阳极焙烧炉的热平衡

。现行的阳极焙烧技术包括焙烧阳极燃料的最有效利用等等,而且还要考虑热能回收的潜力。Р阳极焙烧的热平衡?正如图1所示,阳极焙烧实际上是一个很高的放热生产过程。加入到阳极生产过程中的沥青,其能量要比阳极焙烧所需要的能量多得多[1]。理论上讲,阳极焙烧所需要的能量少于350MJ/吨。大部分储存的热量是为了让阳极停留在炉内达到1100℃的温度,而且实际上是将热量用于加热焙烧炉本体和填充焦,正像图2所示,有4200MJ/t储存在阳极+耐火材料+填充焦中。当然不是所有的热量都能回收,因为至少说出炉的阳极是200℃,它将带走一部分热量,如图3所示,虽然阳极出炉了,但还有热量残留在耐火材料和填充焦中。Р今天,水平火焰环式焙烧炉热能利用的原理就是将冷却区内储存的热量再进行内部循环利用。在热流的项目中,环式焙烧炉包括在一个火焰区之间两种热交换器的对流:在第一个热交换的过程中冷空气是被吹进到冷却区的,因此,冷空气被热的阳极炭块、炉体和填充焦加热;然后加热的空气进入到火焰或燃烧区作为助燃的预热空气,此时变为烟道气体,进一步向下流动并将其绝大部分热量传递给冷阳极。? 图4是20年前典型的阳极焙烧炉的情况。首先我们看到的是沥青没有得到燃烧或只有少量烧掉,因此,那时的燃料消耗高达3300MJ/t阳极产品,而且有大量的废热(1900MJ/t)从冷却区吹入炉室,炉子的热平衡有炉子的其他各种热损失构成。Р新式焙烧炉?到了20世纪末炉子的设计得到了改进,例如脉冲式的火焰工艺,火焰区与预热区均采用更先进的控制系统等等,由于料箱内部温度具有更高的均匀性,烟道的峰值(最高)温度由原来的1300℃降低到1200℃。由于峰值温度的进一步降低,使得焙烧炉炉体耐火材料的使用量大大减少,因而冷却区的热储存量也大为减少,见图5(图4冷却区蓄热5150MJ/t,而图5是4200MJ/t),最终燃料消耗降低到2400MJ/t[2]。