CN112097467B - 一种密封移动式生焦干燥工艺方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种密封移动式生焦干燥工艺方法及系统，包括如下：可调燃烧装置的入口分别连接燃气管道和助燃风机的出口，燃料和一次风通过可调燃烧装置产生高温烟气；高温烟气在热风装置中与二次风混合，产生200～300℃的中低温烟气；利用中低温烟气与湿生焦在竖式干燥窑中进行逆流直接换热；换热后的废气通过除尘器净化后由烟囱放空；成品生焦则通过输送装置运送出去。热风装置可以为本工艺提供200～300℃的中低温烟气，为竖式干燥窑提供安全的干燥温度，防止焦粉过热燃烧。通过控制系统，各设备的生产信息可以实现互联互通，实现安全、可靠的自动运行，现场可无人值守，干燥效果好、可调节好、运行维护简单、设备故障检修率低、环境污染小。

Description

一种密封移动式生焦干燥工艺方法及系统
技术领域
本发明涉及针状焦及电池负极材料的生产设备技术领域，特别涉及一种密封移动式生焦干燥工艺方法及系统。
背景技术
针状焦是制造高功率和超高功率电极的优质材料，用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许的电流密度大等优点。在冶炼工业中可提高冶炼效率3倍，电耗量下降30％，电极消耗速度降低30％，具有广阔的市场前景。近些年针状焦生焦成为一种电池负极材料的原料，市场需求量日益增大。
随着钢铁企业逐渐摆脱低迷状态以及电炉炼钢技术迅速发展，带动了以针状焦为主要原料的石墨电极市场迅速回暖，超高功率石墨电极价格节节攀升，针状焦需求量迅速增加。到2017中国针状焦市场总供给量为32.3万吨，国产针状焦15.3万吨，进口针状焦为17万吨。截止到2018年8月，中国已经新增扩建针状焦产能高达75万吨，预计2018中国针状焦市场总供给量还将进一步快速增长。
生焦作为针状焦生产工艺中的中间产品，其干燥效果不仅对后续的煅烧工序的能源消耗产生影响，而且直接影响针状焦的最终品质。同时，用于电池负极原料的生焦，要求水分低于1％。目前，国内针状焦生产企业主要采用回转窑干燥生焦，回转窑具有生产能力大、流体阻力小的优点，但缺点也十分明显，包括：设备体积庞大、一次性投资大、占地面积大、填充系数小、热损失大、故障检修率高、热能利用率低，干燥水分较高等缺点。因此，为了适应针状焦行业快速发展的需要，有必要开发一种节能、环保、经济、维护方便的生焦干燥装置。
发明内容
为了解决背景技术提出的技术问题，本发明提供一种密封移动式生焦干燥工艺方法及系统，以热风装置产生的中低温烟气为主要热源，对湿生焦进行干燥，这样的生焦干燥系统既节约了能源、又安全环保，同时也降低了成本。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种密封移动式生焦干燥工艺方法，包括如下：
1)可调燃烧装置的入口分别连接燃气管道和助燃风机的出口，燃料和一次风通过可调燃烧装置产生高温烟气；
2)高温烟气在热风装置中与二次风混合，产生200～300℃的中低温烟气；
3)利用中低温烟气与湿生焦在竖式干燥窑中进行逆流直接换热；
4)换热后的废气通过除尘器净化后由烟囱放空；
5)成品生焦则通过输送装置运送出去。
进一步地，所述方法具体包括如下：
1)竖式干燥窑外形设计为圆筒型，竖式干燥窑内部设置齿辊卸料器，湿生焦由上至下，由窑体上部料斗进入窑内，中低温烟气由下至上逆流直接换热；中低温烟气从齿辊卸料器下方进入窑内，湿生焦在齿辊卸料器上方与中低温烟气均匀接触换热；
2)竖式干燥窑下部设计为双曲线料斗，被加热的湿料在双曲线料斗中停留，降温及蒸发水分；最后通过节流阀排入螺旋输送机，通过螺旋输送机及斗提机送入预存料仓，最后通过包装机打包外运；
3)中低温烟气在竖式干燥窑内放热后，排出至布袋除尘器一进行除尘净化，使废气排放达到环保要求，再由引风机排出至烟囱放空；皮带下料口，斗提机至中间仓、包装机出料口等扬尘点，通过布袋除尘器二进行收集，再由烟囱放空。
进一步地，所述方法还包括：通过采集的生焦干燥工艺内的各种技术参数，来调整各设备的工作状态，控制整个生焦干燥工艺的稳定运行；所述的技术参数包括：煤气流量、助燃风流量、煤气管道压力、热风装置压力、干燥窑顶部压力、引风机入口压力、高温烟气温度、中低温烟气温度、废气温度、窑内物料温度、出料温度、燃烧装置前煤气管道流量电动调节阀阀位、顶部料仓料位、双曲线料斗料位、中间料仓料位、助燃风机电机频率、二次风机电机频率、螺旋给料机电机频率、引风机电机频率、齿辊卸料器限位。
进一步地，所述方法包括以下步骤：
1)启动胶带定量给料机，设定上料量，为竖式干燥窑上料，将竖式干燥窑顶部料斗加至生产料位，停止胶带定量给料机；
2)启动引风机，调节引风机频率，保证热风装置处于负压状态；
3)启动助燃风机，分别开启一次风管道阀门及煤气管路电动调节阀，点燃可调燃烧装置，调节进风量及煤气量，使风量与煤气量达到合理配比，空气过量系数在1.05～1.1之间；同时调节引风机频率，使热风装置内维持微负压；
3)开启二次风机，通过调节二次保证热风装置出口烟气温度在200～300℃之间；同时调节引风机频率，维持热风装置内负压在微负压；
4)待中低温烟气温度、压力稳定后，将窑内湿料预热；当物料预热到120～150℃时，开启胶带定量给料机；当顶部料位到达卸料位时，齿辊卸料器启动卸料，热料排放到底部锥斗；热料在底部锥斗降温并蒸发水分，当底部料斗料位达到高料位时，依次开启斗提机、螺旋输送机向预存料仓上料；当底部料斗料位达到低料位时，依次停止螺旋输送机、斗提机，停止排料；
5)干燥窑运行稳定后，可根据中间料仓料位操作包装机进行包装转运；
6)根据干燥效果，配合调整可调燃烧装置的燃料供给量、助燃风机和二次风机运行频率。
实现所述的一种密封移动式生焦干燥工艺方法的系统，包括：胶带定量给料机、皮带输送机、一次风机、二次风机、可调燃烧装置、热风装置、竖式干燥窑、螺旋输送机、斗式提升机、中间料仓、包装机、叉车、布袋除尘器一、引风机、烟囱、布袋除尘器二、料斗、进料阀、导料管、填料密封箱、窑体、分料器、齿滚卸料器、环形进烟口、双曲线锥斗、节流阀；燃料通过煤气总管道连接可调燃烧装置，煤气总管道设有燃气流量电动调节阀；助燃风机通过管道连接可调燃烧装置，助燃风管道设有一次风流量检测；燃料和助燃风通过可调燃烧装置产生700-900℃高温烟气，送入热风装置内，二次风机通过管道连接热风装置，通过变频器调节二次风机频率来调节二次风风量；在热风装置内，高温烟气与二次风混合后得到200～300℃的中低温烟气；中低温烟气通过管道输送至竖式干燥窑下部，进入窑内与湿生焦进行直接逆流换热，换热后产生的废气，由连接在竖式干燥窑顶部的废气总管道排出，废气总管道另一端连接布袋除尘器一，将废气净化除尘；布袋除尘器一通过管道连接引风机，废气经管道由引风机排出至烟囱放空。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
热风装置可以为本工艺提供200～300℃的中低温烟气，为竖式干燥窑提供安全的干燥温度，防止焦粉过热燃烧。通过移动式生焦干燥工艺的控制系统，各设备的生产信息可以实现互联互通，实现安全、可靠的自动运行，现场可无人值守。本发明提出的一种移动式生焦干燥工艺，属国内首创生焦干燥工艺，干燥效果好、可调节好、运行维护简单、设备故障检修率低、环境污染小。总体来说，本发明具有工艺简单、应用效果好、占地面积小、一次投资少、投资回收期短、环境污染小的优点。
附图说明
图1本发明的一种利用二次风热风装置对生焦进行干燥的装置的结构图；
图2为本发明一种密封移动式生焦干燥工艺及系统控制原理图。
图中：1-胶带定量给料机 2-皮带输送机机 3-助燃风机 4-二次风机 5-可调燃烧装置 6-热风装置 7-下料阀 8-顶部料仓 9-竖式干燥窑 10-导料 11-分料器 12-齿辊卸料器 13-双曲线料斗 14-环形进风口 15-节流阀 16-螺旋输送机 17-斗式提升机 18-除尘器一 19-主引风机 20-中间料仓 21-除尘器二 21-除尘引风机 23-包装机24-布烟囱25-叉车。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，本发明所述一种密封移动式生焦干燥工艺，燃料和助燃风通过可调燃烧装置5产生高温烟气，高温烟气在热风装置6中与二次风机4送入二次冷风混合，产生200～300℃的中低温烟气，利用中低温烟气与湿生焦在竖式干燥窑9中进行逆流直接换热，换热后的废气通过除尘器净化后由烟囱24放空，成品生焦则通过包装机23打包由叉车25运送出去。
如图1所示，本发明所述一种密封移动式生焦干燥工艺，具体包括如下步骤：
1)启动胶带定量给料机1，含水率8％～12％的湿生焦通过皮带输送机2按一定量均速送到顶部料仓8，物料通过导料管10，分料器11，均匀布置在齿辊卸料器12上。将顶部料仓8加至生产料位，停止胶带定量给料机1，皮带输送机2空载运行。
2)启动主引风机19，调节主引风机频率，保证热风装置6处于微负压状态。
3)启动助燃风机3，分别开启助燃风管道阀门和煤气管路电动调节阀，点燃可调燃烧装置5，燃料和一次风通过可调燃烧装置5产生高温烟气。
4)开启二次风机4，高温烟气在热风装置6中与二次风机4送入二次冷风混合，产生200～300℃的中低温烟气。
5)开启竖式干燥窑9的下料阀7，湿生焦由上至下，由窑体上部料斗8进入窑内，中低温烟气由下至上，从窑体下部环形进风口14进入窑内，湿生焦与中低温烟气在窑内进行逆流直接换热，最终得到含水率小于1％的成品生焦。
6)待中低温烟气温度、压力稳定后，依次开启斗式提升机17、螺旋输送机16、胶带定量给料机1，当顶部料仓8料位达到排料位时，齿辊卸料器12开始转动排料。中低温烟气换热后的废气，排出至布袋除尘器一18进行除尘净化，使废气排放达到环保要求，再由主引风机19排出至烟囱24放空。各扬尘点扬尘由除尘器二21收集，经除尘引风机22排出至烟囱24放空。
7)干燥窑运行稳定后，根据中间料仓20存料情况操作包装机23进行包装转运。
8)根据生焦干燥效果，配合调整可调燃烧装置5的燃料供给量、助燃风机3频率、二次风机4频率、主引风机19频率等参数，调节热风温度、热风流量，并使热风装置始终处于负压状态。
用于实现所述工艺的一种密封移动式生焦干燥系统，主要设备包括：胶带定量给料机1、皮带输送机机2、助燃风机3、二次风机4、可调燃烧装置5、热风装置6、下料阀7、顶部料仓8、竖式干燥窑9、导料管10、分料器11、齿辊卸料器12、双曲线料斗13、环形进风口14、节流阀15、螺旋输送机16、斗式提升机17、除尘器一18、主引风机19、中间料仓20、除尘器二21、除尘引风机22、包装机23、布烟囱24、叉车25。
图2中：燃烧装置前煤气管道流量气动调节阀M1、助燃风机变频M2、二次风机变频M3、主引风机变频M4、螺旋输送机变频M5、煤气流量F1、助燃空气流量F2、齿辊卸料器限位S1、热风装置燃烧室温度T1、热风装置出口温度T2、干燥窑温度T3、排烟温度T4、排料温度T5、顶部料仓料位料位LW1、双曲线料斗料位LW2LW3、中间仓料位LW4、煤气压力P1、热风装置压力P2、干燥装置入口热风压力P3、干燥窑顶部压力P4、引风机入口压力P5。其中煤气流量和助燃风流量与助燃风机3频率联锁，顶部料仓8料位与齿辊卸料器12联锁，双曲线料斗13料位与螺旋给料机16及斗提机17联锁，中间仓20料位与包装机23联锁，主引风机19与热风装置6压力联锁。
燃料通过煤气总管道连接可调燃烧装置5，煤气总管道设有燃气流量气动调节阀M1。助燃风机3通过管道连接可调燃烧装置5，助燃风机3为变频调节，通过改变风机频率调节风量。燃料和助燃风通过可调燃烧装置5产生高温烟气，送入热风装置6内，二次风机4通过管道连接热风装置6，二次风机4为变频调节，通过改变风机频率调节风量。在热风装置6内，高温烟气与二次风混合后得到200～300℃的中低温烟气。中低温烟气通过管道输送至竖式干燥窑9下部，通过环形进风口14进入窑内与湿生焦进行直接逆流换热，换热后产生的废气，由连接在竖式干燥窑9顶部的废气总管排出，废气总管道另一端连接布袋除尘器一18，将废气净化除尘。布袋除尘器一18通过管道连接主引风机19，废气经管道由主引风机19排出至烟囱24放空。几个下料点的扬尘由除尘器二21收集，由除尘引风机22排出至烟囱24放空。
胶带定量给料机1将湿生焦卸放至皮带输送机2，皮带输送机2匀速将湿生焦运送至顶部料仓8内，湿生焦经进料阀7进入导料管10，通过导料管10落至分料器11上，分料器11使湿生焦均匀布置在窑内，竖式干燥窑9下部的齿滚卸料器12控制出料速度并松散物料防止堵塞窑体，物料在双曲线料斗13中停留，蒸发水分并降温后，通过节流阀15，送入螺旋输送机16，螺旋输送机16将成品生焦输送至斗式提升机17中，斗式提升机17连接中间料仓20顶部进料口，将成品送入中间料仓20内，中间料仓20底部出料口连接包装机23，成品生焦包装成袋后，通过叉车25外运或码垛。
参考图1图2，本发明与回转窑式生焦干燥工艺相比，具体如下优点：
1)本发明将生焦干燥工艺中的热源产生装置与生焦干燥装置分离，通过采集的二者的各种技术参数，来调整二者的工作状态，使两种装置联合运行稳定且高效。避免了回转窑式生焦干燥工艺的热源产生装置与生焦干燥装置不分离，且不能根据生产情况相互配合本发明的密封移动式生焦干燥工艺全部采用密闭式装置，装置之间紧密连接，避免了回转窑式生焦干燥工艺漏风严重，污染环境的问题。
2)本发明的密封移动式生焦干燥工艺的热源产生装置与生焦干燥装置分离，竖式干燥窑内不需要布置耐火材料，避免了回转窑式生焦干燥工艺长时间运行造成耐火材料脱落，混入生焦中造成难以分开的问题。
3)本发明采用了齿辊卸料器控制料流速度，松散物料，使物料均匀受热，提高了产品干燥质量。
4)本发明采用不同于回转窑的竖式干燥装置，该装置具有密封好，热量利用充分，系统散热小，窑内既有气体与固体之间的传热，也有物料之间的传热。在竖式干燥装置中，物料在双曲线料斗中充分蒸发水分，同时降低温度，排料时温度仅为60～80℃，物料带走的显热低于回转窑系统，同时，由于加热气体温度可以调节控制，控制排烟温度在100～130℃以下，烟气带走的热量小于回转窑系统。由于系统密封性好，散热较低，所以，与回转窑干燥系统相比，整体节能效果明显。
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

Claims (4)

1.一种密封移动式生焦干燥工艺方法，其特征在于，包括如下：
1）可调燃烧装置的入口分别连接燃气管道和助燃风机的出口，燃料和一次风通过可调燃烧装置产生高温烟气；
2）高温烟气在热风装置中与二次风混合，产生200～300℃的中低温烟气；
3）利用中低温烟气与湿生焦在竖式干燥窑中进行逆流直接换热；
4）换热后的废气通过除尘器净化后由烟囱放空；
5）成品生焦则通过输送装置运送出去；
具体包括如下：
1）竖式干燥窑外形设计为圆筒型，竖式干燥窑内部设置齿辊卸料器，湿生焦由上至下，由窑体上部料斗进入窑内，中低温烟气由下至上逆流直接换热；中低温烟气从齿辊卸料器下方进入窑内，湿生焦在齿辊卸料器上方与中低温烟气均匀接触换热；
2）竖式干燥窑下部设计为双曲线料斗，被加热的湿料在双曲线料斗中停留，降温及蒸发水分；最后通过节流阀排入螺旋输送机，通过螺旋输送机及斗提机送入预存料仓，最后通过包装机打包外运；
3）中低温烟气在竖式干燥窑内放热后，排出至布袋除尘器一进行除尘净化，使废气排放达到环保要求，再由引风机排出至烟囱放空；皮带下料口，斗提机至中间仓、包装机出料口扬尘点，通过布袋除尘器二进行收集，再由烟囱放空。
2.根据权利要求1所述的一种密封移动式生焦干燥工艺方法，其特征在于，还包括：通过采集的生焦干燥工艺内的各种技术参数，来调整各设备的工作状态，控制整个生焦干燥工艺的稳定运行；所述的技术参数包括：煤气流量、助燃风流量、煤气管道压力、热风装置压力、干燥窑顶部压力、引风机入口压力、高温烟气温度、中低温烟气温度、废气温度、窑内物料温度、出料温度、燃烧装置前煤气管道流量电动调节阀阀位、顶部料仓料位、双曲线料斗料位、中间料仓料位、助燃风机电机频率、二次风机电机频率、螺旋给料机电机频率、引风机电机频率、齿辊卸料器限位。
3.根据权利要求1所述的一种密封移动式生焦干燥工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）启动胶带定量给料机，设定上料量，为竖式干燥窑上料，将竖式干燥窑顶部料斗加至生产料位，停止胶带定量给料机；
2）启动引风机，调节引风机频率，保证热风装置处于负压状态；
3）启动助燃风机，分别开启一次风管道阀门及煤气管路电动调节阀，点燃可调燃烧装置，调节进风量及煤气量，使风量与煤气量达到合理配比，空气过量系数在1.05～1.1之间；同时调节引风机频率，使热风装置内维持微负压；
3）开启二次风机，通过调节二次保证热风装置出口烟气温度在200～300℃之间；同时调节引风机频率，维持热风装置内负压在微负压；
4）待中低温烟气温度、压力稳定后，将窑内湿料预热；当物料预热到120～150℃时，开启胶带定量给料机；当顶部料位到达卸料位时，齿辊卸料器启动卸料，热料排放到底部锥斗；热料在底部锥斗降温并蒸发水分，当底部料斗料位达到高料位时，依次开启斗提机、螺旋输送机向预存料仓上料；当底部料斗料位达到低料位时，依次停止螺旋输送机、斗提机，停止排料；
5）干燥窑运行稳定后，可根据中间料仓料位操作包装机进行包装转运；
6）根据干燥效果，配合调整可调燃烧装置的燃料供给量、助燃风机和二次风机运行频率。
4.用于实现权利要求1所述的一种密封移动式生焦干燥工艺方法的系统，其特征在于，包括：胶带定量给料机、皮带输送机、一次风机、二次风机、可调燃烧装置、热风装置、竖式干燥窑、螺旋输送机、斗式提升机、中间料仓、包装机、叉车、布袋除尘器一、引风机、烟囱、布袋除尘器二、料斗、进料阀、导料管、填料密封箱、窑体、分料器、齿滚卸料器、环形进烟口、双曲线锥斗、节流阀；
燃料通过煤气总管道连接可调燃烧装置，煤气总管道设有燃气流量电动调节阀；助燃风机通过管道连接可调燃烧装置，助燃风管道设有一次风流量检测；燃料和助燃风通过可调燃烧装置产生700～900℃高温烟气，送入热风装置内，二次风机通过管道连接热风装置，通过变频器调节二次风机频率来调节二次风风量；在热风装置内，高温烟气与二次风混合后得到200～300℃的中低温烟气；中低温烟气通过管道输送至竖式干燥窑下部，进入窑内与湿生焦进行直接逆流换热，换热后产生的废气，由连接在竖式干燥窑顶部的废气总管道排出，废气总管道另一端连接布袋除尘器一，将废气净化除尘；布袋除尘器一通过管道连接引风机，废气经管道由引风机排出至烟囱放空。
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