敞开式环式焙烧炉降低成本与节能减排新技术的探索(2)
敞开式环式焙烧炉降低成本与节能减排新技术的探索
安正统
（中电投宁夏青铜峡能源铝业集团青铝股份有限公司，宁夏灵武751603）
摘要：介绍了通过优化焙烧工艺，降低1P炉室终温，延长保温时间，加强炉面管理等措施，逐步取消炭块间大纸板和炭碗小纸牌，降低生产成本以及填充料和天然气单耗，同时使得沥青烟和二氧化硫的排放量进一步降低。
关键词：节能减排；优化工艺；成本
Study of Cost Reduction and Energy Saving and Consumption
with Updated Techniques on Open-type Circular
Baking Furnace
AN Zhengtong
(China Power Investment Corporation Ningxia QTX Energy-AL group Co., Ltd, Lingwu, Ningxia,
751603, China)
Aabstract: The essay deals with a series of measures such as optimizing baking process control technique，reducing 1P furnace chamber end-temperature,extending warming-up time and improving furnace floor management for the purpose of step-by-step removal of inter-block cardboard and paper insert, decrease of production cost and unit consumption of filling coke and natural gas, besides, reduction of pitch fume and SO2.
Keywords：energy saving and consumption decreasing, process optimization, cost
随着科学技术的不断发展进步，在电解铝生产中已经淘汰了效率较低的自焙槽炼铝转而向效率较高的预焙槽炼铝方向发展。为了保证日常电解铝所用的阳极碳块，必须周期性的生产一定规格尺寸的预焙阳极碳块以保证电解铝的需要，因此阳极碳块的生产就成为铝电解过程中一个非常重要的环节，如何既能有效控制阳极焙烧块生产的成本、费用，又能很好实现节能减排就成为阳极生产过程一个需要我们去挖掘和思考的话题。
为了节能减排及对标管理各项工作的需要，我们积极优化焙烧工艺，加强现场设施设备管理，改进装炉方式，产品质量及合格率逐步得到提升。为了节约生产成本，进一步提高产品质量，我们着手从优化焙烧工艺和改进装炉方式等方面对生产进行调整，逐步取消炭块间大纸板和炭碗小纸牌，以此来降低生产成本，降低工人劳动强度，提高劳动生产率，与此同时使得天然气、交流电和填充料单耗也得到一定的降低。
作者简介：安正统，助理工程师，电话：138********，Email：anzhengtong@ https://www.360docs.net/doc/db5455279.html,
1 36室敞开式环式阳极焙烧炉技术状况及工艺配置
我公司350kA 电解系列阳极焙烧生产采用36室新型立装敞开式环式焙烧炉,这种焙烧炉有以下特点: （1）炉室料箱尺寸为：5246mm×753mm×5560mm ,装炉量大，产能高。
（2）燃烧控制系统除拐弯移炉之外具有沿每条火道线路控制气流的特点,提高了加热炉室烟气温度的控制精度。
（3）火焰系统：四个，每个火焰系统由18个炉室组成，其中有6个加热炉室，8个冷却炉室，1个密闭炉室，1个待出炉室，1个待装炉室，1个待修炉室。火焰系统移动周期：28h；预热焙烧时间：168h；冷却时间：224h；优化后火道最终温度：1120℃；阳极终温：1050℃±30℃；排烟架集气管入口处总管负压：-2000Pa～-2500Pa；排烟架所在炉室各火道负压：-80～-200Pa。
（4）燃烧控制系统采用PLC自动化控制系统，控制精度高。
2 阳极焙烧的实施方案
2.1 生产实施阶段
2.1.1 炉室选择
为了保证项目在正式投入运行后能够顺利进行，降低项目试验风险，本着在项目试验阶段用整个炉室状况最差的炉室装炉焙烧的原则，我们特别选用在易于发生氧化，升温情况最不稳定，温度最不容易控制的拐弯炉室进行装炉焙烧。
2.1.2 装炉技术方案
（1）阳极生块不填装炭碗小纸牌，炭块在编组时炭块间不加大纸板。
（2）装炉炭块必须位于炉室正中央，层间料厚度在80±10mm之间，顶盖料高出炉室平面150mm以上，底料厚度严格控制在100±10mm之间。
2.1.3 对曲线的优化
焙烧初期曲线如下表1。
表1 优化前焙烧升温曲线
加热炉室升温区间/℃升温时间/h 升温速率/(℃/h)
1P(排烟架) 200～600 28 14.28
2P(不监控) 600～720 28 4.28
3P(不监控) 720～840 28 4.28
4P(加热架) 840～1030 28 6.78
5P(加热架) 1030～1150 16（后12h保温）7.5
6P(加热架) 1150 28 保温
优化后曲线如下表2。
表2 优化后焙烧升温曲线
加热炉室升温区间/℃升温时间/h 升温速率/(℃/h)
1P(排烟架) 200～550 28 12.5
2P(不监控) 550～700 28 5.36
3P(不监控) 700～840 28 5
4P(加热架) 840～1120 28 10
5P(加热架) 1120 28 保温
6P(加热架) 1120 28 保温
从表1和表2我们可以看出优化后的曲线延长了炭块的保温时间，这样有利于提高炭块的各项理化指标，减少天然气和填充料的单耗。
2.2 综合合格率检查
我们对出炉后的焙烧块进行质量跟踪发现没有出现炭碗烧裂、变形，炭块表面氧化、裂纹、掉角等现象，随后我们对优化工艺前后的综合合格率进行了对比分析，结果见表3。
表3 优化工艺前后综合合格率对比表
项目优化前优化后
时间2011年9月2011年10月2011年11月2012年2月2012年3月2012年4月
出炉量/块16961 16289 16793 17129 114952 16583
综合合格率/% 98.96 98.99 99.01 99.87 99.86 99.93 表3是我们对2011年9月～2011年11月和2012年2月～2012年4月共六个月所出炉的焙烧块进行跟踪检验所得出的结果，从表3可以看出优化焙烧工艺后焙烧块综合合格率也得到了很大的提高。
2.3 成本计算
我们对取消填装炭碗小纸牌和炭块间大纸板前后的生产成本进行核算，结果见表4。
表4 取消纸牌前后生产成本对比表
项目取消前取消后节约量
年产能/块185000 185000 0
小纸牌使用量/（个/年）740000 0 740000
大纸板使用量/（张/年）159000 0 159000
小纸牌市价/元0.5 0.5 0
大纸板市价/元 2 2 0
小纸牌年使用费/元370000 0 370000
大纸板年使用费/元318000 0 318000 对比上表我们可以计算消炭碗小纸牌和炭块间大纸板后每年可以节约生产成本约688000元。
2.4 经济技术指标分析
对优化前后各项经济技术指标进行对比，结果如下表5。
从下表5我们不难看出焙烧块天然气、交流电、填充料单耗都得到了一定程度的降低
表5 优化前后经济技术指标对比情况
项目天然气单耗/(Nm3/t) 自来水单耗/(t/t) 填充料单耗/(kg/t) 交流电单耗/(kW·h/t)
优化前75.231 0.013 26 55.06
优化后68.447 0.014 23 51.839
2.5污染物排放检测结果
表6 安全环保部检测报告单
采样地点项目结果考核标准
1#电收尘出口烟气流量/(m3/h) 37183
1#电收尘出口烟尘浓度/(m3/h) 31.94 300
1#电收尘出口沥青烟/(m3/h) 44.30 100
1#电收尘出口二氧化硫/(m3/h) 46.18 1430
2#电收尘出口烟气流量/(m3/h) 41170
2#电收尘出口烟尘浓度/(m3/h) 31.04 300
2#电收尘出口沥青烟/(m3/h) 17.33 100
2#电收尘出口二氧化硫/(m3/h) 40.25 1430 对比表6我们可以看出优化工艺后排放的烟尘浓度、沥青烟、二氧化硫含量明显降低。
3 结论
焙烧工艺优化后炭块质量比较稳定，实践证明通过优化工艺，加强炉面管理，改进装炉质量等措施不但可以节约大量的生产成本，而且使得阳极焙烧块天然气、交流电、填充料单耗均得到了一定程度的降低，污染物排放量也得到相应的控制，起到节能减排的效果。
参考文献
[1] 钱湛芬主编.碳素工艺学[M].北京:冶金工业出版社,1996.4.
（责任编辑周景琦）