专利名称：一种石油焦回转煅烧的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种石油焦煅烧方法和装置，特别是一种返烟式低氧弥散燃烧石油焦回转窑煅烧工艺和装置。
背景技术：
石油焦是铝电解用阳极和阴极生产的主要原料，石油焦的煅烧是炭素材料生产的主要工序之一。目前石油焦的煅烧主要有罐式炉、回转窑和水平旋转床煅烧炉三种工艺，回转窑工艺因具有生产连续、产能大、生产成本相对较低、操作调控较为容易，在生产规模较大的炭素生产企业得到了广泛应用。与罐式炉相比，其主要缺点是石油焦烧损严重，目前在12％以上，煅烧实收率低，约在72％左右，不利于阳极或阴极生产成本的降低，而水平旋转床煅烧炉占地面积较少，煅烧质量均匀，炭质损耗低于回转窑，但是设备结构比较复杂，投资大，因而采用这种煅烧设备的工厂较少。
低氧弥散燃烧技术是一种新型燃烧技术，其主要思想是采用燃烧后的高温烟气预热燃烧用的助燃空气，使其达到800℃以上，这样可在较低的过剩空气系数，即低氧气浓度下，使炉内在较大的空间范围内形成火焰充分燃烧，并维持较高的平均温度水平，因此称为低氧弥散燃烧，从而可提高燃烧效率、减少污染排放、降低设备能耗。石油焦煅烧窑内烧损高的主要原因是供入的风量多，使得窑内氧气浓度高，从而加速了石油焦的氧化烧损。在目前的工艺条件下，减少供入风量，窑内自热(主要靠石油焦的挥发物和被烧损物的燃烧)不够，煅烧温度上不去，会影响到煅烧质量和窑的产能，多供燃料，从而又造成燃料消耗的增加，也是得不偿失。
发明内容
为了保证窑内整体工作温度，又不增加燃料的消耗，本发明提供一种返烟式石油焦回转煅烧方法和装置。
本发明采用的装置将现有石油焦回转煅烧窑所排出高温烟气部分返回窑内，实现低氧弥散燃烧，这样既有利于保持窑内高温，又有利于降低窑内氧气浓度，从而减少石油焦的烧损率。本发明给出适合石油焦回转窑煅烧新方法所需的工艺参数条件，能提高回转窑单位产量，降低单位产品能耗。
本发明提出的石油焦回转窑煅烧新方法包括以下技术要点采用在原有石油焦回转煅烧窑窑尾沉灰室侧墙上开孔，通过连接合适尺寸的保温良好的烟道或烟管和高温风机，并设有烟气过滤网和调节阀板及旁通冷风调节管，将现有石油焦回转煅烧窑窑尾排出1000℃左右的高温烟气中的一部分输送到窑头，然后利用窑头原有的一次风管返回窑内，实现低氧弥散燃烧。
石油焦回转煅烧窑上的原有燃烧器和二次风、三次风供给系统，余热锅炉及排烟系统均保留，但二次风、三次风的喷吹方向均改为指向窑尾。
返烟量占窑尾烟气总量的30～50％，能根据炉内温度和窑的产能进行调整，二次风、三次风的风率根据石油焦原料的特性及窑的产能进行设计。对窑头、窑尾负压实行严格控制，窑头负压控制在-20～-5Pa，窑尾负压控制在-30～-20Pa附近。
本发明提出的石油焦回转煅烧方法，对现有石油焦回转煅烧窑系统的改造量较少，通过增加返烟装置，使窑内供给的总氧量减少，同时利用了窑尾高温烟气的余热，使窑内大部分区域处于低氧弥散燃烧，提高了煅烧区域的平均温度，从而可大幅度减少窑内的碳质烧损，提高实收率，同时还有利于提高煅烧窑的产能，降低产品能耗和生产成本。
图1为本发明系统结构示意图。
下面结构附图对本发明的具体实施方式
作详细的说明。
具体实施例方式
以目前常用的Φ2.2×45m规格的石油焦回转煅烧窑为例予以说明。此类煅烧窑目前台时产量为5.5t/h，煅烧时碳质烧损率约在12～15％，实收率约在72％左右；一次风率(含窑头漏风量)约为9000Nm3/h，二、三次风率分别约为1600Nm3/h和2000Nm3/h，窑尾烟气温度在1020℃左右，排烟量约为15000Nm3/h，烟气中可燃物含量大致在3％～4％之间，窑尾负压在-30Pa附近。
采用本发明对现有石油焦回转煅烧系统实施改造时，窑体4、下料管5、煤气喷口6、下料口7和一次风、二次风、三次风供给系统、余热锅炉及排烟系统等均维持不变，仅需要在原有石油焦回转煅烧窑窑尾沉灰室12侧墙上开孔，孔的位置在窑尾出口端13的上部，通过直径φ为700～1000mm的保温良好的烟道或烟管8和高温风机14，将现有石油焦回转煅烧窑窑尾排出高温烟气的一部分输送到窑头1，烟道或烟管8设有烟气过滤网11和调节阀板10及旁通冷风调节管15，再利用窑头原有的一次风管2返回窑内，并对二次风机3、三次风机9的风率进行调整，将其喷吹方向均改为指向窑尾，这样可使窑内供给的总氧量减少，同时也利用了窑尾高温烟气的余热(包括物理热和未燃烬的挥发物的化学热)，将使窑内大部分区域处于低氧弥散燃烧，煅烧区域平均温度水平得以提高，窑内流场和温度场组织将得以优化，从而可大幅度减少窑内的碳质烧损，提高实收率，同时因为煅烧段长度有所延长，这都有利于提高煅烧窑的产能，降低产品能耗和生产成本。
改造后主要工艺参数范围返烟量占窑尾烟气总量的30～50％，可以根据炉内温度和窑的产能进行调整，窑头负压控制在-20～-5Pa；碳质烧损率可控制在5％以下，实收率可达到80％以上，这二项指标与罐式炉工艺基本持平，但台时产能要比罐式炉大得多。
权利要求
1.一种石油焦回转煅烧方法，其特征在于将煅烧窑排出高温烟气的一部分返回窑内，实现低氧弥散燃烧。
2.根据权利要求1所述的石油焦回转煅烧方法，其特征在于用保温良好的烟道或烟管，将窑尾的高温烟气和窑头的一次风管连通，并将二次风口、三次风口的喷吹方向指向窑尾。
3.一种根据权利要求2所述的石油焦回转煅烧方法，其特征在于通过烟道或烟管的返烟量为窑尾烟气总量的30～50％，窑头的负压为-20～-5Pa，窑尾负压在-30～-20Pa。
4.一种根据权利要求1所述的石油焦回转煅烧装置，包括窑头、一次风口、二次风口、三次风口、窑体、下料管、煤气喷口、下料口、出口端和沉灰室，其特征在于在窑尾沉灰室侧墙上开孔，用烟道或烟管将窑尾的高温烟气和窑头的一次风口连通，烟道或烟管中设有烟气过滤网、调节阀板、旁通冷风调节管和高温风机。
5.根据权利要求4所述的石油焦回转煅烧装置，其特征在于窑尾沉灰室侧墙上的开孔位于出口端的上部，孔口的大小为φ700～1000mm。
全文摘要
一种石油焦回转煅烧方法和装置，由窑头、窑体、下料管、煤气喷口、下料口、出口端和沉灰室等组成，本发明在窑尾沉灰室侧墙上开孔，用保温良好的烟道或烟管，将窑尾的高温烟气和窑头的一次风管连通，烟道或烟管中设有烟气过滤网、调节阀板、旁通冷风调节管和高温风机，二次风口、三次风口的喷吹方向指向窑尾。通过烟道或烟管的返烟量为窑尾烟气总量的30～50％，窑头的负压为－20～－5Pa，窑尾负压在－30～－20Pa。该装置和方法能大幅度减少窑内的碳质烧损，提高实收率和煅烧窑的产能，降低产品能耗和生产成本。
文档编号C10B53/00GK1868866SQ200510031610
公开日2006年11月29日 申请日期2005年5月26日 优先权日2005年5月26日
发明者周乃君, 周萍, 刘朝东 申请人:中南大学