一种阳极焙烧炉余热利用的方法与流程

本发明涉及炭素生产领域，特别是涉及一种阳极焙烧炉(冷却炉室)余热利用的方法，主要是利用冷却炉室的废热来预热初始常温炭块，以达到降低吨产品能耗和二氧化碳等有害气体排放的目的。

背景技术：

阳极焙烧炉在生产过程中，由于炉体的蓄热和散热损失、挥发份利用率低、余热利用不充分等众多因素导致吨产品能耗高，浪费了大量的燃料，同时增加了烟气中大量有害气体的排放，造成了对环境的污染。

现有的阳极焙烧炉，主要通过周期性间接热交换对碳块进行加热，在加热焙烧的过程中，按照一定的升温曲线对炉面的燃烧控制系统(燃烧架、排烟架、冷却及测温测压架等)进行定期的单向移动，形成了周期性环式加热的过程。待加热的炭块经过预热、加热、保温、冷却过程，最终完成整个加热过程并进入下道工序。根据碳块的加热要求焙烧炉炉室也相应的分为预热区、加热区、冷却区、装出炉区、维修维护区，在冷却区内，主要是对完成最终加热的碳块进行冷却，以达到合适的出炉温度。冷却碳块的方式主要是通过强制鼓风机将冷空气吹至冷却炉室的火道内，间接对高温碳块进行降温，冷空气与火道墙进行换热后最终温度约600-700℃，这部分热量被直接排放到焙烧车间内，一直未被合理有效的利用，一方面导致了热量的巨大浪费，另一方面污染了车间环境，同时由于热风温度较高，容易形成潜在的安全隐患。

长期以来，这部分冷却炉室的热量一直未被有效的利用，主要与炉型结构、生产操作方式、炉面的操作空间、投资及工人劳动强度增加等因素有关。但目前在国家大力提倡节能减排、倡导绿色循环产业的大背景下，高污染、高耗能的传统行业举步维艰，尤其在有色金属冶炼领域，降低铝及相关产品的能耗迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种阳极焙烧炉(冷却炉室)余热利用的方法，主要 是在不改变炉体结构的前提下，通过巧妙的思路对炉面设备和操作方法进行布局优化，以达到通过冷却炉室的热量对常温碳块进行预热降低产品单位能耗和废气排放的目的。

本发明的技术方案是：

一种阳极焙烧炉余热利用的方法，将阳极焙烧炉冷却炉室的热量引至待加热炉室，以提高生碳块的初始温度。

所述的阳极焙烧炉余热利用的方法，在阳极焙烧炉的炉体中部设置热空气总管，热空气总管内部设有保温内衬和上升管空气孔盖，通过炉体中部的热空气总管和空气连接管，将冷却炉室和待加热炉室的火道连通，形成完整的碳块预热系统。

所述的阳极焙烧炉余热利用的方法，热空气总管两侧对称设置横墙，横墙顶部设有相应的插板口，插板口配有密封插板，通过在横墙内设置插板，以保证碳块预热系统具有稳定的负压和良好的密封性。

所述的阳极焙烧炉余热利用的方法，每台阳极焙烧炉具有1-4套碳块预热系统。

所述的阳极焙烧炉余热利用的方法，每套碳块预热系统为周期性操作，间隔周期与原炉的焙烧曲线相同。

所述的阳极焙烧炉余热利用的方法，每套碳块预热系统的移动方向与原炉燃控系统相同。

所述的阳极焙烧炉余热利用的方法，在冷却炉室的前端火道口设置鼓风机，在待加热炉室的末端火道口设置引风机，鼓风机和引风机两者同时布置或只布置之一。

所述的阳极焙烧炉余热利用的方法，通过两排空气连接管将热空气总管与冷却炉室和待加热炉室连通，形成完整的空气流通管路。

本发明的设计思想是：

本发明的主要内容是将冷却炉室的废热引至待加热炉室，以提高待加热碳块的初始温度，从而降低吨产品的能耗指标。为了达到上述目的，本发明阳极焙烧炉余热利用方法，在冷却炉室(2-4个)前端火道口设置鼓风机，在待加热炉室的末端火道口设置引风机，在炉室中部设置总空气汇集道，通过两排空气连接管将热空气总管与冷却炉室和待加热炉室连通，形成完整的空气流通管路。为了保 证整个系统的稳定和密封性，在冷却炉室的末端和待加热炉室的两端设置横墙插板。经过理论计算，冷却炉室气体出口最高温度可达700℃，可以将预焙阳极初始温度提高至250-300℃，每吨焙烧品可节省6-8nm³天然气，节能效果十分可观。

本发明的优点及有益效果如下：

1、本发明可有效降低阳极焙烧炉的单位产品能耗，节能减排效果明显。

2、本发明不改变焙烧炉的炉体结构，仅通过对炉面架子的改造即能满足预热碳块的要求。

3、本发明改善车间操作环境，工人劳动强度基本不增加。

4、本发明为缩短焙烧曲线、有效提高阳极产量和指标、火道内挥发份充分燃烧提供了潜在可行性。

5、本发明方法经济实用、所采用的装置结构简单，易于实施。

附图说明

图1为本发明阳极焙烧炉的平面俯视示意图。

图中，1、横墙；2、火道；3、排烟架；4、插板；5、空气连接管；6、待加热碳块；7、热空气总管；8、引风机；9、鼓风机；10、空气孔盖；11、冷却炉室；12、待加热炉室。

具体实施方式

如图1所示，本发明阳极焙烧炉主要包括：横墙1、火道2、排烟架3、插板4、空气连接管5、待加热碳块6、热空气总管7、引风机8、鼓风机9、空气孔盖10、冷却炉室11、待加热炉室12等，具体结构如下：

在阳极焙烧炉的炉体中部设置热空气总管7，热空气总管7的两侧分别为冷却炉室11和待加热炉室12，待加热炉室12中设置待加热碳块6，热空气总管7两侧对称设置横墙1，热空气总管7的一侧与空气连接管5连通，热空气总管7的另一侧分别空气连接管5与排烟架3连通。

热空气总管7内部设有保温内衬和上升管空气孔盖10，热空气总管7对应横墙1或火道口的位置设置上升管连接道并配有相应的空气孔盖10，通过炉体中部的热空气总管7和空气连接管5，将冷却炉室11和待加热炉室12的火道2连通，形成完整的碳块预热系统。

横墙1顶部设有相应的插板口，插板口配有密封插板4，通过在横墙1内设置插板4，以保证碳块预热系统具有稳定的负压和良好的密封性。每台阳极焙烧 炉具有1-4套碳块预热系统，每套碳块预热系统为周期性操作，间隔周期与原炉的焙烧曲线相同，每套碳块预热系统的移动方向与原炉燃控系统相同。

在冷却炉室11的前端火道口设置鼓风机9，在待加热炉室12的末端火道口设置引风机8，鼓风机9和引风机8两者同时布置或只布置之一，通过两排空气连接管5将热空气总管7与冷却炉室11和待加热炉室12连通，形成完整的空气流通管路。

如图1所示，箭头方向为火焰移动方向，碳块预热系统进行周期性操作，操作周期与炉面燃烧控制系统相同。在每次移炉周期初始阶段，开启鼓风机9，将车间内的冷空气鼓入火道2内，冷空气沿程与火道2内壁进行热交换，间接对冷却炉室11中的高温碳块进行冷却，热交换后的热空气通过2-4个冷却炉室11后，经过空气连接管5进入到热空气总管7中，热空气总管7在生产期间通过空气孔盖10进行密封，热空气总管7内部设有保温内衬最大程度减少空气热损失。热空气再经过空气连接管5进入到排烟架3的前端，待加热炉室12的火道2间接加热待加热碳块6，可根据温度参数和生产工艺的要求，确定待加热炉室12的数量(一般1-3个炉室)，热交换后的空气温度下降，最后到达末端炉室的火道口，并通过引风机8释放到焙烧车间内，为了满足空气出口的负压要求，在末端炉室的横墙1对应火道的位置设有插板4，插板4随整个碳块预热系统的移动而相应移动。