铝用阳极焙烧炉节能工艺技术研究与实践

关文斌,郭玉龙,赵云飞,郝虎俊,马径鸿

(包头铝业有限公司,内蒙古 包头 014046)

随着经济社会发展、环境保护深入,资源约束日益紧张,能源“双控”工作面临着新的形势和任务,高耗能企业节能减排任务艰巨、压力巨大,节能减排工艺技术的研究与实践是高耗能企业承担社会责任、高质量发展的科学技术支撑。

电解铝用预焙阳极炭块经过原料煅烧、破碎、制粉、配料、混捏、压型、焙烧制作而成,生坯焙烧过程采用敞开环式焙烧炉焙烧,消耗大量天然气。因此,炭素焙烧炉节能工艺技术的应用,提高能源利用率,是关系到预焙阳极炭块的成本、尾气达标排放的关键,关系到企业的高质量、可持续发展。

1 铝用炭素焙烧炉理论能耗的研究

包头铝业炭素厂于2004年5月建成投产,焙烧块设计产能12万吨/年,配备两台36室地上敞开式环式焙烧炉,每个炉室有9条火道和8个料箱,两个火焰系统、6室运转,见图1,烟气净化采用黑法加半干法脱硫脱硝烟气净化,排放指标达到国家标准。但是面对国家能源双控新形势、新任务,降低预焙阳极炭块焙烧炉能耗、适应黑法加半干法脱硫脱硝烟气净化系统,实现连续运行、可持续发展,焙烧炉节能工艺技术亟待开发与应用。

图1 燃烧系统配置图

根据焙烧炉热平衡理论,焙烧炉热输入主要为天然气、焙烧制品逸出挥发分燃烧释放热量、预热空气带入冷却区火道余热;热输出为焙烧炉耐火材料、焙烧制品、填充料由初始温度升高至最终温度所需要的热量、烟气温度由初始温度升高至最终温度所需要的热量、烟气带走热量以及炉体表面散热损失[1],见图2。……