CN208136351U

CN208136351U - 用于预焙阳极炭块的焙烧装置

Info

Publication number: CN208136351U
Application number: CN201820279712.5U
Authority: CN
Inventors: 侯新; 沈建林; 孙卫林; 沈建华
Original assignee: Jiangsu Zhongshang Carbon Research Institute Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Zhongshang Carbon Research Institute Co Ltd
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2018-11-23
Anticipated expiration: 2028-02-27

Abstract

本实用新型公开一种用于预焙阳极炭块的焙烧装置，包括炉体、轨道运输车、烟气净化系统、抽真空泵、微波电源及控制箱、微波泄漏检测器、惰性气体储存罐和轨道，所述炉体的前端面和后端面分别安装有前炉门和后炉门，一中炉门设置于炉体中部从而将炉腔分割为加热保温区和冷却区，所述轨道位于炉体底部并延伸出炉体前侧和后侧，所述炉体位于前炉门和中炉门之间的加热保温区内安装有若干个与微波电源及控制箱连接的微波发生器，所述抽真空泵与炉体内的加热保温区通过第二管路连接，此第二管路上安装有第二阀门，所述微波泄漏检测器连接到微波电源及控制箱。本实用新型消除阳极炭块内在缺陷，微波焙烧阳极炭块时，炭块内外同时发热，热传导均匀，不会烧出裂纹，提高成品率，降低废品，降低生产成本。

Description

用于预焙阳极炭块的焙烧装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于预焙阳极炭块的焙烧装置，属于预焙阳极炭块技术领域。

背景技术

现代电解铝生产采用融盐电解法，即在铝电解槽中把氧化铝溶解在温度达到950℃～970℃高温融融状态电解质中，利用电解槽上部的阳极和下部的阴极作为导电电极，并通入强大直流电流，在电流的作用下，电解槽内部在阳极和阴极之间发生电化学反应，氧化铝发生电解，氧原子在上部阳极得以还原，析出氧气，并在高温状态下和阳极炭块表面发生反应，放出二氧化碳和一氧化碳气体，下部阴极析出铝液，这一过程是在电流的作用下发生的，电流由阳极流过电解质及铝液，然后由阴极流入阴极母线。

阳极炭块生产原料是石油焦和煤沥青，石油焦经过煅烧后成为煅后石油焦，煅后石油焦经过破碎、筛分、配料、加入煤沥青进行混捏、成型、焙烧得到阳极炭块产品。

现在阳极炭块生产过程中焙烧工序决定了阳极炭块最终性能，焙烧是阳极炭块一道非常重要的生产工序，只有经过焙烧后，阳极炭块的综合性能才得以改善和提高，尤其是导电性能才能大幅提升，阳极炭块才可以在铝电解槽上作为导电电极使用。

现有的焙烧方法是将阳极炭块放进焙烧炉中，再覆盖上煅后石油焦或冶金焦填充料，主要使用天然气作为燃料，向焙烧炉火道内喷射燃料燃烧，用燃烧产生的热量通过热传导的方式将阳极炭块加热到1080～1200℃，整过焙烧周期从生制品装炉到熟制品出炉需要20～30天。这种方式焙烧，生产周期长，主要消耗天然气燃料，并产生大量二氧化碳温室气体和氮氧化物环境有害的气体。

现有的阳极炭块焙烧生产缺点是：

（1）阳极炭块在焙烧期间生产周期长，无法缩短阳极生产时间，提高生产效率和产率；

（2）焙烧时主要使用天然气燃料，每吨阳极炭块平均消耗天然气70Nm³,焙烧过程中产生大量的二氧化碳温室气体和对环境有害的氮氧化物，排放这些气体对环境造成损害，所以，这种焙烧工艺和方法不可能达到减排二氧化碳和氮氧化物目的。

（3）受制于现有焙烧工艺技术的限制，很难实现自动化、智能化、机器人化作业，需要大量的熟练工，增加企业生产成本。

（4）焙烧好的阳极炭块表面结焦严重，很难清理，需要专用设备或人工清理，工人劳动强度大，清理区域炭粉飞扬，作业环境条件差。

（5）焙烧块会烧出裂纹变为废品，降低产品合格率。

（6）沥青烟气处理困难，只能用电捕方式收集，环保设备性能下降或管理不到位还会出现排放超标，难以实现无害化焚烧处理；

（7）焙烧厂房投资建设费用高。

发明内容

本实用新型目的是提供一种用于预焙阳极炭块的焙烧装置，该用于预焙阳极炭块的焙烧装置解决现有焙烧装置存在的生产周期长、效率低、自动化、智能化程度低，阳极炭块制品在焙烧后产生裂纹变废品，消耗天然气；焙烧过程大量排放二氧化碳和氮氧化物污染环境、沥青烟无法有效的干净处理等问题，尤其是在节约天然气和减排放二氧化碳和氮氧化物方面，意义巨大。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于预焙阳极炭块的焙烧装置，包括炉体、轨道运输车、烟气净化系统、抽真空泵、微波电源及控制箱、微波泄漏检测器、惰性气体储存罐和轨道，所述炉体的前端面和后端面分别安装有前炉门和后炉门，一中炉门设置于炉体中部从而将炉腔分割为加热保温区和冷却区，所述轨道位于炉体底部并延伸出炉体前侧和后侧，所述炉体位于前炉门和中炉门之间的加热保温区内安装有若干个与微波电源及控制箱连接的微波发生器，所述烟气净化系统与炉体内的加热保温区通过第一管路连接，此第一管路上安装有第一阀门，所述抽真空泵与炉体内的加热保温区通过第二管路连接，此第二管路上安装有第二阀门，所述微波泄漏检测器连接到微波电源及控制箱，所述惰性气体储存罐与炉体内的冷却区通过安装有第三阀门的第三管路连接。

上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：

作为优选，一热电偶安装于炉体的加热保温区上。

作为优选，所述热电偶的数目为2个，一个安装于加热保温区的前部，另一个安装于加热保温区的后部。

作为优选，还包括一微波冷却系统，此微波冷却系统通过进气管路和出气管路分别与加热保温区的前部和后部连接。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：

本实用新型用于预焙阳极炭块的焙烧装置，其微波焙烧不消耗天然气，每吨预焙阳极炭块平均节约天然气70Nm³，一年全国需要1800万吨预焙阳极炭块，按80%的产能使用这种焙烧工艺技术，可以节约10.08亿Nm³天然气，消除阳极炭块内在缺陷，微波焙烧阳极炭块时，炭块内外同时发热，热传导均匀，不会烧出裂纹，提高成品率，降低废品，降低生产成本；其次，其整过焙烧期间只有少量沥青烟析出，并伴有少量可燃性气体甲烷和氢气，由烟气净化系统的沥青烟电捕焦油器捕获或增加燃烧喷嘴直接点火焚烧，达到干净清洁处理，整过焙烧周期4～6天完成。

附图说明

附图1为本实用新型用于预焙阳极炭块的焙烧装置结构示意图。

以上附图中：1、炉体；101、前炉门；102、后炉门；103、中炉门；2、轨道运输车；3、烟气净化系统；4、抽真空泵；5、微波电源及控制箱；6、微波泄漏检测器；7、惰性气体储存罐；8、轨道；9、加热保温区；10、冷却区；11、微波发生器；12、第一管路；121、第一阀门；13、第二管路；131、第二阀门；14、第三管路；141、第三阀门；15、热电偶；16、微波冷却系统；171、进气管路；172、出气管路。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例1：一种用于预焙阳极炭块的焙烧装置，包括炉体1、轨道运输车2、烟气净化系统3、抽真空泵4、微波电源及控制箱5、微波泄漏检测器6、惰性气体储存罐7和轨道8，所述炉体1的前端面和后端面分别安装有前炉门101和后炉门102，一中炉门103设置于炉体1中部从而将炉腔分割为加热保温区9和冷却区10，所述轨道8位于炉体1底部并延伸出炉体1前侧和后侧，所述炉体1位于前炉门101和中炉门103之间的加热保温区9内安装有若干个与微波电源及控制箱5连接的微波发生器11，所述烟气净化系统3与炉体1内的加热保温区9通过第一管路12连接，此第一管路12上安装有第一阀门121，所述抽真空泵4与炉体1内的加热保温区9通过第二管路13连接，此第二管路13上安装有第二阀门131，所述微波泄漏检测器6连接到微波电源及控制箱5，所述惰性气体储存罐7与炉体1内的冷却区10通过安装有第三阀门141的第三管路14连接。

一热电偶15安装于炉体1的加热保温区9上。

上述热电偶15的数目为2个，一个安装于加热保温区9的前部，另一个安装于加热保温区9的后部。

实施例2：一种用于预焙阳极炭块的焙烧装置，包括炉体1、轨道运输车2、烟气净化系统3、抽真空泵4、微波电源及控制箱5、微波泄漏检测器6、惰性气体储存罐7和轨道8，所述炉体1的前端面和后端面分别安装有前炉门101和后炉门102，一中炉门103设置于炉体1中部从而将炉腔分割为加热保温区9和冷却区10，所述轨道8位于炉体1底部并延伸出炉体1前侧和后侧，所述炉体1位于前炉门101和中炉门103之间的加热保温区9内安装有若干个与微波电源及控制箱5连接的微波发生器11，所述烟气净化系统3与炉体1内的加热保温区9通过第一管路12连接，此第一管路12上安装有第一阀门121，所述抽真空泵4与炉体1内的加热保温区9通过第二管路13连接，此第二管路13上安装有第二阀门131，所述微波泄漏检测器6连接到微波电源及控制箱5，所述惰性气体储存罐7与炉体1内的冷却区10通过安装有第三阀门141的第三管路14连接。

一热电偶15安装于炉体1的加热保温区9上。

还包括一微波冷却系统16，此微波冷却系统16通过进气管路171和出气管路172分别与加热保温区9的前部和后部连接。

本实用新型用于预焙阳极炭块的焙烧装置的工作过程如下：首先在轨道输送小车平台上按标记位置放置托板，在托板底部铺垫一层10～20cm厚的高温保温料，将尺寸在1500（长）×660（宽）×500（高）mm3～1850（长）×740（宽）×650（高）mm³（长：1500～1850）×（宽：660～740）×（高：500～650）mm³）范围的阳极炭块放入托板上，再将框套料室用专用吊具吊起，罩住阳极炭块，组成阳极炭块焙烧料室。

对于不同尺寸的阳极炭块使用对应的框套料室。框套料室的内部尺寸应该根据对应的阳极炭尺寸定制，使框套料室四周和阳极炭块之间留有10cm左右距离，然后再在四周填充满高温保温料，直至高出阳极炭块上部20～30cm，然后再用高温保温棉把框套料室四周包住及上部高温保温料盖住。

然后将轨道小车送入微波炉室高温加热区，关闭前炉门、中炉门、后炉门，并把各门密封好。

再把测温热电偶插入预焙阳极炭块表面测量温度。

必要时开启抽真空系统排出炉体内多余氧气或由惰性氛围气体系统供给氮气防止阳极炭块在整过焙烧期间氧化。

再次检查，确认无误后启动微波电源控制系统，按送电曲线向炉内阳极炭块馈入微波能焙烧焙阳极炭块，同时开启微波冷却系统。

在加热到200℃时开启烟气净化系统，并调节烟气阀门，控制烟气抽出量，烟气量大，阀门开度大，烟气量小，阀门开度小。

一直把阳极炭块按送电曲线加热到1000～1200℃，然后送入保温区，保持最高温状态下保温20小时，保温结束后，断开微波电源控制系统，打开中炉门，送入冷却区冷却。

当阳极炭块冷却到300℃以下时，即可打开后炉门出炉，出炉后撤掉高温保温棉，让其降温，当温度低于100℃时，用专用吸扫设备吸掉阳极炭块和框套料室内的高温保温料，再用专用吊具吊开框套料室，放置于专门堆放场地，等待下次再次使用。

焙烧好的熟阳极炭块则用天车吊起，经过专用吸扫设备清理，清理完毕后的熟阳极炭块用天车吊到熟块场地堆码好即可，整过焙烧周期4～6天完成。

整个焙烧期间有少量沥青烟析出，并伴有少量甲烷和氢气可燃性气体，沥青烟气可由烟气净化系统的沥青烟电捕焦油器捕获。也可以增加燃烧器喷嘴，用燃烧方式焚烧沥青烟，实现无害化处理。

采用上述用于预焙阳极炭块的焙烧装置时，其微波焙烧不消耗天然气，每吨预焙阳极炭块平均节约天然气70Nm³，一年全国需要1800万吨预焙阳极炭块，按80%的产能使用这种焙烧工艺技术，可以节约10.08亿Nm³天然气，消除阳极炭块内在缺陷。微波焙烧阳极炭块时，炭块内外同时发热，热传导均匀，不会烧出裂纹，提高成品率，降低废品，降低生产成本；其次，其整过焙烧期间只有少量沥青烟析出，并伴有少量可燃性气体甲烷和氢气，由烟气净化系统的沥青烟电捕焦油器捕获或增加燃烧喷嘴直接点火焚烧，达到干净清洁处理，整过焙烧周期4～6天完成。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于预焙阳极炭块的焙烧装置，其特征在于：包括炉体（1）、轨道运输车（2）、烟气净化系统（3）、抽真空泵（4）、微波电源及控制箱（5）、微波泄漏检测器（6）、惰性气体储存罐（7）和轨道（8），所述炉体（1）的前端面和后端面分别安装有前炉门（101）和后炉门（102），一中炉门（103）设置于炉体（1）中部从而将炉腔分割为加热保温区（9）和冷却区（10），所述轨道（8）位于炉体（1）底部并延伸出炉体（1）前侧和后侧，所述炉体（1）位于前炉门（101）和中炉门（103）之间的加热保温区（9）内安装有若干个与微波电源及控制箱（5）连接的微波发生器（11），所述烟气净化系统（3）与炉体（1）内的加热保温区（9）通过第一管路（12）连接，此第一管路（12）上安装有第一阀门（121），所述抽真空泵（4）与炉体（1）内的加热保温区（9）通过第二管路（13）连接，此第二管路（13）上安装有第二阀门（131），所述微波泄漏检测器（6）连接到微波电源及控制箱（5），所述惰性气体储存罐（7）与炉体（1）内的冷却区（10）通过安装有第三阀门（141）的第三管路（14）连接。

2.根据权利要求1所述的用于预焙阳极炭块的焙烧装置，其特征在于：一热电偶（15）安装于炉体（1）的加热保温区（9）上。

3.根据权利要求2所述的用于预焙阳极炭块的焙烧装置，其特征在于：所述热电偶（15）的数目为2个，一个安装于加热保温区（9）的前部，另一个安装于加热保温区（9）的后部。

4.根据权利要求1所述的用于预焙阳极炭块的焙烧装置，其特征在于：还包括一微波冷却系统（16），此微波冷却系统（16）通过进气管路（171）和出气管路（172）分别与加热保温区（9）的前部和后部连接。