回转窑煅烧石油焦烧损的主要因素及对策

第37卷第4期2015年8月甘肃冶金GANSUMETAIURGYVO137NO4AUG，2015文章编号16724461201504004703回转窑煅烧石油焦烧损的主要因素及对策杨轶林，王军黄河鑫业有限公司，青海西宁811601摘要本文通过介绍回转窑煅烧石油焦生产中的三种不同工况。论述了炭质烧损的额外增加主要发生在情况尾部燃烧。阐述了入窑石油焦粒度、投料量、窑尺寸长径比、斜度等对炭质烧损的影响。其中增加窑的长径比和窑斜度，对我国炭素回转窑减少炭质烧损有重要的意义。关键词炭素回转窑；炭质烧损；粒度；长径比；斜度中图分类号TQ12711文献标识码AMAINFACTORANDCOUNTERMEASUREFORCARBONBURNINGLOSS0FKIINCALCINEDPETROLEUMCOKEYANGYILIN，WANGJUNHUANGHEXINYECOLTD，XINING811601，CHINAABSTRACTTHETEXTEXPLAINSTHREEDISSIMILARWORKINGCONDITIONOFROTARYKILNBURNINGPETROLEUMCOKE，SUGGESTSTHATINCREASINGCARBONBURNINGLOSSMAINLYOCCURSINTHETHIRDCASETAILBUM，EXPOUNDSTHEEFFECTOFRAWCOKEGRAIN，ORDEREDWEIGHT，KILNSIZELENGTHDIAMETERRATIO，SLOPE，ANDSOON，TOCARBONBURNINGLOSSINCREASINGLENGTHDIAMETERANDSLOPEOFKILNHAVEIMPORTANTACTIONFORDECREASEOFCARBONBURNINGLOSSOFROTARYKILNKEYWORDROTARYKILN；CARBONBURNINGLOSS；GRAIN；LENGTHDIAMETER；SLOPE1引言用回转窑煅烧石油焦具有基建费用小、产量大、控制方便、用人少的优点。与罐式炉相比回转窑所产生的烟气比较集中，可方便地净化处理和余热回收。回转窑内的石油焦与烟气是直接接触，如果工艺条件不当将会使炭质烧损增加。国外先进回转窑窑尾温度较低，炭质烧损小于7。而在国内，多数回转窑的窑尾温度都偏高。只有少数回转窑短时炭质烧损可达7以下，多年平均炭质烧损约在8左右，甚至超过10。以下就如何减少炭质烧损进行讨论。2回转窑煅烧生石油焦工艺简介21煅烧中的三个工作带回转窑煅烧石油焦时图1，原料生石油焦从高端窑尾进入，石油焦随着简体的转动逐渐向低端窑头移动，经高温处理后，成为制品煅后焦从窑头排出。窑头喷嘴燃烧产生的烟气以及石油焦煅烧中产生的烟气，向窑尾流动，直接接触石油焦逆向加热。根据窑内各温度区间的主要作用，窑内大致可分成三个工作区，又称三个温度带。第一个温度带是位于窑尾的干燥预热带，在这个工作区间，石油焦从室温被加热到接近煅烧温度。石油焦先排出水分，约250OC时开始排出挥发份，500700OC排出量最大。一部分挥发份在窑内燃烧，另一部分则被吸入燃烧室内。石油焦在此段完成了排除水分和排除部分挥发份的工作。第二个温度带是高温煅烧带，石油焦煅烧温度一般是11501250OC。煅烧带的正常位置，起点位于喷嘴前端，长度向窑内延伸510M以上。石油焦进入煅烧带的前半部位，仍有少量挥发份燃烧，可以利用这个燃烧热来提高煅烧带温度和延长煅烧带的长度。在无燃料煅烧时的煅烧带长度也可以向窑内延伸数米。在多数情况下，窑头的燃烧器只是消耗很少的燃料，甚至不用燃料就可以控制好煅烧温度。石油焦在煅烧中排出了挥发份，并且使石油焦的结构重新排列，石油焦的体积得到充分收缩。霸嚣罄螺露48甘肃冶金第37卷煅后焦的质量指标是由煅烧带的温度和长度来控制的。生石油焦；下料管；领圈；托轮；窑体；注入风；窑头罩；一次风；喷嘴；蒸汽；重油；煅后焦燃烧室余热锅炉；姻气；图1回转窑煅烧石油焦工艺流程第三个温度带为冷却带，煅后焦离开煅烧带后，温度下降，它的正常位置，起点在喷嘴的前端，终点是窑头出料端。如果石油焦在冷却带仍有大量挥发份逸出，则石油焦煅烧的不充分，质量低下。3煅烧过程中的三种情况在生产中由于生焦投入量等工艺参数的变化，各温度带的位置、长度以及烟气和石油焦的温度也随之变化，根据窑尾烟气温度和煅烧带的位置和温度，窑内温度分布大致可分为三种情况。31正常温度分布窑内正常的温度分布是窑尾烟气温度的下限略高于烟气的着火点，窑尾烟气中未燃物的成分主要有不完全燃烧产生的CO，生焦在尾部逸出的油性挥发份，主要是CH，以及飞扬的粉焦。这些可燃物的混合物在烟气中的着火温度大约是650680OC。当烟气温度低于着火温度时，则燃烧不稳定而引起负压波动，甚至发生窑头火焰反扑。上限在800以内，负压稳定，煅烧带的温度和位置正常，煅后焦质量合格，炭质烧损小。32头部燃烧石油焦移到窑头，仍有较多的挥发份逸出，称作头部燃烧，又称为煅烧带前移移到窑头罩前。它的出现是由于某些原因首先使窑尾烟气温度下降，煅烧带温度也可暂时上升然后下降。被向前移的低温焦层“冲垮”，而使煅烧带缩短和前移。当窑尾烟气温度低于着火点时，进入燃室烟气中的可燃物不能充分燃烧，烟囱将冒黑烟。头部燃烧严重时，全窑温度普遍降低，石油焦没“烧”好就从窑内冲出“跑黑料”。这时焦层不平整，呈波状，操作工把这一现象形象地称为“耍龙”。这时，焦床被带起的角度变小，料层翻动不好，正常地翻动节奏被破坏产生滑落，移动加快。33尾部燃烧因负压过大或生焦粒度太小等原因，高温区移到窑尾部，如果高标准要求，当窑尾烟气温度超过800E时，就可称为尾部燃烧。这时会使用正常煅烧带位置的挥发份分布量减少，有时会因此不能形成煅烧带，而需增加燃烧器的燃烧量来提高煅烧温度。另外，因煅烧带和冷却带长度的增加，从窑头吸人的过剩空气与石油焦的接触面积也增加，造成了烧损增加。当前，我国炭素回转窑普遍存在尾部燃烧现象。严重的尾部燃烧还会使窑尾和燃烧室的温度异常地高，而损坏砌体和烧坏下料管。4影响尾部燃烧或烧损的主要因素及对策造成炭质烧损的主要原因是高温石油焦与空气的氧以及烟气中具有氧化能力的气体CO、H0等与炭接触生产CO或CO，使石油焦氧化。生产中出现情况时，窑内吸入了大量过剩空气，增加了炭质烧损。影响烧损或情况的主要因素及对策如下。41入窑石油焦粒度石油焦粒度较小，比表面积就越大，与空气接触的机会也就越多。另外，小焦块表面上的热量，容易向内部传导。小焦块入窑后升温快，造成挥发份在窑尾逸出量增加，容易发生情况。另外，如果粉焦过多，在焦床与内衬壁之间，会有一层粉焦层，使焦床翻动不好，容易生产滑落现象，造成煅烧温度控制困难。所以，为了减少烧损，生焦在预碎中应尽量保持较大的粒度，防止过度粉碎。生焦预碎前要充分筛分，把已经符合粒度要求的小块焦筛出，通过溜槽直接进入破碎机之后的输送设备，只让大块焦人破碎机，这对于防止过度粉碎是十分重要的。最好选摹糍霹第4期杨轶林，等回转窑煅烧石油焦烧损的主要因素及对策49用具有分离作用可减轻过度粉碎的单辊破碎或其它新式破碎机进行预碎。42投料量对于一种规格的回转窑，对应一个最佳投料量或投料范围。如果投料量太小，不论如何调节，烧损都会增大。例如小料量生产中，如果窑速不减而是仍然以最佳料量时的窑速运转，那么料层就会减薄，窑内对焦床的传热能力增加，物料在窑尾温度上升变快；如果降低窑转数直至达到最佳料量时的料层厚度，保持填充率不变，这时因物料移动速度减小，挥发份仍然在窑尾大量逸出和燃烧。用以上两种方法，都会发生情况，造成烧损增加。小料量生产时，用其它方法调整，还会扰乱工艺参数，效果仍不理想。43窑的长径比、斜度窑的长径比值，炭素回转窑应大于氧化铝熟料窑和其它用途的回转窑。这主要是因为，氧化铝熟料窑所处理的物料本身不能发热，为了达到窑的发热能力和传热能力，在窑头设置了燃烧量很大的喷嘴，需要较大的内径，长径比较小。而炭素回转窑所处理的石油焦含有约12的挥发份。其发热量可达57800KJKG最高发热量。通过控制负压和窑体上的注放量等参数，有效利用挥发份的燃烧，可以提高高温区的温度和延长其长度。所以窑头喷嘴不需很大的燃烧量就可以达煅烧温度。内径过大，反而会稀释挥发份浓度和减小高温区长度。另外，内径增大，粉焦被不平整的衬表面和缝隙带起后飘落的距离也增大，与空气接触的机会也会增加，所以炭素窑应是细而长的窑体。如果挡轮设置在窑尾最后一组托轮上将更有利于下料管的布置。5加强操作过程控制，严格实行四稳操作制度，减少操作失误由于投料量对炭素回转窑热工平衡具有极大的影响，因此，应当积极的实施回转窑自动恒定给料控制技术，同时提高负压、温度测量的准确性，设置温度高低报警，必要时对高温段筒体温度采取自动扫描、检测装置。提高煅烧过程控制的自动化水平。生产实践证明，回转窑内衬温度变化对内衬使用寿命带来的影响有时候比高温带来的影响还要大。因此，在生产条件许可的情况下，应当推行以“给料量稳定、风压稳定、窑速稳定、温度稳定”为核心的四稳操作制度。所谓给料量稳定，就是指以设计投料量为基准，找到适合于具体的某台窑的投料量；所谓风压稳定是指窑头、窑尾的负压差的波动不要太剧烈，这就要求在调整二、三次风风量时应当考虑引风机的开度是否与匹配，而在调整引风机开度时也要考虑鼓风量是否合理；所谓窑速稳定即回转窑在生产过程中尽量保持一定的转速，不要忽高忽低；所谓温度稳定就是指窑内衬的温度除了能使石油的温度保持在12001250CC之间外，还应当保持在最小的波动范围内，温度稳定是前面三个稳定的结果，也是生产过程中追求的目标。要实现“四个稳定”，在生产过程中就必须要坚持“勤观察、微调整”，坚决杜绝“大开大合、急刹车”。6结语为了减少炭素回转窑的炭质烧损，对于窑尾温度一直偏高的窑，在扩建新窑或大修时，应增大长径比或斜度。在生产中，控制好生焦人窑粒度等工艺条件，避免小料量生产，防止情况的发生。参考文献1王平甫，宫振铝电解炭阳极技术M北京冶金出版社。20022张文起回转窑炭质烧损的分析J轻金属，200444345收稿日期20150430作者简介杨轶林1968一，男，高级技师。上接第44页通过对以上因素的严格控制，使得铸坯常见的表面缺陷大大地降低了，实现了铸坯收得率999以上，铸坯合