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阳极焙烧炉节能降耗的对策唐林、高守磊（索通发展股份有限公司山东德州251500）摘要：焙烧炉经过4年以上运行后，炉室密封不好，漏风系数高，造成燃料利用效率低，能耗高，制品温度下降，影响了产品质量。
本文从改进焙烧工艺以及焙烧操作等方面采取相应的对策，改善焙烧炉保温措施，降低焙烧炉燃料消耗、提高焙烧产品质量。
关键词：焙烧炉；燃料利用效率；产品质量METHODS TO IMPROVE FUEL UTILIZATION FOR OPEN TOPANODE BAKING FURNACESLin Tang,Shoulei GaoSunstone Development Co.,Ltd,Shandong Dezhou251500Abstract t：As a baking furnace ages,cracks and openings develop in the furnace Abstracwhich allow outside air to enter.Unless proper corrective actions are implemented, gas consumption can increase,final baking temperatures can decrease,and baked anode properties can deteriorate.In this paper,methods are presented for improving the efficiency of fuel utilization for aging furnaces,and thereby lowering fuel consumption,while maintaining or improving anode finishing temperatures and anode properties.Keywords:Baking furnace,Fuel utilization,Products quality一、前言铝用预焙阳极生产过程中，焙烧是最后和最重要的工序之一[1]。
铝电解预焙阳极生产线节能技术可行研究报告一、引言二、能耗分析传统的铝电解预焙阳极生产线主要能耗集中在电力消耗和燃料消耗两个方面。
电力消耗主要是指电解槽所需的电能，燃料消耗主要是指铝电解过程中用于加热和熔化铝矾土的燃料。
三、节能技术1.电力节能技术：采用高效能源利用的电解槽技术，如采用陶瓷铝电解槽代替传统的石墨电解槽，可以大大提高电解槽的效率，减少能耗。
此外，在电解槽的绝缘和制冷方面也可以进行优化，减少能量的散失。
2.燃料节能技术：采用高效燃烧技术，如采用高效燃烧器和余热回收技术，可以提高燃料的利用效率，减少燃料的消耗。
同时，还可以为加热和熔化铝矾土的过程提供可再生能源，如太阳能和生物质能源。
3.设备优化技术：对传统的生产设备进行优化和更新，如减小传统石墨电解槽的规格，减少铝电解液和铝矾土的用量，减少能耗。
同时，还可以采用高效的过滤设备和循环冷却系统，减少水的消耗和能量的浪费。
4.原材料优化技术：优化和改良铝电解过程中的原材料，如开发高纯度和高活性的铝矾土，可以降低电解过程中的能耗和环境污染程度。
四、可行性评估1.技术可行性：上述节能技术已经在其他行业得到了广泛应用，并取得了一定的经济和环境效益。
由于铝电解预焙阳极生产线与其他行业的生产线相似，因此这些节能技术在铝电解预焙阳极生产线上也是可行的。
2.经济可行性：采用上述节能技术可以显著降低能耗和燃料消耗，提高生产效率，降低生产成本。
虽然在初期投资方面可能会增加一些费用，但随着节能效果的逐步显现，将能够获得良好的经济效益。
3.环境可行性：上述节能技术的应用可以减少能源的消耗和燃烧产生的大气污染物排放，降低对环境的影响。
同时，可再生能源的使用也有助于减少对传统能源的依赖，减少对环境资源的消耗。
五、结论铝电解预焙阳极生产线节能技术的引入对提高生产线的能源利用效率和环境友好程度具有重要意义。
上述节能技术在技术可行性、经济可行性和环境可行性方面都得到了验证，因此可行应用于实际生产中。
浅谈焙烧炉的节能途径张卿轩（中国铝业广西分公司，广西 平果 ５３１４００）摘 要：氢氧化铝焙烧是氧化铝生产的最后一道工序。
其能耗约占氧化铝生产工艺能耗的１０％。
煅烧工艺的生产能力直接影响着氧化铝企业的整体生产能力。
气体悬浮焙烧炉（Ｇ．Ｓ．Ｃ．）是当前最普遍应用的煅烧设备，如何充分发挥焙烧炉的性能，对于降低氧化铝生产能耗有着积极作用。
关键词：气态悬浮焙烧炉；节能技术改造；氧化铝生产中图分类号：ＴＱ１５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１１－５００４（２０１８）０５－００３１－２氢氧化铝焙烧是氧化铝生产的最后一步。
其原理是通过高温焙烧去除氢氧化铝中的水和结晶水，转化生产合格的氧化铝以满足电解生产的要求的过程。
因此，氢氧化铝焙烧工艺是为铝电解生产提供冶金氧化铝材料的关键[1]。
1 气态悬浮焙烧炉的生产原理来自平盘过滤机的氢氧化铝经过皮带的输送，首先进入小料仓L01，经由可调转速的皮带称F01称重后经过中转皮带F02、再由喂料螺旋A01送入文丘里干燥器A02进行干燥，干燥后的氢氧化铝被送到预热旋风筒P01、P02里进行预焙烧，预焙烧后的物料送至气体悬浮焙烧炉（焙烧炉）P04内完成最后的焙烧，经过P03进行产品质量的调整后，生成的产品依次通过冷却旋风筒C01、C02、C03、C04与冷空气进行热交换实现降温，从冷却旋风筒出来的氧化铝最后进入流化床冷却器K01、K02实现最后的冷却，温度低于80℃的氧化铝经由风动溜槽、氧化铝输送皮带被送入氧化铝大仓进行存储或者包装。
工艺所要求的热量由煤气在焙烧炉单元内燃烧而提供，从冷却旋风筒分离出来的热空气用作燃烧风[2]。
焙烧过程中产生的烟气，进入静电除尘器内除尘后由烟道排出，收集的粉尘被送回焙烧炉系统。
静电收尘及返灰系统包括静电收尘器P11、料封泵、返灰风机和返灰管道，其作用是对烟气净化，将烟气中的粉尘由返灰系统收集送回焙烧炉系统，避免污染同时减少氧化铝损失。
流程如图1所示。
阳极炭素焙烧炉节能降耗技术探讨秦庆福倪清宗月雄发布时间：2021-11-03T02:23:22.141Z 来源：基层建设2021年第23期作者：秦庆福倪清宗月雄[导读] 在环境问题和资源与能源问题迟迟得不到有效解决的情况下，环境保护与治理以及节能降耗成为整个社会的重要责任与义务，在工业领域中，铝生产企业的能源消耗是非常严重的，炭素阳极焙烧是铝生产过程中能源消耗最为严重的环节，因此下文就以炭素阳极焙烧节能降耗技术研究为核心内容，对自动回收蓄能技术引入、炭素阳极焙烧炉结构改进以及操作控制系统改进几个重要环节进行详细分析，并在文章的最后客观的探讨实验结果论证，旨在给予铝生产一些帮助和参考云南源鑫炭素有限公司云南红河 661100摘要：在环境问题和资源与能源问题迟迟得不到有效解决的情况下，环境保护与治理以及节能降耗成为整个社会的重要责任与义务，在工业领域中，铝生产企业的能源消耗是非常严重的，炭素阳极焙烧是铝生产过程中能源消耗最为严重的环节，因此下文就以炭素阳极焙烧节能降耗技术研究为核心内容，对自动回收蓄能技术引入、炭素阳极焙烧炉结构改进以及操作控制系统改进几个重要环节进行详细分析，并在文章的最后客观的探讨实验结果论证，旨在给予铝生产一些帮助和参考。
关键词：阳极炭素焙烧炉；节能降耗；技术分析引言铝生产行业在目前的工业领域中占据一定地位，在工业领域繁荣发展方面发挥了关键性的助推作用，但是铝生产企业炭素阳极焙烧环节的能源过度消耗也逐渐引起相关方面的高度重视，在能源与资源紧张问题日益严重的当前时刻，炭素阳极焙烧环节的节能降耗可以说是刻不容缓，而探寻阳极炭素焙烧炉节能降耗技术也成为铝生产企业的当务之急，炭素阳极焙烧过程中会产生大量烟气，如果任由烟气随意排放，不仅会带来环境污染问题，也会形成热量不必要浪费，自动回收蓄能技术的引入可避免以上问题的出现，而且合理改进焙烧炉结构和优化操作控制系统也是节能降耗的有效举措，铝生产企业很有必要对此进行研究探讨。
浅谈阳极焙烧炉炉体的设计优化谢锋;邹理【摘要】阐述了阳极焙烧炉炉体的设计优化,探讨了提高阳极焙烧炉技术水平,降低能耗的方法和措施.【期刊名称】《有色金属设计》【年(卷),期】2010(037)004【总页数】4页(P53-56)【关键词】阳极焙烧炉;设计优化;节能【作者】谢锋;邹理【作者单位】贵阳铝镁设计研究院,贵州,贵阳,550004;贵阳铝镁设计研究院,贵州,贵阳,550004【正文语种】中文【中图分类】TF063为了提高阳极焙烧炉设计水平，降低阳极焙烧炉能耗，必须从内、外两个大的因素入手。
外因是燃烧方式选择、焙烧温度确定、火焰移动周期确定、控制系统设计等方面[1]，但是要从根本上解决问题，达到预期目的，就必须从内因考虑，即从提高阳极焙烧炉炉体自身的设计，提高阳极焙烧炉技术水平，降低阳极焙烧炉能耗。
阳极焙烧炉加热炉室的数量由火焰移动周期的长短来决定。
火焰移动周期越短，则需要的加热炉室数就越少;火焰移动周期越长，则需要的加热炉室数就越多。
若火焰移动周期在24～32h之间，则采用3个炉室加热;若火焰移动周期在36～40h之间，则采用2个炉室加热。
火道墙是阳极焙烧炉的关键部分，燃料在火道内燃烧后，高温烟气通过火道侧壁向料箱中传送热量。
同时，料箱中产生的挥发份通过火道竖缝进入火道燃烧。
火道墙设计的重点是保证其温度的均匀和挥发份通道的畅通。
再者，火道墙又是焙烧炉最薄弱的环节，但其所用耐火材料量巨大，约占焙烧炉总耐火材料量的55%(按重量计)，因此，如何才能延长火道墙的使用寿命，也是火道墙设计中的重点问题。
阳极焙烧炉火道的长度、高度、宽度尺寸是火道内温差最主要的决定因素之一。
火道结构如图1所示，高温烟气在负压的作用下，从火道的一端流向另一端。
由于高温烟气在流动过程中不停的向料箱传递热量，因此火道的前后、上下必然存在一定的温差。
这种温差的大小与火道的长度、高度尺寸成正比，跟火道的宽度成反比。
但火道宽度的加大相应的也要增大烟气量，增加废气带走的热量，因此火道的长度、高度、宽度尺寸设计应同时考虑这两方面的情况，取一个合理的数值。
文章编号:1001-8948(2002)04-0045-04贵州铝厂新型阳极焙烧炉节能探讨彭 勇(贵阳铝镁设计研究院,贵阳 550004)摘要:针对贵州铝厂三期引进的新型阳极焙烧炉节能效果显著、阳极质量好等原因进行分析与探讨。
这对以后焙烧炉的设计和改造具有一定的参考价值。
关键词:阳极;焙烧炉;节能;热效率;热源;蓄热体中图分类号: T Q127.1+1 文献标识码: ARESEARCH INTO SAVE ENERGY OF NEW ANODE BAKING FURNACE IN GUIZHOU ALUMINIUM FACTORYPENG Yong(Guizhou Aluminium M ag nesium Desig n Research Institute,GuiYang550004,China)Abstract:T he new anode w hich in accordance with the Guizhou Alum inium factory im ported thr id periode that the reaso ns such as new anode baking fur nace sav e energ y effect is notable and the anode quality is go od etc.analyzed and ex plo red into.T his to later on design and the impr ovement of baking fur nace fix ed reference value.Key words:an anode;the baking furnace;save energy;thermal efficiency;the heat source;heat storage body1 前言从70年代中期开始,世界就着手解决能源的利用问题。
强化节能意识、推广节能技术应用已成为全球工业降低生产成本、提高经济效益的重要手段。
贵州铝厂三期焙烧炉是新型敞开式阳极焙烧炉。
自投产以来,它以节能效果显著、阳极质量好、环境污染小等优点受到国内各大铝厂青睐。
贵州铝厂三期焙烧炉为34室阳极焙烧炉:两个火焰系统;每个炉室有6个料箱7条火道;燃料采用重油;火焰焙烧曲线为168h(火焰周期为28h),冷却曲线为196h;年产量为78840块焙烧阳极。
新型敞开式阳极焙烧炉与以往敞开式阳极焙烧炉相比;能耗由502×104～756×104KJ/t焙烧品降至270×104KJ/t焙烧品;填充料烧损由原平均35kg/t焙烧品降至15kg/t焙烧品;阳极产品合格率>98%;阳极在电解槽上使用期较以往延长一天达到27天;出炉烟气量<47000Nm3/h,而国内同产能的焙烧炉的烟气量80000Nm3/h。
收稿日期:2002-05-09作者简介:彭勇(1972-),男,工程师,1994年毕业于昆明理工大学冶金系热能工程专业,现工作于贵阳铝镁设计研究院。
・45・ 2002年第4期 总第112期 炭 素CAR BO N2 敞开式阳极焙烧炉的结构及工作原理 敞开式阳极焙烧炉的主要任务是为铝厂电解铝焙烧阳极。
将用石油焦骨料和煤沥青粘结剂经混捏,震动成型制成的生阳极装在敞开式阳极焙烧炉的装料箱内,用填充料作为保护,隔绝空气和传热的介质,按规定的升温制度间接加热焙烧。
达到某一温度时,生阳极内的粘结剂进行分解、聚合、焦化反应,在炭粒、粉之间形成焦炭网络,使整块阳极成为具有一定机械强度和一系列物理性能的工程结构的焦炭整体——熟阳极。
焙烧炉的装料箱端壁是由实心耐火砖砌成,侧壁是由空心耐火砖火道所组成。
燃烧在火道内进行,并通过耐火砖墙将热量传递给临近料箱内的阳极。
阳极在焙烧中产生的挥发成分被吸入火道内一同进行燃烧。
炉面设备(包括燃烧装置、排气管、测温测压架、零压架、鼓风架、冷却架)都是可以移动的,这样可使火焰系统沿炉子纵向(即气流方向)移动。
这种环式炉的焙烧由两个不同的传热带所组成:1.预热和加热炉室,在此处将阳极温度提高到设计规定的焙烧温度;2.冷却室,阳极在此冷却后从料箱中卸出。
敞开式阳极焙烧炉如同一个大量气体流动的热交换器。
气流进入系统时是室温,出来时则在200℃～400℃。
从进入到出来的过程中,气体从刚焙烧完毕的阳极冷却以及炉子的不同热源吸收热量。
在燃料燃烧处,气流(助燃空气)被加热到1000℃～1100℃,而燃烧后又把热量释放给正处于焙烧过程的生阳极。
敞开式阳极焙烧炉的运行示意图如下:图 敞开式阳极焙烧炉运行示意图3 新型敞开式阳极焙烧炉技术节能分析3.1 能源构成和应用谈到节能,首先要从能源方面着手。
敞开式阳极焙烧炉的能源由热源和蓄热体组成。
热源主要包括:引入焙烧炉的燃料、在火道内燃烧的大部分沥青挥发成分及填充焦的烧损。
阳极焙烧炉炉体热平衡显示,进入焙烧炉的可利用热能的约56%是由燃料提供的,由沥青挥发成分提供的热能约占38%,另有6%的热能来自填充焦的烧损。
(a )燃料对能耗的影响提到焙烧能耗很容易让人联想到燃料问题。
在国内,敞开式阳极焙烧炉基本上使用三种燃料:重油、天然气、发生炉煤气。
90年代中期以前所建的敞开式阳极焙烧炉多采用发生炉煤气作燃料。
90年代后期则多采用重油或天然气作燃料。
贵州铝厂三期焙烧炉采用重油作燃料。
在其它条件不变的情况下,我们以重油为基准进行换算。
两类燃料之间的换算关系与燃料的热值、燃烧效率、燃料的热量利用率、燃料及燃烧所需空气量是否预热等条件有关。
不同类别、不同发热量的两类燃料,其消耗量之间的换算关系如下式:B 2B 1=(Q d +q w )1 y 1(Q d +q w )2 y 2(1)式中 B 1、B 2—燃料1及燃料2的消耗量N m 3(kg )/h;q w —单位燃料及单位空气量预热后带入的物理热,q w =c r t r +c k t k L a KJ/Nm 3(kg );L a —实际空气消耗量,L a = L 0 Nm 3/Nm 3(kg );对于煤气Q d =5230～5650KJ /Nm 3kg 时,L 0=0.21000Qd ;对于天然气Q d =34500～41870KJ/Nm 3(kg )时,L 0=0.2641000Q d +0.02;对于液体燃料Q d =37680～41870KJ/Nm 3(kg )时,L 0=0.21000Q d +2;y1, y2—燃料1及燃料2的热量利用率,y =Q d +q w -(Q y +Q hj )Q dQ y -离炉烟气带走的热量,Q y =V a c y t y KJ /Nm 3(kg );V a -燃料的单位燃烧生成气量Nm 3/Nm 3(kg );对于煤气Q d =5230～5650KJ /N m 3(kg )时,・46・炭 素2002年V a= L0+0.98-0.03 1000Q d;对于天然气Q d=34500～41870KJ/Nm3(kg)时,V a= L0+0.38-0.018 1000Q d;对于液体燃料Q d=37680～41870KJ/Nm3(kg)时,V a=0.271000Q d+ -1)L0;c y-离炉烟气的比热容KJ/Nm3℃或KJ/(kg)℃;Q h j-单位燃料的化学及机械不完全燃烧热损失;对于煤气,天然气:Q hj=(0～0.01)Q d;对于燃料油:Q hj=(0.01～0.03)Q d;通过计算,各种燃料的比较见下表(以重油消耗量1kg/h)计。
表燃料名称低位发热值空气预热温度单位燃料生成气量V aNm3/Nm3(kg)离炉烟气为350℃时的Q y值离炉烟气为350℃时的 y值物理热KJ/Nm3(k g)燃料消耗Bk gNm3(总热值KJ)燃料消耗总热值的比例关系100#重油39774KJ/(k g)1000℃11.7346630 1.235167671(39774)1天然气37681KJ/Nm31000℃12.0236794 1.265167891.013(38171)0.96发生炉煤气4234KJ/Nm31000℃ 1.9751116 1.073142611.50(48691)1.224 注:1.空气系数:煤气、天然气、重油均取 =1.12.化学及机械不完全燃料热损失:煤气、天然气Q hj=0;重油Q hj=0.02Q d 根据以上比较得出结论:从技术角度看,敞开式阳极焙烧炉使用天然气是最佳选择,重油次之,但与天然气差别不大,煤气最差。
当然各铝厂燃料的具体利用还得考虑当地的燃料资源情况,因地制宜。
(b)在烟道燃烧的大部分沥青挥发成分对能耗的影响焙烧阳极时,沥青挥发物中的焦油、甲烷和氢的热值都是热能的重要来源。
有关的研究资料指出,在焙烧过程中,大约有430大卡/公斤生阳极的热量用于熔融和热解沥青,挥发焦油和生成焦炭聚集体,并将沉积的焦结炭温度提高到最终的焙烧温度。
而沥青挥发时可提供的总热量约为675大卡/公斤生阳极[3]。
可见,在焙烧过程中,挥发物的发热量比焙烧阳极所需吸收的热量还多245大卡/公斤生阳极。
显然这些热量是很重要的。
因此,控制合理的升温曲线,使沥青挥发成分在火道内正常燃烧是改善焙烧阳极热能利用率的关键所在。
合理的升温曲线既要满足阳极生产的需要(生产合格的预焙阳极),又要满足焙烧炉运行工艺的要求(使挥发成分在火道内充分燃烧)。
合理的升温曲线还表现在其采用较高的排烟温度(200℃～400℃)。
虽然较高的排烟温度会增加排烟热损失,但是由于排烟温度较高,当阳极中的沥青挥发成分排出时,火道内的温度已达到了挥发成分的燃烧温度。
因而,在有空气的情况下沥青挥发成分将得到充分的燃烧。
新型阳极焙烧炉采用的升温曲线为168h(即每28h火焰移动一个炉室,六个炉室预、加热),与以往的升温曲线192h～216h(即每32h～36h火焰移动一个炉室,六个炉室预、加热)相比较,减少加热时间24h～48h。
即在其它情况不变的状况下炉子产能将提高14%～29%。
沥青挥发成分的充分燃烧除了提高焙烧阳极热能利用率、降低能耗外,极大地减轻了废烟气对环境的污染。
3.2 蓄热体对能耗的影响系统中的任何物料组成部分,如果其起始温度低于其终温,就会起到蓄热体的作用。
因此,流过不同炉室的烟气,耐火砖砌成的烟道壁,隔热的基础、料箱,填充焦,阳极等都可被视为蓄热体。
所谓“终温”,可以认为是某一指定炉室不再与炉子装置有任何联系,并开始单独冷却下来(自然或强制冷却)的瞬时温度。
为了能将热量充分传递给阳极,贵州铝厂三期焙烧炉在减少蓄热体的数量和利用蓄热体将热量尽量回收利用方面作出了相当大的改进。
