CN102628647A - 煅烧石油焦的隧道窑及用隧道窑煅烧石油焦的方法 - Google Patents

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Abstract

煅烧石油焦的隧道窑及用隧道窑煅烧石油焦的方法，在窑两端设有自动门，窑内设自动内门，窑内设有依次扩宽和依次缩窄的隧道台阶，窑外设有与挥发区和升温区、高温区分别连通煤气风机，石油焦原料装在钵具内，由窑车载入隧道窑，经预热段、煅烧段、冷却段出窑，预热段脱水处理后进入煅烧段，在升温区、高温区、高温恒温区煅烧时间为320～640分钟，其中高温区温度范围1050～1600℃，煅烧段负压5～10Pa，达到煅烧温度后升温区和高温区分别引入挥发区的原料挥发气体，天燃气与风量比为1∶3，挥发区煅烧时间为80～160分钟。使用本发明能提高产品的性能，为生产高功率和超高功率石墨电极提供优质原料，能节省能源，生产成本低。

Description

煅烧石油焦的隧道窑及用隧道窑煅烧石油焦的方法
技术领域
本发明涉及一种煅烧石油焦的隧道窑及用隧道窑煅烧石油焦的方法。
背景技术
生产高功率和超高功率石墨电极所用的石油焦质量很高，要求石油焦的真密度在2.09g/cm3以上，电阻率小于400μΩm，目前采用罐式煅烧炉煅烧的石油焦性能指标只能满足生产普通石墨电极的要求，而采用现有的隧道窑及其煅烧石油焦的工艺方法，虽然提高了产品的性能，能满足生产高功率石墨电极的要求，但耗能大，产量低，产品的性能指标提高有限。
发明内容
本发明的目的是提供一种煅烧石油焦的隧道窑及用隧道窑煅烧石油焦的方法，使用本发明能提高产品的性能，为生产高功率和超高功率石墨电极提供优质原料，能节省能源，降低生产成本。
本发明的技术方案是：煅烧石油焦的隧道窑，包括窑体，窑体内依次为预热段、煅烧段、冷却段，窑体两端设有自动门，其特征在于：煅烧段由挥发区、过渡区、升温区、高温区、高温恒温区组成，冷却段由低温恒温区、冷却区、窑尾冷却区组成，挥发区、高温区、高温恒温区的入口部设有依次扩宽的隧道台阶，冷却区、窑尾冷却区的入口部设有依次缩窄的隧道台阶，预热段与挥发区之间设有自动内门，窑外设有煤气风机，煤气风机的进气管与挥发区连通，煤气风机的出气管与升温区和高温区分别连通。
用本发明所述的隧道窑煅烧石油焦的方法是：将石油焦原料装在钵具内，由窑车载入隧道窑，经预热段、煅烧段、冷却段出窑，窑车行进速度20～40分钟 /车，其特征在于：
⑴、预热段温度为200～400℃，压力为负压30～40pa，在预热段实现脱水处理后进入煅烧段，石油焦原料挥发的潮气由烟囱排出；     
⑵、窑内以天燃气为燃料，天燃气与风量比为1：3，煅烧段负压5～10pa，石油焦原料在煅烧段的挥发区煅烧时间为80～160分钟；在升温区、高温区、高温恒温区煅烧时间为320～640分钟；其中高温区煅烧温度1050～1600℃，达到煅烧温度后将挥发区石油焦原料挥发出的气体引入到升温区和高温区参与燃烧。
经本发明煅烧后的石油焦提高了产品的性能，碳含量达到99%以上，真密度为2.12-2.14g/cm3，电阻率为360-390μΩm，体积收缩率30-50%，由于密度增加，抗压强度比煅前提高30%左右，由于密度增加，空隙率减少，提高了原料的抗氧化能力，因而提高了化学稳定性。本发明的产品经吉林松江炭素厂做电极接头试验，试验过程由原二浸三烧改为一浸二烧获得成功，每吨节省成本1500元。二浸三烧是指二次浸沥青，三次石墨化焙烧，二浸三烧的目的是为了增加电极的体积密度、减小孔隙率，提高真密度，由于本发明煅后的石油焦其体积密度大，孔隙率低，真密度高，所以减少了一道加工程序后电极接头产品质量达到技术要求。
生产过程中，对窑内各段温度、压力、煅烧时间的合理控制是提高产品性能的重要因素，本技术通过隧道不等宽的设计，使高温区、恒温区空间大，两侧的空间阶梯式缩小，适应了燃烧特性和各段不同的工艺要求，高温向两侧扩散减速、减量，有利于稳定煅烧段的保温、保压的效果。预热段与升温区之间设置了自动内门，因该自动内门与入口门不同时开关，与出口门较远，所以窑内温度不能直接与外界温度交换，有利于窑内保温、保压、节能。本技术在预热段实现脱水处理然后进入煅烧段，生产连续性，节能又提高生产效率；本技术使用了1：3的最佳天燃气与风量比进行燃烧，燃烧充分；本技术设置了挥发区，不但能使挥发物再利用，还增加了进入高温区的过渡时间；石油焦原料在各段较为稳定均衡的设定温度环境下和合理的负压控制下煅烧，水份、灰分、挥发份持续抽出、体积持续收缩，完成碳化，降低挥发份至最少程度，因此提高了产品纯度和密度。
本发明煅后的石油焦经中钢集团吉林炭素股份有限公司检测实验室2011年3月7日检验，检验结果如表1，本检验结果证明本发明产品主要技术指标达到生产高功率和超高功率石墨电极用原料的要求。
表1
项目 单位 结果 检验标准
灰分 %（质量分数） 0.12 GB/T1429-2009
挥发份 %（质量分数） 0.28 YB/T5189-2007
真密度 g/ cm3 2.13 GB/T24203-2009
电阻率 μΩm 397 YB/T035-1992
硫 %（质量分数） 0.40 Q/JTIQI12-1402
表2是本发明煅后的石油焦与常用焦、进口针焦分析结果对照表，表2说明本发明的煅后焦比进口针焦质量好。
表2
名称 灰分% 挥发份% 水分% 硫分% 真密度/cm3 粉末电阻率μΩm
本技术的煅后焦 0.12 0.28 0.1 0.4 2.13 397
常用煅后焦 0.40 0.32 0.1 0.38 2.08 469
进口针焦 0.16 0.29 0.1 0.4 2.14 590
本发明将石油焦原料升温时挥发出的油气抽出再利用，节省了燃料，又清洁环保；冷却段采用水冷换热，风冷降温，冷却水管的出口与供热系统的锅炉连接，因带余热水进入锅炉，为供热系统节省了大量的能源。
附图说明
图1是本发明隧道窑隧道宽度结构示意图。
图2是隧道窑内各煅区分部示意图。
图3是本发明隧道窑预热、升温、冷却系统示意图。
图中1进气管、2煤气风机、3出气管、4预热段、5挥发区、6过渡区、7升温区、8高温区、9高温恒温区、10低温恒温区、11冷却区、12窑尾冷却区、13入口自动门、14自动内门、15-16-17扩宽的隧道台阶、18-19缩窄的隧道台阶、20出口自动门、21冷却水管、22却水管的出口、23鼓风机，24冷却风管。
具体实施方式
煅烧石油焦的隧道窑，隧道窑前端设有入口自动门13，后端设有出口自动门20，窑体内依次为预热段、煅烧段、冷却段，预热段4的后端设有自动内门14，因为窑车进门时，入口自动门13打开，自动内门14为关闭状态，窑车通过自动内门时，入口门为关闭状态，两道门能防止窑内外连通，自动内门增加了隧道窑的保温性。隧道窑的煅烧段包括挥发区5、过渡区6、升温区7、高温区8、高温恒温区9，隧道窑的冷却段包括低温恒温区10、冷却区11、窑尾冷却区12。本技术在挥发区5、高温区8、高温恒温区9的入口部设有依次扩宽的隧道台阶15、16、17，在冷却区、窑尾冷却区的入口部设有依次缩窄的隧道台阶18、19，隧道的宽、窄结构适应了煅烧的特性，因为高温区、高温恒温区是燃料供应最充足、燃烧温度最高的区域，高温区、高温恒温区的空间设计满足了充分煅烧的工艺条件，高温向两侧扩散，其一侧为升温区，另一侧是降温区，两侧的空间变小了，即满足了升温或降温的工艺条件，又有利于各段特别是高温区、高温恒温区的保温、保压效果，节省了能源。窑外设有煤气风机2，煤气风机的进气管1与挥发区5连通，煤气风机的出气管3与升温区7和高温区8分别连通。冷却段的低温恒温区10设有冷却水管21，冷却水管的入口与供冷水系统连接，水冷却水管的出口22与供热系统的锅炉连接，冷却段的冷却区、窑尾冷却区设有冷却风管24，冷却风管与鼓风机23连接。
煅烧石油焦的方法是：将石油焦原料装在钵具内，由窑车载入隧道窑，经预热段、煅烧段、冷却段出窑，窑车行进速度20～40分钟 /车。
窑车在预热段，预热段温度设为200-400℃，预热段压力为负压30-40pa，石油焦原料产生的潮气由烟囱排出，预热段排除水分和部分挥发份，脱水处理后进入煅烧段，生产连续性提高了生产效率。
窑车在煅烧段，以天燃气为燃料，由燃气系统、配风系统，配量燃烧，天燃气与风量比为1：3，石油焦原料在挥发区煅烧时间为80～160分钟，升温区、高温区、高温恒温区，煅烧时间为320～640分钟，煅烧温度根据制品不同进行调整，高温区煅烧温度范围在1050～1600℃，负压范围在5-10pa；当高温区达到煅烧温度后就启动煤气风机，通过风管导出挥发区石油焦原料挥发出的挥发份到升温区和高温区，挥发份的油气参与燃烧，获得了节能环保的效果。
窑车离开煅烧段进入冷却段，通过冷却水管换热后的热水进入锅炉，能为供热系统节省能源；冷却段的冷却区、窑尾冷却区的冷却风管与鼓风机连接，通过冷却风降温，冷却风由排风口排出带出热量，冷却段负压为20-40pa，然后出窑。
本技术的燃料供应系统、供风系统和控制系统均为已有技术，温度、负压、时间由系统自动控制。

Claims (2)

1.煅烧石油焦的隧道窑，包括窑体，窑体内依次为预热段、煅烧段、冷却段，窑体两端设有自动门，其特征在于：煅烧段由挥发区、过渡区、升温区、高温区、高温恒温区组成，冷却段由低温恒温区、冷却区、窑尾冷却区组成，挥发区、高温区、高温恒温区的入口部设有依次扩宽的隧道台阶，冷却区、窑尾冷却区的入口部设有依次缩窄的隧道台阶，预热段与挥发区之间设有自动内门，窑外设有煤气风机，煤气风机的进气管与挥发区连通，煤气风机的出气管与升温区和高温区分别连通。
2.用本发明所述的隧道窑煅烧石油焦的方法是：将石油焦原料装在钵具内，由窑车载入隧道窑，经预热段、煅烧段、冷却段出窑，窑车行进速度20～40分钟 /车，其特征在于：
⑴、预热段温度为200～400℃，压力为负压30～40pa，在预热段实现脱水处理后进入煅烧段，石油焦原料挥发的潮气由烟囱排出；     
⑵、窑内以天燃气为燃料，天燃气与风量比为1：3，煅烧段负压5～10pa，石油焦原料在煅烧段的挥发区煅烧时间为80～160分钟；在升温区、高温区、高温恒温区煅烧时间为320～640分钟；其中高温区煅烧温度1050～1600℃，达到煅烧温度后将挥发区石油焦原料挥发出的气体引入到升温区和高温区，使挥发出的气体参与燃烧。
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