使电能最大限度的不通过炉墙面向外散失；将这种煅烧炉的炉体配置在钢骨架上的结构方式，配置灵活，投资省；本发明利用自重的排料结构和方法，省去了原有设备的圆盘机械下料装置，解决了下料装置寿命短和经常需要维修的问题；本发明采用环型内炉墙和环型保温外炉墙的双炉墙式结构，减少了电热向外的传递损失，起到了隔热作用，如果提高环型内炉墙的耐火度，可使炉温提高200℃以上；采用本发明的电煅烧炉可节约电能20-30％以上；本发明的电煅烧炉和电煅烧方法也可用于其它带有可燃挥发份物料的煅烧上。
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的侧视图。
图中，阳极1；大料斗2；挥发份逸出口3；能折流的环形烟道4；预热空气道5；冷却水套6；环型内炉墙7；阴极8；水冷钢支架9；环型保温外炉墙10；钢骨架11；导电母线12；烟气出口13；炉体14。
具体实施例方式
可利用挥发份的电煅烧炉，它的具体结构如下炉体14，阳极1和阴极8的一部分设置在炉体14的炉膛内。炉体14是由环型内炉墙7、设置在环型内炉墙7外周的能折流的环形烟道4、能折流的环形烟道4的外周设置的环型保温外炉墙10、设置在环型保温外炉墙10内的预热空气通道5构成。预热空气通道5的下端与外部大气相连通，预热空气通道5的上端与能折流的环形烟道4相连通，预热空气通道5将外部大气的空气提供给能折流的环形烟道4，能折流的环形烟道4的下部设有烟气出口13，能折流的环形烟道4的最下层的烟气出口13与外接烟囱或引风机相连接。能折流的环形烟道4上设有与炉体14的炉膛相通的挥发份逸出口3。炉体14的入料口连接有一小料斗，小料斗的上方设有两个大料斗2。阴极8的下面设有水冷钢支架9，水冷钢支架9和炉体14的下方设有钢骨架11。炉体14的排料口的下端设有冷却水套6。冷却水套6的上端与钢骨架11相连接。阴极8固定在水冷钢支架9的上面。带夹紧装置的导电母线12的一端与外部交流或直流供电系统连接，导电母线12的另一端靠与小料斗脱离的夹紧装置被固定在阳极1上，阴极8上也同样设有与外部交流或直流供电系统连接的导电母线。阴极8和阳极1是由石墨化或焙烧材料制成。
可利用挥发份的电煅烧方法，它使原料可燃挥发份在电煅烧过程中加以利用，它包括下述工艺步骤在大料斗2中的生石油焦或无烟煤经小料斗后再通过入料口进入圆形炉膛，带夹紧装置的导电母线12的一端与交流或直流供电系统连接，母线的另一端靠夹紧装置被固定在阳极1上，通电时母线、阳极将电流传送给炉膛中心的生石油焦或无烟煤等，称为电阻料，启动初期，电流通过炉内中心的生石油焦或无烟煤(初期时需混合少量的半石墨焦或无烟煤)产生大量电阻热的同时，生石油焦或无烟煤的自身也被加热并将热量向四周传递扩散，随着温度升高生石油焦或无烟煤释放大量的挥发份，由于受外接烟囱或引风机负压的作用，挥发份从挥发份逸出口3进入能折流的环形烟道4内，与从炉底部预热空气道5进来的预热空气混合后进行充分燃烧，不断燃烧所产生的1000℃以上的高温烟气在能折流的环形烟道中运行，热量通过被加热的环型内炉墙7传递给要煅烧的原料，生石油焦或无烟煤经过燃气热、电阻热共同加热成为合格的煅烧品后依靠自重的方法，经带有冷却水套6的排料口低温排到炉外。
由于大料斗2始终保持贮料状态，所以当冷却水套6的排料口向外排料时，依靠自重，大料斗2可以不断地向它下面的小料斗补充原料，以至使小料斗及炉膛内料位始终处于充满状态。
环型内炉墙7和环型保温外炉墙10的设计减少了电热向外的传递损失，起到了隔热作用，如果提高环型内炉墙7的耐火度可使炉温提高200℃以上。
因高温氧化作用，石墨化或焙烧材料制成的阳极在使用中是不断消耗的，为补充阳极，先打开母线夹紧装置，将新阳极吊起与原来阳极之间用螺旋连接，然后拧紧母线夹紧装置即可。为更换阳极和检修方便，母线夹紧装置与小料斗的环形空间脱离，被设置在小料斗的上方。本发明的阳极在使用中不会对环境造成污染。
本发明所叙述的电煅烧炉也可用于其它带有可燃挥发份物料的煅烧上。
权利要求
1.一种可利用挥发份的电煅烧炉，它包括阳极(1)、阴极(8)、炉体(14)，其特征在于炉体(14)是由环型内炉墙(7)、设置在环型内炉墙(7)外周的能折流的环形烟道(4)、能折流的环形烟道(4)的外周设有环型保温外炉墙(10)、设置在环型保温外炉墙(10)内的预热空气通道(5)构成，预热空气通道(5)分别与能折流的环形烟道(4)和外部大气相连通，能折流的环形烟道(4)上设有与炉体(14)的炉膛相通的挥发份逸出口(3)。
2.根据权利要求1所述的可利用挥发份的电煅烧炉，其特征在于所述的炉体(14)上端，入料口处设有与夹紧装置脱离的小料斗，小料斗上方设有大料斗(2)。
3.根据权利要求1或2所述的可利用挥发份的电煅烧炉，其特征在于所述的阴极(8)的下面设有水冷钢支架(9)，水冷钢支架(9)和炉体(14)的下方设有钢骨架(11)。
4.根据权利要求1或2所述的可利用挥发份的电煅烧炉，其特征在于所述的炉体(14)的排料口的下端设有冷却水套(6)。
5.根据权利要求4所述的可利用挥发份的电煅烧炉，其特征在于所述的冷却水套(6)的上端与钢骨架(11)相连接。
6.根据权利要求1所述的可利用挥发份的电煅烧炉，其特征在于所述的阴极(8)固定在水冷钢支架(9)的上面。
7.根据权利要求1所述的可利用挥发份的电煅烧炉，其特征在于所述能折流的环形烟道(4)的下部设有烟气出口(13)，烟气出口(13)与外接烟囱或引风机相连接。
8.根据权利要求1所述的可利用挥发份的电煅烧炉，其特征在于所述阳极(1)和阴极(8)是由石墨化或焙烧材料制成。
9.一种可利用挥发份的电煅烧方法，它包括下述工艺步骤生石油焦或无烟煤经入料口进入炉体的圆形炉膛内，电流通过炉膛内中心的生石油焦或无烟煤产生大量的电阻热的同时，生石油焦或无烟煤的自身也被加热并将热向四周传递扩散，随着温度升高石油焦或无烟煤释放大量的挥发份，由于受外接烟囱或引风机负压的作用，挥发份从挥发份逸出口(3)进入能折流的环形烟道(4)内与从预热空气通道(5)进来的预热空气混合进行燃烧，不断燃烧所产生的高温烟气在能折流的环形烟道(4)中运行，热量通过被加热的环型内炉墙(7)传递给要煅烧的石油焦或无烟煤，石油焦或无烟煤经过燃气热、电阻热共同加热变为合格的煅烧品后依靠自重的方法，经排料口排出。
全文摘要
本发明研发了在电煅烧即普通煅烧、半石墨化过程中可利用生石油焦或无烟煤中挥发份的电煅烧炉及电煅烧方法。它包括阳极、阴极、炉体，炉体是由环型内炉墙、设置在环型内炉墙外周的能折流的环形烟道、能折流的环形烟道的外周设有环型保温外炉墙、设置在环型保温外炉墙内的预热空气通道构成，预热空气通道分别与能折流的环形烟道和外部大气相连通，能折流的环形烟道上设有与炉体的炉膛相通的挥发份逸出口。本发明使生石油焦、无烟煤或其它原料中可燃挥发份在电煅烧过程中加以充分利用从而节约能源、减少环境污染。
文档编号F27B5/00GK1758005SQ20051004712
公开日2006年4月12日 申请日期2005年9月2日 优先权日2005年9月2日
发明者杨凯翔, 孙毅, 崔东生 申请人:沈阳铝镁设计研究院