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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:1213

  一,石墨制品的體面度與其它性能的關系。

  中國炭素工業生産主要節能技術取得了很大進步, 是基于工序産品優 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。

  以上爐窯設備的生産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, 它們是生産的主要設備, 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, 包括生産操作工藝的優化, 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。

  炭素生産餘熱利用

  1 餘熱的種類。

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

  餘熱屬于二次能源, 它是一次能源和可燃物料轉換過程後的産物, 是燃料燃燒過程中所發出的熱量在完成某一工藝過程後所剩下的熱量。

  一般分成下列幾大類:高溫煙氣餘熱, 高溫蒸汽餘熱, 高溫爐渣餘熱, 高溫産品餘熱(包括中間産品), 冷卻介質餘熱, 可燃廢氣餘熱, 化學反應及殘炭的餘熱, 冷凝水餘熱等。

  2 炭素餘熱利用途徑。

  目前我國炭素工業餘熱利用方法主要是直接、間接或綜合法。

  主要的餘熱利用為生産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;生産蒸汽(生産和外賣);産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、 石墨化等過程中産生的煙氣溫度達 200℃ —— 1000℃,使用價值極大。

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

  3 炭素生産減排技術。

  1 主要污染源和治理方法。

  炭素生産産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)瀝青煙濕法洗滌淨化法(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)幹料吸附法﹙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, 但是目前應用範圍有局限性。

  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别達到新 頒布的《鋁工業污染物環保标準》( GB25465—2010 ) 規 定 的 20mg/m 3 、30mg/m 3 、20mg/m 3 标 準;BaP(苯并 a 芘)排放濃度分别達到0. 06mg/m 3 、 0. 09mg/m 3 和 0. 06mg/m 3 限值;(2)焙燒 爐、 煅燒爐煙氣淨化 SO 2 排放濃度達到小于 400mg/m 3 限值;焙燒爐煙氣淨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幹料黑法吸附。

  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;淨化效率高( >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)吸附用焦粉用于生産車間、 循環使用;

  (3)吸附效率高;

  (4)安全可靠;自主創新、 具有完全自主知識産權;

  (6)控制技術先進;

  (7)适合于連續混捏成型與間斷混捏成型,現有生産線改造和新建工程。

  3. 4 焙燒煙氣聯合法淨化。

  将預除塵、 全蒸發噴淋、 電捕焦油和幹法氧化鋁。

  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:淨化效率高, 無二次污染, 操作管理方便等優點, 淨化後污染物排放指标遠均低于國家标準、 達到國際标準。

  4 炭素生産節能減排技術新動向。

  目前及今後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);設淨化設施的焙燒技術;廢棄炭粉間歇式燃燒架用于敞開環式焙燒爐;石墨化爐的餘熱回收與煙氣脫硫;焙燒爐餘熱的回收利用與煙氣脫硫技術;炭素原料煅燒餘熱進一步回收利用與過程脫硫技術;炭素生産 “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, 炭素材料産品下遊行業的節能減排、 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, 提高設備性能指标, 降低能耗。

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

  (4)生制品瀝青煙氣幹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将發揮顯著效果