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电煅烧炉 (electric calciner)
一种利用电热煅烧无烟煤的热工设备。加入炉膛的生无烟煤靠自重从电极之间通过,利用物料本身的电阻使电能转变为热能,加热到高温,以除去物料中的水分和挥发分,得到高质量的,热性能稳定的煅后无烟煤。煅烧电流的大小和物料在炉内的停留时间决定煅后无烟煤的质量。而这两者都和加排料的量有关。新加进的无烟煤电阻率较大,可以抵消煅烧过程中炉阻的下降,使煅烧电流基本保持恒定。所以适当的加排料量与煅烧电流的恰当配合,是获得质量稳定的煅后无烟煤,保证煅烧能正常进行的重要条件。
电煅烧炉具有结构简单紧凑,操作连续、方便,容易实现生产自动化,可以获得高的煅烧温度,使部分煅后料具有半石墨化性质,是制造高质量炭素制品必不可少的热工设备,特别适合无烟煤的煅烧。这种炉子的缺点是不能利用煅烧过程中产生的挥发分。
电煅烧炉有多种不同的形式。有使用悬吊式导电电极的敞开炉和导电电极砌在衬砖内的密闭炉。导电电极有垂直布置的,也有水平布置的。加排料有连续的也有间断的,等等。在电炭工业中采用的都是小型电炉,装备水平不高,技术水平比较落后,而中国铝厂和炭素厂已建成容量较大,技术比较先进的电煅烧炉,以下着重对这种炉型进行介绍。
基本结构电煅烧炉的结构见图1。炉体为一竖直的圆筒外壳,内衬耐火材料,自上而下分别作为炉子的预热带和煅烧带。耐火材料内衬以下是带水冷的炉壁,作为炉子的冷却带。在炉子的上下两端各有一根电极,上部电极通过吊架挂在电动葫芦上以调整高度,并借助水冷的电极夹持器与母线排连接。下部电极呈锥形,用水冷支架支撑和连接母线排,变压器是单相多极调压式,通过母线排和上下电极构成电流回路,生产时按一定的电压级别和极距,以及无烟煤的电阻,而获得一定的电流。生无烟煤自炉顶部的下料斗靠自重装入炉内,当电流流过即被加热,随着排料的进行料层逐渐下移,并被预热和煅烧,到达炉底的煅后料经水冷壁,水冷支架和水冷料盘的冷却,温度降低,由旋转的刮板排出,最后由振动输送机送煅后贮仓。刮板的转动是用多盘式无级变速器传动蜗杆减速器的小齿轮,再带动大齿圈实现的,用变速的办法使刮板的旋转速度改变,就能控制排料量。煅烧过程中产生的烟气经炉顶的烟管排放至大气。电煅烧炉设有专门的控制室,给操作人员提供从加料到排料一整套设备的监控、指示、记录、调整等操作上的方便。
煅烧过程的控制电煅烧炉在正常运行时电压级别,电极极距是固定的,保持煅烧电流稳定需要适量的加排料配合,排料是由刮板实现的。加料则靠自重自动进行,排多少料就同时有同样多的料加入炉膛内。在实际操作中对刮板的控制有手动和自控两种方式。这两种方式都是通过调整刮板传动无级变速电机的转速。所不同的是手动是根据操作人员的判断,直接转动手轮调速。自控是根据煅烧电流的大小,由控制仪表把调整的信号传给伺服电机,由伺服电机实现对多盘式无级变速器转速的自动控制。煅烧过程的自动控制就是要在煅烧电流设定的范围内自动调节煅后无烟煤的排料量。在上下电极42间煅烧的无烟煤,如果电阻率小,电流超过规定的上限,刮板就增速,并发出信号排料量就增加。反过来,电流低于规定的下限,排料量就减小。如此便可以基本保持煅烧电流的稳定,使煅后无烟煤的质量一致并符合生产的要求。
启动启动是建成的电煅烧炉投入正常生产前的一项重要作业。其作用是焙烧上部和下部电极,将炉膛温度提高到正常加排料的温度,为炉子的正常运行做好准备。
其作业步骤先是安装下部电极外壳,向上、下电极外壳内一面充填一面捣固已加热(约110℃)软化了的电极糊,然后往炉内加煅后无烟煤至距上部电极约0.5m处,在此上面堆放木柴进行烘烤,约24h上部电极即焙烧完毕。向炉内继续补充煅后无烟煤至埋住上部电极,然后按预先制定好的启动曲线送电,电流转化的热量把下部电极逐渐焙烧为具有一定强度、导电性好的电极。焙烧过程中要逐渐加大送入炉内的电量,以满足电极糊焙烧时的升温要求。启动曲线就是根据以上原理并总结实践经验制定出来的。它表示电炉启动时送电量与时间的关系。图2中的曲线为其一例。具体操作中要采用电压级别的切换和改变加排料的量来调整炉子的送电负荷,并适时地开通冷却水系统,以保证启动能顺利进行。当加进的生无烟煤经煅烧后取样,测定粉末电阻率合格后,炉子即可正常加排料,转入正常运行.启动送电曲线展望有些国家在改进电煅烧炉方面公布了一些专利,具体内容有:(1)保持连续性生产和提高自动化控制水平。
(2)利用煅烧时产生的挥发分可燃物。
(3)出炉煅后料的余热回收。
(4)对加入炉中的生料进行预热,缩短物料在炉内的停留时间。针对上述课题进行研究开发,必将使电煅烧炉的技术水平提高一步。

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标签: 电煅烧炉

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