铝电解预焙阳极生产线节能技术可行性研究报告(编辑修改稿)

铝电解预焙阳极生产线节能技术可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

混捏：储料斗内不同粒级的物料，经配料计量后，进入混捏锅进行预热，达到一定时间、温度后，再放入液体沥青，进行混捏。 振动成型：液体沥青与煅后焦混捏好后形成可塑性好的糊料，送入振动成型机，物料在振动成型机内边振动边加压，最终振型成阳极生坯。 振型好的生阳极放入水池中降温冷却 34小时，降温后送窑炉焙烧，废品破碎重新返回生产 工序再利用。 焙烧 将振动成型的生阳极块，装入焙烧炉，再装填充料，填充料是粒径 26 mm 的冶金焦，本项目所用焙烧炉为十八室环式焙烧炉，共有 3台，所用燃料为天然气，生阳极块在焙烧过程中所产生的挥发份通过焙烧炉的竖缝进入火道，天然气与挥发分燃烧所产生的废气（ G5）经沥青烟静化除尘器处理后，通过 55 米的排气筒排放。 生产工艺流程如下图： 二、主要耗能工序 碳素企业是资源循环利用型企业，主要原材料为延迟石油焦和固体煤沥青。 煅烧车间 为使延迟 石油 焦排除水份和挥发份提高导电率和真密度、强度增加，进行热处理，煅烧温度为 1250℃～ 1300℃。 煅烧后真比重粗碎 石油焦 煅烧 中碎 配料 混捏 振动成型 焙烧 预焙阳极 筛分 计量 冷却 G1 G3 G4 G4 G5 N1 N2 N3 沥青罐 沥青 G2 冶金焦 ,水份≯ %,挥发份≯ %。 煅烧耗能是原料自身所含的可燃性气体挥发份。 企业现有原料煅烧炉 6台，分别为 1台8 罐， 1 台 12 罐， 3 台 24 罐， 1 台 30 罐。 其余热热能可达922x104kcal/h. 生阳极车间 生阳极车间选用 4台 3000立升混捏锅、 3台 2020立升混捏锅、5 台 1200 立升混捏锅，混捏锅的作用是将加入锅内配好的干料与液体沥青一起在一定温度下混捏成可塑性的糊料待成型。 混捏锅的热源来自于热媒加热、热媒进口油温 245℃，出口 220℃，糊料温度不低于 170℃。 耗能： 426万 kcal/h。 高位槽、沥青称、沥青管道保温热媒进口 230℃，出口 210℃，耗能 54 万 kcal/h。 生阳极车间耗能合计 480 万 kcal/h。 公司食堂和浴池耗能 30万 kcal/h。 沥青熔化库 沥青熔化工序是将固体沥青加入沥青熔化槽中 间加热熔化成液体沥青。 沥青熔化的目的是除去沥青的水分和杂质。 热源为热煤，热媒进口温度 230℃，出口温度为 210℃。 企业现有 5台 60t沥青熔化槽、 2台 30t沥青熔化槽、 4台 40t沥青熔化槽。 耗能： 120 万 kcal/h。 焙烧车间 焙烧车间是炭素企业耗能较大的工序，由生阳极车间生产的生预焙炭块运到焙烧车间，放入焙烧炉中加入填充料进行热处理，焙烧温度 1250℃，经热处理的预焙阳极导电率达到 55～ 65μΩ .m,耐压强度 29～ 32Mpa,体积密度 ～。 真密度≥。 企业现有 阳极焙烧炉 3台，其燃料为天然气，由于火道的设计不合理 吨制品耗能 122125标立天然气，耗能约为 110179。 104kcal/t 产品。 传统能耗指标 按传统工艺设计，其单位产品能耗指标为： （ 1）焙烧炉用天然气热耗 (110179。 104kcal/t) （ 2）沥青熔化、静置、混捏等生产用热媒热耗： (40179。 104kcal/t) 第二节 节能潜力分析 某某碳素有限公司为年产 12 万吨铝电解用预焙阳极的（加工）资源循环利用型企业。 企业现有的窑炉设备有：原料煅烧炉 6台，分别为 1台 8罐， 1 台 12罐， 3台 24罐， 1台 30 罐及生制品焙烧用的 18 室阳极焙烧炉 3台，年产铝电解用阳极 12 万吨。 现简要计算其余热能量。 一、煅烧炉的节能潜力分析 煅烧工序选用 6台罐式 8层火道顺流罐式煅烧炉，其中 1台 8罐炉、 1 台 12 罐炉、 3 台 24 罐炉、 1 台 3 罐炉。 罐式炉在正常生产时不使用外加燃料，靠被煅烧的延迟石油焦（石油焦自身所带的10％～ 12％）的挥发份燃烧所产生的热量来保证煅烧所需的温度，同时排出 850℃～ 980℃的烟气，烟气量 3000～ 9000 Nm3/t178。 台不等。 按 8 罐煅烧炉计算，每罐每小时排料 90kg（空气过剩系 数取 时） Vn=8179。 90247。 179。 179。 179。 25=3360m3/h（烟气量） 其中： 8—— 8 罐 90—— 90kg/罐 .h —— 75%的实收率 —— 10%的挥发份含量、 空气过剩系数取 ，每立方米挥发份生成烟气 25m每千克挥发份 )。 取入口的温度 900℃，出口温度 400℃时的热容（分别为℃、 ℃）。 Q 热 =3360179。 （ 900179。 179。 ）179。 （ ）=604884kcal/h。 即 8 罐煅烧炉每小时可以回收热能 604884kcal/h。 每年可回收热能（折算成标准煤： 604884179。 24179。 30179。 12247。 7000=746 吨标准煤）。 同理： 12 罐煅烧炉可回收的热能 907326kcal/h； 3 台 24 罐煅烧炉可回收的热能 5443956kcal/h； 30 罐煅烧炉可回收的热能 2268315kcal/h； 煅烧炉全年可回收的热量值（折算成标准煤）为： 11385吨标准煤。 二、焙烧炉的节能潜力分析 对 筑炉材料、火道宽度、 炉墙厚度、 自动化燃烧设备及控制系统进行改造，改造后 ，可由原来 （ 110179。 104kcal/t） 制品降低至（ 60179。 104kcal/t） 吨制品，每吨制品约降耗 57Nm3天然气（天然气的热值按 9000kcal/Nm3） 120200179。 50179。 104247。 7000=8570吨标准煤。 第三节 节能改造的主要内容及节能总量 一、 煅烧炉烟气的余热利用 煅烧炉烟气利用热油炉回收热量后可用作生阳极车间用热设备和沥青熔化库的沥青溶化槽，同时可用于职工浴池和公司食堂做饭。 根据热油炉的技术参数和计算需吸收余热量。 选择供热能力为 160179。 104kcal/t的热油炉及其配套机车 1台套， 120179。 104kcal/t的热油炉及其配套机车 3 台套， 50179。 104kcal/t 的热油炉及其配套机车 1台套，共选用 5台（套）不同规格型号热油炉。 回收热量 570179。 104kcal /H，将 1 台 60吨沥青溶化槽和 2台 30 吨沥青融化槽直接用高温烟气加热融化，可回收热能 30179。 104kcal /H，其他热能用于职工浴池和公司食堂做饭，可回收热能 30179。 104kcal /H。 因罐式炉运转率高达 95％以上，其排出热量完全可以保证生产和生活用热。 全厂用热的热平衡及供热方案见下表： 表 31 全厂用热的热平衡及供热方案表 热源 热支出 供热方案 导热油炉、换热器 922179。 104kcal/h 生产工艺 600179。 104kcal/h 导热油直接供热 煅烧炉冷却水及换热器 茶炉采暖 20179。 104kcal/h 导热油换热、冷却水热能 食堂淋浴 10179。 104kcal/h 热油换热 该公司每小时可生产阳极： 吨 每吨产品可带能 630179。 104/=179。 104kcal/t（折合标准煤 ） 公司热能平衡图：见 cad 热能平衡图 结论：通过公司内 6台煅烧炉增加余热热媒炉和沥青融化换热装置，可取消原供五台蒸汽锅炉 的年 11000吨原煤的采购，折合标准煤 179。 120200T/a＝ 7870t/a。 注：标煤按 7000kcal/t计算。 二、焙烧炉改造 设计节能环保环式铝电解用预焙阳极焙烧炉型 焙烧炉设计参照法国 AP 炉，将火道内的隔墙进行改造，增加隔墙的数量，有 3道调整为 5道隔墙，从而拉大了制品温度和火道温度差，使制品中的可燃气体在炉内充分燃烧； 焙烧炉的外墙的保 温砖由原来的 240mm厚，增加到 480mm厚，增强保温效果。 通过改造， 提高了产品质量，降低了能耗。 工艺操作改变 密封焙烧炉的后三个预热炉室，减少 冷空气的过量进入，保持火道内负压及气流的稳定。 改造效果 老式焙烧炉每吨制品的天然气消耗量 122N m3/吨， 节能环保环式铝电解用预焙阳极焙烧炉的 用量为 65N m3/吨。 如年产量为 12 万吨的节能环保环式铝电解用预焙阳极焙烧炉，年可节约天然气 680万 m3，天然气按 / m3计算，每年可节约资金投入 1768万元，在节约天然气用量的同时，由于制品自身可燃气体挥发份的充分燃烧，减少了废气排放总量。 另外，通过改进炉型，成品率提高了 ％，按年产 12 万吨计算节能环保环式焙烧炉与老式焙烧炉的节约对比如下表 32： 表 32 节能环保环式焙烧炉与老式焙烧炉的节约对比表 序号 项目 天然气 成品率 合计 1 老焙烧炉 122N m3/吨179。 12 万吨＝ 1464 万 Nm3 95% 2 节能环保环式焙烧炉 65Nm3/吨179。 12 万吨＝ 780 万 Nm3 % 3 老式炉与节能炉比较值 57 Nm3/吨179。 12 万吨＝ 684 万 Nm3 %179。 12万吨＝ 4320吨 改造后能耗由原来的 110179。 104kcal/t— 产品降至 60179。 104kcal/t（节能量折合 标准煤 ）。 结论：通过对焙烧炉的火道隔墙由 3道调整为 5道，拉大了制品温度和火道温度的差，使得制品自身的可燃性气体挥发份在最初溢出后，即可达到着火温度，因此可以使其充分燃烧，即可以节约燃料天然气，又可以起到环保的作用。 全年可节约天然气 680万标 立天然气。 全年节能 179。 120200T/a＝ 8570t/a。 三、项目总体节能量 与国内同类型企业相比，本设计节能效果显著，比较如下表： 表 33 能耗比较表 序号 项目 设计能耗 国内同类型厂能耗 节能 折合标准煤kg/t 1 煅烧炉烟气的余热利用 179。 104 2 焙烧炉改造 60179。 104kcal 110179。 104kcal/t 50179。 104kcal/t 每吨产品节能 +＝ 137kg标准煤 /t 产品。 全年节能 179。 120200T/a＝ 16440t/a。 第四章 项目建设地点与建设条件 第一节 项目建设地点 一、地理位置 德城区地处山东省西北部，北与河北省接壤，位于东经 115176。 45′～ 117176。 24′，北纬 36176。 24′～ 38176。 00′。 京沪、石德两大铁路线在此交汇， 104国道和京福高速公路纵横而过，交通条件十分便利。 二、 项目建设地点 项目建设地点位于某某碳素有限公司内。 某某碳素有限公司位于德城区天衢工业园，在 **市德城区北部，北临南干渠，东邻翟时庄。 第二节 项目建设条件 一、自然条件 地形、地貌 德城区处于鲁北黄河冲击平原，地形平坦。 海拔高度 ～，基地为奥陶纪灰岩，浅层沉积物均系长期以来黄河进入山东后冲积物质，地形变化受黄河近期迁移泛滥的直接作用，形成了垄岗地形、缓平坡地、洼地及河槽洼地等四种地貌形态。 地形自西南向东北倾斜，地面自然坡降为 1/5000～ 1/10000，地面标高一般为 18～ 24米。 该地区属第四系地层发育，厚度可达 280米以上，基本以粉土、亚砂土、亚粘土沉积为主，沉积相复杂。 本项目周围为平整的农田，无任何危害地貌，土层埋深 ～ 米处为粉质 粘土层。 冬季最大冻土深度 48厘米。 气象条件 本地区属暖温带大陆性季风气候区，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷少雨雪。 全年平均气压 1014hPa，年平均气温 ℃，年平均降水量 593mm，年平均湿度 64%，年平均风速 ，全年主导风向 SSW，风频 14%，全年静风频率 %，次多风向为 S。 年极端最高气温 ℃，年极端最低气温 22℃。 水文地质 （ 1）地下水 评价区属黄河下游冲积平原，一般分为三层：浅层潜水 — 微承压含水层组、中深层承压含水层组、深层承压含水层组。 浅层潜水 — 微承压含水层组：咸、淡分布情况复杂，淡水适合饮用，矿化度＜ 2g/L，含氟量小于 1mg/L。 中深层承压含水层组：不适合饮用，矿化度 2～ 5g/L，含氟量3mg/L。 深层承压含水层组：比较适合饮用，但含氟量高，长期饮用能引起 “氟斑牙 ”等地方病，矿化度＜ 1g/L，含氟量 3～ 6mg/L。 近几年，德城区通过引黄河水，供应城市饮用水。 项 目用水为厂区内的自备水井提供的地下水。 （ 2）地表水 项目所在的地表水流域是。