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炭素節能技術取得了突破性的進展!

日期:2017-08-03 點擊次數:865

  一,石墨制品的體面度與其它性能的關系。

  中國炭素工業生產主要節能技術取得了很大進步, 是基于工序產品優 質和均質化、 設備大型化、 熱工爐窯結構優化和節能材料應用等, 其中炭素爐窯設備節能技術取得了突破性的進展, 這些成果主要包括:大型石油焦回轉窯 煅燒、 大型罐式煅燒爐技術、 高溫連續的直流電煅石墨化爐、 新型敞開環式焙燒爐技術、 大料箱帶蓋環式焙燒爐、 車底式焙燒爐、高壓浸漬、 隧道 窯、 新型環式二次焙燒爐、 串接石墨化(LWG)技術、 大型艾奇遜石墨化技術等。

  以上爐窯設備的生產工藝或設備結構優化的節能技術是降低炭素工業整體能耗的關鍵, 它們是生產的主要設備, 也是耗能源頭。

  同時, 目前我國的一些技術研究院所和企業都相繼開展了相關爐窯設備的技術優化或更新, 包括生產操作工藝的優化, 爐型結構的優化與節能材料應用以及配套設施的自動化等研究, 其研究手段多樣化, 其中一些有實力的科研單位多采用計算機仿真與工業試驗相結合的方式。

  炭素生產余熱利用

  1 余熱的種類。

  工業些窯爐都耗用大量的燃料, 它們的熱效率都很低, 一般只有 30%左右, 而被高溫煙氣、 高溫爐渣、 高溫產品等帶走的熱量卻達到 40% —— 60%, 其中可利用的余熱在冶金方面約占燃料消耗量的三分之一。

  余熱屬于二次能源, 它是一次能源和可燃物料轉換過程后的產物, 是燃料燃燒過程中所發出的熱量在完成某一工藝過程后所剩下的熱量。

  一般分成下列幾大類:高溫煙氣余熱, 高溫蒸汽余熱, 高溫爐渣余熱, 高溫產品余熱(包括中間產品), 冷卻介質余熱, 可燃廢氣余熱, 化學反應及殘炭的余熱, 冷凝水余熱等。

  2 炭素余熱利用途徑。

  目前我國炭素工業余熱利用方法主要是直接、間接或綜合法。

  主要的余熱利用為生產流程本工序或上下相關工序直接預熱物料、 預熱空氣或燃料;采用熱媒作為載熱體;生產蒸汽(生產和外賣);產生過熱蒸汽及用于發電;供暖、 供熱水和制冷等。

  石油焦煅燒和無煙煤電煅燒、 炭素制品焙燒、 石墨化等過程中產生的煙氣溫度達 200℃ —— 1000℃,使用價值極大。

  目前煅燒余熱已經成功用于產生蒸汽、 發電、 熱媒、 供熱、 浸漬熱風循環加熱等, 而對焙燒及石墨化爐余熱的利用技術有待于研究開發。

  3 炭素生產減排技術。

  1 主要污染源和治理方法。

  炭素生產產生的環境污染以大氣污染為主, 主要大氣污染物是:瀝青煙(含 PAH)、 顆粒物、 氟化物、 二氧化硫。

  其中瀝青煙氣較難處理, 現處理技術有:(1)瀝青煙濕法洗滌凈化法(水洗):效果差, 二次污染難處理。

  (2)電捕器捕集法:對瀝青煙效果較好, 但是對PAH、 硫、 氟化物等效果差。

  (3)干料吸附法﹙碳粉、 礬土、 氧化鋁﹚:對氟化物效果較好, 但是含瀝青煙的氧化鋁“黃料” 回到電解槽上不受歡迎。

  (4)蓄熱式焚燒法:對瀝青煙(含 PAH)效果好,但是能耗較大, 需要考慮熱能綜合利用。

  (5)黑法:對瀝青煙(含 PAH)效果良好, 但是目前應用范圍有局限性。

  2 炭素減排技術要求。

  (1)焙燒爐、 瀝青熔化、 配料成型瀝青煙排放濃度分別達到新 頒布的《鋁工業污染物環保標準》( GB25465—2010 ) 規 定 的 20mg/m 3 、30mg/m 3 、20mg/m 3 標 準;BaP(苯并 a 芘)排放濃度分別達到0. 06mg/m 3 、 0. 09mg/m 3 和 0. 06mg/m 3 限值;(2)焙燒 爐、 煅燒爐煙氣凈化 SO 2 排放濃度達到小于 400mg/m 3 限值;焙燒爐煙氣凈化氟化物排放濃度達到小于 3mg/m 3 限值。

  3 生制品瀝青煙氣治理技術。

  生制品瀝青煙氣治理技術屬于干料黑法吸附。

  定量給料秤加料, 供料穩定均勻;系統中設專利反應器, 吸附效率高;采用電加熱系統, 防止焦油凝結;凈化效率高( >99%);焦油排放濃度≤10mg/m 3 (N),粉塵排放濃度≤30mg/m 3 (N)。

  主要技術特點:

  (1)系統流程簡潔合理;

  (2)吸附用焦粉用于生產車間、 循環使用;

  (3)吸附效率高;

  (4)安全可靠;自主創新、 具有完全自主知識產權;

  (6)控制技術先進;

  (7)適合于連續混捏成型與間斷混捏成型,現有生產線改造和新建工程。

  3. 4 焙燒煙氣聯合法凈化。

  將預除塵、 全蒸發噴淋、 電捕焦油和干法氧化鋁。

  吸附收塵技術串聯集成, 形成多級處理焙燒爐煙氣。

  技術, 靈活運用主要效果為:凈化效率高, 無二次污染, 操作管理方便等優點, 凈化后污染物排放指標遠均低于國家標準、 達到國際標準。

  4 炭素生產節能減排技術新動向。

  目前及今后一段時間我國炭素行業的主要節能。

  減排新技術主要為爐窯節能與瀝青煙、 BaP、 SO 2 綜合減排技術, 其中有的已經取得階段性成果, 多數正在研發之中, 主要包括以下方面:石油焦成球煅燒技術;

  煅燒煙氣與生制品瀝青煙、 焙燒爐低溫煙氣綜合。治理技術;蓄熱式燃燒技術(RTO, 再生熱氧化);設凈化設施的焙燒技術;廢棄炭粉間歇式燃燒架用于敞開環式焙燒爐;石墨化爐的余熱回收與煙氣脫硫;焙燒爐余熱的回收利用與煙氣脫硫技術;炭素原料煅燒余熱進一步回收利用與過程脫硫技術;炭素生產 “界面技術” 。

  5 結 語

  (1)我國炭素行業節能減排需要解決的主要問題是實現工藝過程和爐窯設備的節能降耗和污染物排放, 炭素材料產品下游行業的節能減排、 提質增效是首要關注重點。

  (2)對我國炭素行業的主要耗能爐窯設備多采用計算機仿真與優化技術, 對爐窯的操作參數、 工藝過程以及爐型結構進行優化分析, 提高設備性能指標, 降低能耗。

  (3)余熱利用途徑較多, 而我國炭素行業中的焙燒及石墨化爐余熱的利用技術有待于研究開發。

  (4)生制品瀝青煙氣干料黑法吸附治理技術特點鮮明, 技術成熟, 在我國炭素行業的瀝青煙治理中將發揮顯著效果


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