CN112877086A - 一种石油焦煅烧控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石油焦煅烧控制方法，包括以下步骤：1）检测石油焦的低温段挥发分和全挥发分，按低温段挥发分和全挥发分的检测值对石油焦进行分类；2）对不同类的石油焦进行配比得到混合石油焦，对混合石油焦进行煅烧，混合石油焦的全挥发分加权平均值控制在10~12%，且混合石油焦的低温段挥发分加权平均值控制在参照值的±1%以内。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油焦煅烧控制方法，属于碳素技术领域。
背景技术
石油焦是制备各种碳素材料（如石墨、碳电极、预焙阳极）的主要原料，在配料前，石油焦需要经过高温煅烧，其煅烧设备一般是罐式煅烧炉和回转窑。石油焦的煅烧程度对产品质量影响很大，当煅烧不充分时，可能引起产品外观裂纹，或者理化指标不合格。石油焦的煅烧程度取决于煅烧温度。石油焦煅烧时一般由自身排出的挥发分燃烧提供热量，所以，石油焦的挥发分是煅烧控制的关键指标。目前的工艺中，是将原料石油焦按照SH/T0026-1990进行取样分析，得到各个进厂批次的石油焦挥发分检测值，再将不同批次的石油焦按挥发分检测值的高低进行混合，控制混合石油焦的挥发分在10~12%。该方法中，石油焦的挥发分检测是在850℃进行，该温度下石油焦的挥发分接近完全排出，该方法是通过控制石油焦的全挥发分，也就是控制石油焦煅烧时理论上能够通过挥发分提供的总热量。但在实际生产中，即使混合石油焦的挥发分严格控制在10~12%，也会出现煅烧温度低的情况，需要通过外加燃料提高煅烧温度，导致生产成本大幅提高。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种石油焦煅烧控制方法，包括以下步骤：
1）检测石油焦的低温段挥发分和全挥发分，按低温段挥发分和全挥发分的检测值对石油焦进行分类；
2）对不同类的石油焦进行配比得到混合石油焦，对混合石油焦进行煅烧，混合石油焦的全挥发分加权平均值控制在10~12%，且混合石油焦的低温段挥发分加权平均值控制在参照值的±1%以内。其中参照值可以根据生产过程中长期大批量使用的石油焦的一般值确定。
该方法适用于回转窑煅烧石油焦，也可以适用于罐式炉煅烧石油焦。
另外一种石油焦煅烧控制方法，检测石油焦的低温段挥发分，低温段挥发分高于参照值时，煅烧时降低窑炉负压，低温段挥发分低于参照值时，煅烧时提高窑炉负压。
该方法同样适用于回转窑煅烧石油焦，也可以适用于罐式炉煅烧石油焦。
另外一种石油焦煅烧控制方法，其是使用回转窑进行煅烧，先检测石油焦的低温段挥发分，低温段挥发分高于参照值时，煅烧时降低回转窑转速，或者降低三次风量，低温段挥发分低于参照值时，煅烧时提高回转窑转速，或者提高三次风量。
在上述三种石油焦煅烧控制方法中，所述的低温段挥发分的检测温度为600℃，所述参照值为5%。
本发明的有益点在于，本发明可以提高石油焦煅烧时温度控制的稳定性。精确掌握进厂石油焦挥发分性质，并根据进厂石油焦挥发分性质的变化对煅烧工艺进行调整，避免煅烧时温度显著降低，影响煅后焦质量，并且节省外加燃料，降低煅烧成本。
具体实施方式
实施例
某碳素厂家库存有金陵石油焦和长岭石油焦，正常生产时两种石油焦按1：1的比例进行混合，煅前石油焦挥发份控制11±0.5%。某段时间为配合下游企业生产低镍产品，新进厂低镍的舟山石油焦。在单独使用舟山石油焦煅烧时，回转窑窑速、二次风量、三次风量、负压均未作出大幅调整的条件下，煅烧带温度降低到1250℃，明显低于工艺要求的1300~1350℃，检测煅后焦粉末比电阻达到600μΩ.m，也超出550μΩ.m的控制要求，工艺员根据经验对工艺进行调整，将窑尾负压从-60Pa提高至-70Pa，煅烧带温度反而进一步降低至1230℃。而根据经验，当负压在小范围内提高时，进风量增加，促进煅烧带挥发分的燃烧，煅烧带温度会升高。为保证石油焦煅烧质量，在窑头喷入重油补充燃烧，重油日消耗量5~6吨，每天额外增加成本20万元左右。为查明原因，发明人对舟山石油焦、金陵石油焦和长岭石油焦重复进行挥发分检测。
| 850℃挥发分 % | 热值 MJ/KG | |
| 舟山石油焦 | 11.5 | 37.25 |
| 长岭石油焦 | 10.3 | 36.95 |
| 金陵石油焦 | 12.0 | 37.56 |
通过上述对比，舟山石油焦的全挥发分与另两种石油焦无明显差异，热值也相当。
发明人对三种焦进行不同温度段的挥发分检测。
上表可以明显看出，在600℃以前，舟山石油焦挥发分比其余两种焦高2%左右。
发明人分析，在石油焦进入窑炉煅烧时，由于窑炉从进料端到出料端存在温度从高至低的分布，一是石油焦挥发分的逸出速度与升温速度相关，二是与石油焦在某温度段能排出的挥发分总量相关。在使用金陵焦、长岭焦煅烧时，在窑尾低温段，能够排出的挥发分有限，一部分挥发分必须进入到高温段才能排出，为高温段的温度提供热量。而使用舟山焦煅烧时，石油焦中的大部分挥发分在低温段（靠近窑尾）已经排出，并且大量挥发分在靠近窑尾处排出来，一是温度低挥发分不能迅速完全燃烧，二是窑内越靠近窑尾负压越大，来不及完全燃烧的挥发分被抽入到烟气系统。石油焦在移动至高温段（靠近窑头）时，剩余挥发分量较少，无法为高温段提供足够热量，因此高温段温度大幅降低。而采用经验操作，提高负压时，反而会加剧低温段挥发分的逃逸，导致窑内温度进一步降低。
为验证上述分析，在使用舟山石油焦煅烧时，将负压从-60Pa降低至-55Pa，煅烧带温度从1250℃提高至1280℃，工艺状况得到改善。
工艺员对窑速和三次风量进行调整，窑速从3r/min降低到2.8 r/min，在窑速降低以后，窑内石油焦翻滚程度降低，物料厚度增加，延缓石油焦挥发分的逸出速度。三次风从30000m3/h降低到28000m3/h，三次风降低以后，窑尾温度降低，同样可以延缓石油焦挥发分的逸出速度。在经过调整以后，煅烧段温度提高至1300℃，已经能满足工艺控制要求，煅后石油焦粉末比电阻也降低至550μΩ.m以下。
后续生产中，通过采购茂名石油焦，与舟山焦按3：1混合，混合石油焦挥发分控制如下：
上述配比的混合石油焦，在采用常规工艺时，没有出现煅烧带温度下降的情况。
发明人认为，在使用罐式煅烧炉进行煅烧时，负压控制原理与回转窑一致，因此本发明中低温段挥发分检测与负压调整方法也可适用于罐式煅烧炉的石油焦煅烧控制方法。
Claims (4)
1.一种石油焦煅烧控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）检测石油焦的低温段挥发分和全挥发分，按低温段挥发分和全挥发分的检测值对石油焦进行分类；
2）对不同类的石油焦进行配比得到混合石油焦，对混合石油焦进行煅烧，混合石油焦的全挥发分加权平均值控制在10~12%，且混合石油焦的低温段挥发分加权平均值控制在参照值的±1%以内。
2.一种石油焦煅烧控制方法，其特征在于，检测石油焦的低温段挥发分，低温段挥发分高于参照值时，煅烧时降低窑炉负压，低温段挥发分低于参照值时，煅烧时提高窑炉负压。
3.一种石油焦煅烧控制方法，其特征在于，是使用回转窑进行煅烧，先检测石油焦的低温段挥发分，低温段挥发分高于参照值时，煅烧时降低回转窑转速，或者降低三次风量，低温段挥发分低于参照值时，煅烧时提高回转窑转速，或者提高三次风量。
4.根据权利要求1-3任一项所述的石油焦煅烧控制方法，其特征在于：所述的低温段挥发分的检测温度为600℃，所述参照值为5%。
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