本發(fā)明涉及炭素生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是涉及一種陽極焙燒爐(冷卻爐室)余熱利用的方法，主要是利用冷卻爐室的廢熱來預(yù)熱初始常溫炭塊，以達(dá)到降低噸產(chǎn)品能耗和二氧化碳等有害氣體排放的目的。

背景技術(shù)：

陽極焙燒爐在生產(chǎn)過程中，由于爐體的蓄熱和散熱損失、揮發(fā)份利用率低、余熱利用不充分等眾多因素導(dǎo)致噸產(chǎn)品能耗高，浪費(fèi)了大量的燃料，同時增加了煙氣中大量有害氣體的排放，造成了對環(huán)境的污染。

現(xiàn)有的陽極焙燒爐，主要通過周期性間接熱交換對碳塊進(jìn)行加熱，在加熱焙燒的過程中，按照一定的升溫曲線對爐面的燃燒控制系統(tǒng)(燃燒架、排煙架、冷卻及測溫測壓架等)進(jìn)行定期的單向移動，形成了周期性環(huán)式加熱的過程。待加熱的炭塊經(jīng)過預(yù)熱、加熱、保溫、冷卻過程，最終完成整個加熱過程并進(jìn)入下道工序。根據(jù)碳塊的加熱要求焙燒爐爐室也相應(yīng)的分為預(yù)熱區(qū)、加熱區(qū)、冷卻區(qū)、裝出爐區(qū)、維修維護(hù)區(qū)，在冷卻區(qū)內(nèi)，主要是對完成最終加熱的碳塊進(jìn)行冷卻，以達(dá)到合適的出爐溫度。冷卻碳塊的方式主要是通過強(qiáng)制鼓風(fēng)機(jī)將冷空氣吹至冷卻爐室的火道內(nèi)，間接對高溫碳塊進(jìn)行降溫，冷空氣與火道墻進(jìn)行換熱后最終溫度約600-700℃，這部分熱量被直接排放到焙燒車間內(nèi)，一直未被合理有效的利用，一方面導(dǎo)致了熱量的巨大浪費(fèi)，另一方面污染了車間環(huán)境，同時由于熱風(fēng)溫度較高，容易形成潛在的安全隱患。

長期以來，這部分冷卻爐室的熱量一直未被有效的利用，主要與爐型結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)操作方式、爐面的操作空間、投資及工人勞動強(qiáng)度增加等因素有關(guān)。但目前在國家大力提倡節(jié)能減排、倡導(dǎo)綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)的大背景下，高污染、高耗能的傳統(tǒng)行業(yè)舉步維艱，尤其在有色金屬冶煉領(lǐng)域，降低鋁及相關(guān)產(chǎn)品的能耗迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種陽極焙燒爐(冷卻爐室)余熱利用的方法，主要 是在不改變爐體結(jié)構(gòu)的前提下，通過巧妙的思路對爐面設(shè)備和操作方法進(jìn)行布局優(yōu)化，以達(dá)到通過冷卻爐室的熱量對常溫碳塊進(jìn)行預(yù)熱降低產(chǎn)品單位能耗和廢氣排放的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種陽極焙燒爐余熱利用的方法，將陽極焙燒爐冷卻爐室的熱量引至待加熱爐室，以提高生碳塊的初始溫度。

所述的陽極焙燒爐余熱利用的方法，在陽極焙燒爐的爐體中部設(shè)置熱空氣總管，熱空氣總管內(nèi)部設(shè)有保溫內(nèi)襯和上升管空氣孔蓋，通過爐體中部的熱空氣總管和空氣連接管，將冷卻爐室和待加熱爐室的火道連通，形成完整的碳塊預(yù)熱系統(tǒng)。

所述的陽極焙燒爐余熱利用的方法，熱空氣總管兩側(cè)對稱設(shè)置橫墻，橫墻頂部設(shè)有相應(yīng)的插板口，插板口配有密封插板，通過在橫墻內(nèi)設(shè)置插板，以保證碳塊預(yù)熱系統(tǒng)具有穩(wěn)定的負(fù)壓和良好的密封性。

所述的陽極焙燒爐余熱利用的方法，每臺陽極焙燒爐具有1-4套碳塊預(yù)熱系統(tǒng)。

所述的陽極焙燒爐余熱利用的方法，每套碳塊預(yù)熱系統(tǒng)為周期性操作，間隔周期與原爐的焙燒曲線相同。

所述的陽極焙燒爐余熱利用的方法，每套碳塊預(yù)熱系統(tǒng)的移動方向與原爐燃控系統(tǒng)相同。

所述的陽極焙燒爐余熱利用的方法，在冷卻爐室的前端火道口設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)，在待加熱爐室的末端火道口設(shè)置引風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)兩者同時布置或只布置之一。

所述的陽極焙燒爐余熱利用的方法，通過兩排空氣連接管將熱空氣總管與冷卻爐室和待加熱爐室連通，形成完整的空氣流通管路。

本發(fā)明的設(shè)計思想是：

本發(fā)明的主要內(nèi)容是將冷卻爐室的廢熱引至待加熱爐室，以提高待加熱碳塊的初始溫度，從而降低噸產(chǎn)品的能耗指標(biāo)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明陽極焙燒爐余熱利用方法，在冷卻爐室(2-4個)前端火道口設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)，在待加熱爐室的末端火道口設(shè)置引風(fēng)機(jī)，在爐室中部設(shè)置總空氣匯集道，通過兩排空氣連接管將熱空氣總管與冷卻爐室和待加熱爐室連通，形成完整的空氣流通管路。為了保 證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定和密封性，在冷卻爐室的末端和待加熱爐室的兩端設(shè)置橫墻插板。經(jīng)過理論計算，冷卻爐室氣體出口最高溫度可達(dá)700℃，可以將預(yù)焙陽極初始溫度提高至250-300℃，每噸焙燒品可節(jié)省6-8nm³天然氣，節(jié)能效果十分可觀。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下：

1、本發(fā)明可有效降低陽極焙燒爐的單位產(chǎn)品能耗，節(jié)能減排效果明顯。

2、本發(fā)明不改變焙燒爐的爐體結(jié)構(gòu)，僅通過對爐面架子的改造即能滿足預(yù)熱碳塊的要求。

3、本發(fā)明改善車間操作環(huán)境，工人勞動強(qiáng)度基本不增加。

4、本發(fā)明為縮短焙燒曲線、有效提高陽極產(chǎn)量和指標(biāo)、火道內(nèi)揮發(fā)份充分燃燒提供了潛在可行性。

5、本發(fā)明方法經(jīng)濟(jì)實(shí)用、所采用的裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)施。

附圖說明

圖1為本發(fā)明陽極焙燒爐的平面俯視示意圖。

圖中，1、橫墻；2、火道；3、排煙架；4、插板；5、空氣連接管；6、待加熱碳塊；7、熱空氣總管；8、引風(fēng)機(jī)；9、鼓風(fēng)機(jī)；10、空氣孔蓋；11、冷卻爐室；12、待加熱爐室。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明陽極焙燒爐主要包括：橫墻1、火道2、排煙架3、插板4、空氣連接管5、待加熱碳塊6、熱空氣總管7、引風(fēng)機(jī)8、鼓風(fēng)機(jī)9、空氣孔蓋10、冷卻爐室11、待加熱爐室12等，具體結(jié)構(gòu)如下：

在陽極焙燒爐的爐體中部設(shè)置熱空氣總管7，熱空氣總管7的兩側(cè)分別為冷卻爐室11和待加熱爐室12，待加熱爐室12中設(shè)置待加熱碳塊6，熱空氣總管7兩側(cè)對稱設(shè)置橫墻1，熱空氣總管7的一側(cè)與空氣連接管5連通，熱空氣總管7的另一側(cè)分別空氣連接管5與排煙架3連通。

熱空氣總管7內(nèi)部設(shè)有保溫內(nèi)襯和上升管空氣孔蓋10，熱空氣總管7對應(yīng)橫墻1或火道口的位置設(shè)置上升管連接道并配有相應(yīng)的空氣孔蓋10，通過爐體中部的熱空氣總管7和空氣連接管5，將冷卻爐室11和待加熱爐室12的火道2連通，形成完整的碳塊預(yù)熱系統(tǒng)。

橫墻1頂部設(shè)有相應(yīng)的插板口，插板口配有密封插板4，通過在橫墻1內(nèi)設(shè)置插板4，以保證碳塊預(yù)熱系統(tǒng)具有穩(wěn)定的負(fù)壓和良好的密封性。每臺陽極焙燒 爐具有1-4套碳塊預(yù)熱系統(tǒng)，每套碳塊預(yù)熱系統(tǒng)為周期性操作，間隔周期與原爐的焙燒曲線相同，每套碳塊預(yù)熱系統(tǒng)的移動方向與原爐燃控系統(tǒng)相同。

在冷卻爐室11的前端火道口設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)9，在待加熱爐室12的末端火道口設(shè)置引風(fēng)機(jī)8，鼓風(fēng)機(jī)9和引風(fēng)機(jī)8兩者同時布置或只布置之一，通過兩排空氣連接管5將熱空氣總管7與冷卻爐室11和待加熱爐室12連通，形成完整的空氣流通管路。

如圖1所示，箭頭方向?yàn)榛鹧嬉苿臃较?，碳塊預(yù)熱系統(tǒng)進(jìn)行周期性操作，操作周期與爐面燃燒控制系統(tǒng)相同。在每次移爐周期初始階段，開啟鼓風(fēng)機(jī)9，將車間內(nèi)的冷空氣鼓入火道2內(nèi)，冷空氣沿程與火道2內(nèi)壁進(jìn)行熱交換，間接對冷卻爐室11中的高溫碳塊進(jìn)行冷卻，熱交換后的熱空氣通過2-4個冷卻爐室11后，經(jīng)過空氣連接管5進(jìn)入到熱空氣總管7中，熱空氣總管7在生產(chǎn)期間通過空氣孔蓋10進(jìn)行密封，熱空氣總管7內(nèi)部設(shè)有保溫內(nèi)襯最大程度減少空氣熱損失。熱空氣再經(jīng)過空氣連接管5進(jìn)入到排煙架3的前端，待加熱爐室12的火道2間接加熱待加熱碳塊6，可根據(jù)溫度參數(shù)和生產(chǎn)工藝的要求，確定待加熱爐室12的數(shù)量(一般1-3個爐室)，熱交換后的空氣溫度下降，最后到達(dá)末端爐室的火道口，并通過引風(fēng)機(jī)8釋放到焙燒車間內(nèi)，為了滿足空氣出口的負(fù)壓要求，在末端爐室的橫墻1對應(yīng)火道的位置設(shè)有插板4，插板4隨整個碳塊預(yù)熱系統(tǒng)的移動而相應(yīng)移動。