專利名稱:在分室爐中烘焙碳塊的優(yōu)化燃燒裝置和方法
本發(fā)明涉及一種在帶有開式室的爐中烘焙碳塊的優(yōu)化燃燒裝置和方法，所述碳塊特別地但又不僅僅用于在采用霍爾-赫羅爾特電解法生產(chǎn)鋁時作為電解槽，該碳塊通常還用于電冶金。
“碳塊”一詞在下文指由碳糊成型并經(jīng)過烘焙后用于電冶金爐的任何產(chǎn)品。
例如，在電解溶于熔融的冰晶石中的氧化鋁生產(chǎn)鋁時，用于這種生產(chǎn)的電解槽就是在大約120～200℃把瀝青和碎焦炭混合成碳糊，經(jīng)成型而制得的。成型以后，陽極在大約1100～1200℃溫度下焙燒或烘焙大約一百小時。其它類型的碳塊也用同樣的方法制成。
雖然有一些在隧道式烘爐中連續(xù)烘焙的方法，但全世界目前所使用的烘焙設(shè)備大部分是稱為“回轉(zhuǎn)燃燒”(環(huán)形爐)或“前進(jìn)燃燒”的“分室爐”，這些爐子分為兩類，即封閉爐和具有“開式室”的爐子，它們的應(yīng)用非常廣泛，第2699931號美國專利專門描述了這種爐子。本發(fā)明特別地適用于開室爐。這種類型的爐子包括兩個平行排，其全長約可達(dá)到一百米以上。
各排包括一系列的室，各室由橫向壁分隔，室的上部敞開，以便能裝入原料塊和卸下烘焙過的冷卻的碳塊。各室包括平行于爐子的主軸線設(shè)置的、帶有薄壁的空心隔墻組件，起烘焙作用的熱氣體在空心隔墻組件中流通，隔墻與分隔間相間，欲烘焙的碳塊就堆放在分隔間中，沒入碳粉(碎焦炭、無煙煤或碳渣或任何其它粉末填料)中。舉例說，每一室可相間排列有六個分隔間和七道隔墻。
空心隔墻的上部有可封閉的開口，稱作“孔”，空心隔墻還包括用于增加燃燒氣體的長度和使其流量分布更為均勻的擋板。
爐子由長度等于室的寬度的燃燒器排加熱，燃燒器的噴嘴設(shè)置在上述室的開口孔上。燃燒器的上游(相對于燃燒的前進(jìn)方向，有一根燃燒空氣吹管，而下游有一根用于抽出已燃?xì)怏w的管子。加熱作用由兩個方面產(chǎn)生，即噴射的燃料(氣或燃油)的燃燒和碳塊在烘焙時放出的瀝青蒸氣的燃燒。
在烘焙過程中，由燃燒空氣吹管、燃燒器和已燃?xì)怏w吸管組成的組件24小時運行，例如，各室依次裝入原料塊、自然預(yù)熱(借助已燃?xì)?、在1100～1200℃(全燃燒區(qū)中)強制預(yù)熱和烘焙、碳塊的冷卻(和燃燒氣體的預(yù)熱)、已烘焙的碳塊的卸下，在需要時的維修作業(yè)和新的循環(huán)的開始。
碳塊的質(zhì)量(陽極、陰極或側(cè)襯)是關(guān)系到霍爾-赫羅爾特電解煉鋁法的生產(chǎn)過程和經(jīng)濟(jì)性的一個主要因素，必須優(yōu)選烘焙條件，以便達(dá)到理想的質(zhì)量水平并降低能量消耗水平，即陽極每噸750～800therms(約870～930度/噸)。
合理控制燃燒過程可在各室造成循序浙進(jìn)的烘焙溫度，避免生成煙氣，保持最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)(隔墻的耐火材料強度高，使用壽命長，燃料消耗最少)。
人們把使碳塊的溫度隨一定的曲線升高，從而符合烘焙作業(yè)的各個階段作為既定的目的。
該曲線確定了在全燃燒條件下室的隔墻中的氣體溫度的理論曲線，該曲線考慮到揮發(fā)性材料所提供的熱。該曲線大致包括約1200℃以內(nèi)的線性部分，然后是保持在該溫度的平直部分。
例如，陽極烘焙的最終溫度(1100～1200℃)取決于原料的性質(zhì)，對該溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使陽極具有最佳特性。
氣或油在強制預(yù)熱和全燃燒區(qū)的燃燒靠自動裝置實現(xiàn)，該自動裝置根據(jù)對隔墻內(nèi)溫度的測量結(jié)果伺服控制燃燒器。
另一方面，在很大程度上取決于通風(fēng)的控制的自然預(yù)熱常常保留為人工控制。
隔墻的通風(fēng)通常調(diào)節(jié)為爐中的真空度在各時期保持不變。爐子的操作者依據(jù)對隔墻的如下檢測的觀察結(jié)果調(diào)校真空度的基準(zhǔn)值，使其增大或減小一排隔墻的加熱比其它排延遲或提前，出現(xiàn)煙氣，排氣條件，燃燒事故(稱作“驟燃”)。
如果隔墻的真空度過低，則低壓區(qū)不能從碳?xì)浠衔?燃油或氣或來自瀝青的揮發(fā)性材料)充分抽出煙氣。如果真空度過高，則由于滲透作用，低壓區(qū)會吸入過多的空氣。在這兩種情況下，爐子的熱平衡表受到嚴(yán)重破壞，在這兩種情況下，還會由未燃燒的材料生成煙氣(由于前一種情況下的空氣不足和由于在第二種情況下燃燒區(qū)過分地朝冷區(qū)擴(kuò)展)。
因此用于優(yōu)化爐子性能的通風(fēng)調(diào)校關(guān)系到綜合因素，這取決于爐子操作者的經(jīng)驗和頻繁的觀察。
為了避免陽極溫度升高到預(yù)熱操作值的任何延遲(補償這種延遲是困難和昂貴的)，操作者往往采用明顯超過必需值的真空度。另一方面，由于燃料供給是周期性的(揮發(fā)性材料的放出和燃油或氣體的輸送)，這使燃燒所需要的空氣發(fā)生變化，應(yīng)當(dāng)調(diào)節(jié)流量和真空度值，但實際上這是不可能以最佳和可重復(fù)的方式由人工方法實現(xiàn)的。
第EP-A-133842號歐洲專利申請描述了一種用于控制烘焙碳素陽極的分室爐的方法，它包括至少兩個平行的排，其端部通過氣體分配管道相連，氣體分配管道裝有馬達(dá)驅(qū)動的流速控制風(fēng)門片，用它可控制爐中的溫度和真空度，但這實際上不會構(gòu)成永久性的優(yōu)化燃燒方法。
本發(fā)明的主題是靠控制吸入各排隔墻的煙氣的流速調(diào)節(jié)燃燒的裝置和方法，煙氣的吸入隔墻是依靠設(shè)置在吸管的各輸送管上的閥門，吸管設(shè)置在燃燒器的下游，燃燒的調(diào)節(jié)還依靠限制設(shè)在全燃燒區(qū)上游的室的隔墻中的增大的壓力，和靠調(diào)節(jié)由吹管吹入的燃燒空氣的流速。
本申請人發(fā)現(xiàn)，主要的最可靠的對調(diào)節(jié)操作提供伺服控制的參數(shù)是通過懸浮于煙氣中的固體顆粒對光源的反射測得的煙氣的暗度，而不是如傳統(tǒng)的暗度測定法那樣，依靠光通過煙氣的簡單透射測定暗度。
更確切地說，本發(fā)明的第一主題是在烘焙碳塊的分室爐中調(diào)節(jié)燃燒的裝置，其中吸管的各輸送管和吹管裝有由馬達(dá)控制的可移動封閉風(fēng)門片，用于測量預(yù)熱區(qū)的相應(yīng)加熱隔墻中的真空度的裝置、用于通過各種熱隔墻產(chǎn)生的煙氣的反射測量暗度的裝置、用于測量溫度的裝置(該測量裝置與用于燃燒器的伺服控制的自動裝置是分離的)、用于控制吸管的封閉風(fēng)門片的位置并從而依據(jù)煙氣暗度、溫度和真空度的綜合測量值控制各隔墻中流速的裝置。
此外，為了優(yōu)化燃燒調(diào)節(jié)，裝備一個用于測量室的隔墻中增大的壓力的裝置，該裝置設(shè)置在全燃燒區(qū)的上游，與用于比較測量結(jié)果和基準(zhǔn)值的裝置相聯(lián)，另一方面，還裝備有一個用于改變?nèi)紵諝饬魉俚难b置，燃燒空氣的流速與向吹管吹入燃燒空氣的風(fēng)機速度有關(guān)，還裝備有用于測量所述空氣流速的裝置。
本發(fā)明的第二主題是在使用上述裝置的分室爐中烘焙陽極的優(yōu)化燃燒方法，其中吸管的可移動封閉風(fēng)門片的位置是根據(jù)預(yù)熱室中的煙氣暗度和真空度的測量結(jié)果控制的，以便能以最小的真空度以及良好的燃燒和循序浙進(jìn)的燃燒氣體溫升曲線操作，并保持最小的煙氣暗度。
此外，為了同樣的優(yōu)化燃燒目的一方面，設(shè)置在全燃燒區(qū)后面(下游)的室的隔墻中保持受控的增大的壓力，以不致影響由燃燒器噴射的燃料(液體或氣體);為此目的，操縱吹管的封閉風(fēng)門片。
另一方面，調(diào)節(jié)由吹管吹入的(由可控流量風(fēng)機輸送的)助燃?xì)怏w的流速，以使可燃材料完全燃燒，可燃材料的一部分由燃燒器噴入的燃料構(gòu)成，一部分由瀝青的揮發(fā)性成分構(gòu)成，瀝青的揮發(fā)性成分是碳塊在烘焙過程中放出的。
附圖的說明圖1至圖8圖示了本發(fā)明圖1(剖視圖)和圖2(部分切除)表示帶有“前進(jìn)燃燒”式開口室的爐子的總體結(jié)構(gòu)，以幫助充分理解本發(fā)明;
圖3是根據(jù)本發(fā)明的開室爐的結(jié)構(gòu)的平面示意圖;
圖4是在實際使用本發(fā)明的第一實施例中涉及吸管的剖視圖;
圖5表示測量煙氣暗度的裝置;
圖6和圖7表示煙氣暗度測定的另外兩個實施例;
圖8是表示陽極在烘焙過程中的溫度TA相對于時間的變化、陽極放出的揮發(fā)性材料的生成和燃燒由燃燒器噴射的燃料加上揮發(fā)性材料的能量消耗的示意圖。
參見剖視圖1，圖1中表示出了隔墻1，隔墻1的上部通過輸送管或噴嘴2連接到管3，管3本身連接到總集流腔4。吹管和吸管的結(jié)構(gòu)實際上是相同的，它們可根據(jù)具體情況連接到室的開口孔或橫向壁的開口孔，如我們已在第2535834號法國專利(相應(yīng)英國書第2129918號)中所描述的那樣。分隔間5中放置碳塊，例如，埋入碳粒材料(未示出)的陽極6(在局部剖切圖2的左部可看到)。
加熱隔墻的擋板7用于增加熱氣體的流動通路的長度，以使分隔間5中的產(chǎn)品溫度均勻。
室(或橫向壁)的上部的可封閉孔8可使燃燒器組件(未示出)、空氣吹管和吸管以及(在某些情況下)測量裝置(熱電偶和真空度測量裝置)定位。
室依次由橫向壁9分隔。爐子的主軸線由線X-X′表示。
根據(jù)本發(fā)明，可移動風(fēng)門片11設(shè)置在吸管3和對應(yīng)的開口孔8之間的各輸送管2中，風(fēng)門片11由馬達(dá)12控制(此處使用的“馬達(dá)”一詞是廣義的，例如，包括用液壓缸或用機動的機構(gòu)控制)。吸管3設(shè)置在第一室，該室用于自然預(yù)熱(圖2和圖3)。吹管25的輸送管也裝有可自動移動的風(fēng)門片，其目的下文將詳細(xì)描述。
從理論上說，可在輸送管2中直接測量煙氣暗度。但是，由于煙氣的局部紊流，使得難以進(jìn)行穩(wěn)定和可復(fù)現(xiàn)的測量。經(jīng)過選擇，采用了把欲進(jìn)行暗度測定的煙氣從一個專門的孔13引出的方式，孔13是用于引導(dǎo)溫度或真空度測量探頭14的。引出的煙氣進(jìn)入測量室15，測量室15通過隔板16連接到吸管10，隔板16開有通孔17，形成遮光板(見圖4)。
另一種避免煙氣中紊流的不利影響的方式包括用一個附加室18(如圖6中所示)作為測量室;若進(jìn)口連接到對應(yīng)于上升氣流區(qū)的開孔8A，出口連接到對應(yīng)于下降氣流的開孔8B，則煙氣流的一部分以旁路關(guān)系轉(zhuǎn)向。
圖7表示另一個實施例，其中輸送管2是一段長的直管，足以使其中的紊流受到相當(dāng)程度的限制，而不會影響暗度測量。
測量探頭設(shè)置在測量室上部的剛性板上。
暗度測量裝置包括發(fā)射器探頭19;
接收探頭20;
測量盒21;
各探頭19、20和測量盒21之間由光導(dǎo)纖維22連接的連接件。
發(fā)射器探頭19由光導(dǎo)纖維22A連接到發(fā)射調(diào)制可見光的光源，光源設(shè)置在盒21中。
照射室中的煙氣的發(fā)射器探頭19的軸線與室18的壁面約成45°角。設(shè)置在距發(fā)射器探頭19約10厘米處的接收探頭20也與室18的壁面成45°角。
兩個探頭的軸線相互成約80°角。這樣，探頭19發(fā)射的光不能直接到達(dá)探頭20，探頭20僅能接收到懸浮在煙氣(未燃燒材料和灰塵)中的固體顆粒所反射的光，圖5中以小黑點示意性地表示了煙氣(也表示了上述的80°角度值)。
反射光通過光導(dǎo)纖維22B傳送到盒21，并在其中由光電二極管檢測。調(diào)制電信號不含任何連續(xù)寄生分量，調(diào)制信號被線性地轉(zhuǎn)換成模擬(或數(shù)字)輸出信號，經(jīng)過處理并設(shè)定在需要的電平，用于馬達(dá)12的伺服控制，以控制設(shè)置在輸送管2中的可移動風(fēng)門片11的位置。此外，同樣的信號還可由預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成每立方米煙氣所包含的固體顆粒的毫克數(shù)。
基于上述原理對整個分室爐的調(diào)節(jié)，意味著這種裝置安裝在加熱隔墻的各個出口，舉例說，加熱隔墻的數(shù)目可以是七個(即圖2和圖3所示情況)。
測量盒21可為所有暗度計所通用，但每條線路或通道可各自裝有獨立的檢測放大器，或裝有一個多路檢測放大器。
考慮到爐區(qū)的溫升，盒21設(shè)置在距爐子一定距離處，約可為十米或幾十米。
用光導(dǎo)纖維傳遞信號容許溫度達(dá)到350℃，如果需要，采用一些保護(hù)措施，容許達(dá)到400℃。發(fā)射和接收探頭最好包括用于吹新鮮空氣的輔助管路23，其目的是防止固體顆粒積聚在光導(dǎo)纖維的端部24。
爐子的調(diào)節(jié)作用是優(yōu)化陽極的烘焙，就是說，強制碳塊和氣體的溫升曲線，以使烘焙作業(yè)在最佳條件下進(jìn)行，同時使燃料消耗減至最少，從而優(yōu)化燃燒條件。
烘焙溫度跟隨基準(zhǔn)曲線，調(diào)節(jié)(特別是各排燃燒器的調(diào)節(jié))控制不同燃燒器(間斷操作)的燃燒噴射頻率和幅度。噴射操作由調(diào)節(jié)裝置的自動系統(tǒng)所確定的預(yù)定時間和頻率的脈沖進(jìn)行。調(diào)節(jié)時所考慮到的溫度是在燃燒器之后測得的氣體溫度。
按照自然預(yù)熱區(qū)內(nèi)的氣體暗度測量值可以確定對欲達(dá)到的真空度的調(diào)節(jié)操作，以便把這兩個參數(shù)設(shè)定在最佳值。優(yōu)化作業(yè)是根據(jù)氣體溫度與同一區(qū)域的基準(zhǔn)曲線對比的變化而實現(xiàn)的。與所要求的溫度相差過大時，將對真空度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
經(jīng)驗表明，真空度的輕微變化會導(dǎo)致自然預(yù)熱區(qū)內(nèi)氣體溫度的快速和顯著變化。
調(diào)節(jié)操作考慮到自然預(yù)熱區(qū)的氣體溫度和該氣體的暗度與真空度測量值兩者的變化，根據(jù)特殊的算法對各排隔墻中的氣體流速進(jìn)行調(diào)節(jié)。
因此，必須在連接吸管3和各室的開口孔的各輸送管2上裝備機動風(fēng)門片11。
雖然在理論上各排加熱隔墻1是獨立的并且是與其它隔墻排相隔離的，但是經(jīng)驗表明，隔墻1中的真空度的變化或多或少會對其它隔墻內(nèi)的真空度有影響。因此，最好不要獨立地調(diào)節(jié)各隔墻中的真空度，而不顧室內(nèi)的其它隔墻中的真空度和測得的溫度，應(yīng)當(dāng)一起比較這些值，并按照特殊的算法進(jìn)行處理，以避免任何一個風(fēng)門片的任何突然變化。
舉例說，調(diào)節(jié)過程可在下列條件下進(jìn)行A)通過調(diào)節(jié)風(fēng)門片1，把真空度初始值設(shè)定在0～250pa之間，特別是在40～180pa之間，測得的暗度值能夠穩(wěn)定。
此時，重復(fù)下列過程B)搜索0～250pa，特別是40～180pa的全部真空度范圍，以找到對應(yīng)煙氣最小暗度Y的最小真空度X，其中的參數(shù)是在至少穩(wěn)定30秒以后測得的。
C)調(diào)節(jié)吸管3中的風(fēng)門片11的位置，使真空度值落在X±△X范圍內(nèi)，暗度值保持在最小值Y上下的Y±△Y范圍內(nèi)。
D)比較自然預(yù)熱區(qū)中氣體溫度TG上升的實際曲線和基準(zhǔn)曲線。在對應(yīng)于暗度Y的最小值的最小真空度值附近調(diào)節(jié)本系統(tǒng)，以使預(yù)熱區(qū)氣體溫度TG保持在基準(zhǔn)點上下的T±△T范圍內(nèi)(真空度的增加會使氣體溫度升高)。
此外，暗度在Y±△Y范圍之外的增加有一個時間延遲，因此只有暗度值在延遲時間結(jié)束時仍在Y±△Y范圍之外才會返回到B)過程。
最后，在暗度測量值Y和溫度測量值TG都不合適時，會對風(fēng)門片11起相反的作用，暗度將暫時不被考慮，將自然預(yù)熱區(qū)中的氣體溫度TG正確升高作為優(yōu)先措施。
此外，可進(jìn)一步改進(jìn)燃燒的優(yōu)化效果。
一方面，優(yōu)選助燃?xì)怏w(即空氣)的流速，該氣體由吹管25吹入，控制風(fēng)機26的流速，以吹入一定量的必需的氧，使可燃材料和揮發(fā)性材料完全燃燒，并使煙氣暗度保持在最小值;
另一方面，借助對吹管25的風(fēng)門片(與吸管的風(fēng)門中11等同并以同樣的方式驅(qū)動)的調(diào)節(jié)，使設(shè)置在全燃燒區(qū)(圖2中的27)后部的室的隔墻中的剩余壓力保持在0.5mm和5mm水柱之間，最好在1mm和2mm水柱之間(即分別為4.9～49pa，最好9.8～19.6pa，這些值可化成整數(shù)，即5～50pa，最好10～20pa)。
可進(jìn)行檢測以保證調(diào)節(jié)作用不會造成隔墻中的氣體溫度TG明顯下降。
為達(dá)到上述目的1)在全燃燒區(qū)前面室27的一排開口孔設(shè)置一排真空度測量裝置28，它包括的測量管嘴與爐子所包括的隔墻一樣多(即7個)，剩余壓力固定在一個基準(zhǔn)值，例如2mm水柱(即約為20pa)，測得的值與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，對風(fēng)門片進(jìn)行機動控制以調(diào)節(jié)吹管20，從而將剩余壓力調(diào)節(jié)到基準(zhǔn)值。
2)按下列方式調(diào)節(jié)燃燒空氣的流速由燃燒器排29噴射的氣體或油形成第一部分燃料。噴射是由調(diào)節(jié)裝置根據(jù)升溫程序校準(zhǔn)了頻率和時間的脈沖實現(xiàn)的，各脈沖對應(yīng)于預(yù)定的燃料量。因此，記錄脈沖的數(shù)目和時間就能確定噴射的燃料量。燃料的另一部分來源于碳塊在烘焙過程中放出的揮發(fā)性材料;實際上，碳塊由碳粒料和粘接劑構(gòu)成，在大多數(shù)情況下，粘接劑是瀝青。
揮發(fā)性材料的數(shù)量可從以下方式得出測量自然預(yù)熱室中的氣體溫度TG。借助數(shù)學(xué)模型(和實驗驗證)，已經(jīng)確定了在隔墻中流通的燃燒氣體溫度TG和自然預(yù)熱室中的陽極實際溫度TA之間的相關(guān)曲線。
利用數(shù)學(xué)模型和實驗測量值還確定了揮發(fā)性材料相對于陽極溫度TA的生成曲線(圖8)，最后，還確定了揮發(fā)材料中C和H的比例以及C燃燒形成CO2和H形成H2O所必需的氧量。
因此，通過測量溫度TG和每單位時間所噴射的燃料量，能夠減少完全燃燒所必需的氧量。因此，只需在保持設(shè)置在全燃燒區(qū)下游的燃燒室的隔墻中的壓力穩(wěn)定增加的同時調(diào)節(jié)風(fēng)機26的流量，以不斷地調(diào)節(jié)實現(xiàn)最佳燃燒所需要的氧量，最佳燃燒由按上述方法測得的最小煙氣暗度值所確定。
本發(fā)明已應(yīng)用于生產(chǎn)陽極的工業(yè)分室爐中，這種陽極用于280KA下作業(yè)的一系列電解槽。這種分室爐包括40個分為平行的兩排的室，各室包括六個分隔間，六個分隔間與七道加熱隔墻相間。
以旁路關(guān)系安裝在第一和第三開口孔之間的暗度測量室是一個水平筒體，其直徑為500mm，長度為900mm。進(jìn)口通道25A和出口通道25B的直徑為100mm(圖6)。
兩個探頭相隔約100mm設(shè)置，并在其間形成約80°角(如圖所示)。
風(fēng)門片的調(diào)節(jié)由機動的缸體控制，機動的缸體本身由調(diào)節(jié)盒伺服控制。
用于測量溫度的裝置(熱電偶)和測量真空度的裝置都是傳統(tǒng)使用的。
真空度的變化限制在40～180pa，初始值設(shè)定在80pa。
全燃燒區(qū)下游的最后的自然冷卻室中的增加的壓力保持在20pa。
經(jīng)過六個月的運行以后，觀測到烘焙陽極的能量消耗下降了約15～16%。
還應(yīng)指出，本方法還有其它優(yōu)點可實現(xiàn)烘焙過程控制的全自動化;
可即刻檢測到燃燒器的故障和冷空氣進(jìn)口處的異常;
明顯減小了用于處理爐子所排放氣體的系統(tǒng)的尺寸;
此外，通過對吹入燃燒空氣量的精確控制，本方法具有對暗度的雙重調(diào)節(jié)作用靠調(diào)節(jié)吸管3的封閉風(fēng)門片11處的真空度和調(diào)節(jié)由吹風(fēng)機26吹入的空氣流速。因此，不完全燃燒的可能性極小;
最后，能夠可靠地延長爐子的使用壽命，或更確切地說，延長爐室修理周期的時間。
本發(fā)明適用于各種類型的碳塊烘焙用于電解鋁的陽極和陰極，用于電冶金的圓柱形電極以及石墨化的電極和其它形狀的部件。
權(quán)利要求
1.一種在稱為環(huán)形爐的分室爐中烘焙碳塊的優(yōu)化燃燒裝置，所述爐包括多個排成一列的預(yù)加熱、烘焙和冷卻室，各室由相間排列的空心加熱隔墻1和分隔間5構(gòu)成，燃燒氣體在空心加熱隔墻1中流通，欲烘焙的碳塊6堆放在分隔間5中，燃燒氣體由吸管3抽出，吸管3由輸送管2連接到第一自然預(yù)熱室的各加熱隔墻1，與風(fēng)機相連的吹管25吹入需要的空氣，所述裝置的特征在于吸管的各輸送管2裝有由馬達(dá)12控制的可移動封閉風(fēng)門片11、用于測量對應(yīng)隔墻中的溫度和真空度的裝置、用于通過反射測量由各加熱隔墻1產(chǎn)生的煙氣的暗度的裝置19、20、21、以及用于控制封閉風(fēng)門片11的位置，并因此而根據(jù)煙氣暗度、溫度和真空度的綜合測量值控制各隔墻1中的流速的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于它包括用于調(diào)節(jié)風(fēng)機25的流速的裝置和用于測量所述流速的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的裝置，其特征在于它包括一排真空度測量裝置28，該排真空度測量裝置包括與爐子隔墻1同樣多的測量管，設(shè)置在全燃燒區(qū)前面的室的一排開口孔上。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3的裝置，其特征在于吹管25的輸送管也裝有由馬達(dá)控制的可移動風(fēng)門片。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的一種在分室爐中優(yōu)化燃燒的方法，其特征在于一方面為了使?fàn)t室中的真空度保持在適合于最佳燃燒條件的最小值，另一方面為了使自然預(yù)熱區(qū)的溫度盡可能保持在接近基準(zhǔn)值A(chǔ))調(diào)節(jié)風(fēng)門片1，使真空度的初始值設(shè)定在0～250pa之間，特別是在40～180pa之間，測量的暗度值可穩(wěn)定，然后，分別B)搜索0～250pa之間，特別是40～180pa之間的全部真空度范圍，以找出對于煙氣暗度值Y的最小真空度X，其中的參數(shù)是在至少穩(wěn)定30秒以后測得的，C)調(diào)節(jié)吸管3的各風(fēng)門片1的位置，使真空度值在X±△X范圍內(nèi)，暗度值保持在最小值Y上下的Y±△Y范圍內(nèi)，D)比較自然預(yù)熱區(qū)中氣體溫度上升的實際曲線和基準(zhǔn)曲線，在對應(yīng)于暗度Y的最小值的最小真空度值附近調(diào)節(jié)本系統(tǒng)，以使預(yù)加熱區(qū)的氣體溫度T保持在基準(zhǔn)點上下的T±△T范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5的一種方法，其特征在于暗度在Y±△Y范圍之外的增加有一個時間延遲，因此只有暗度值在延遲時間結(jié)束時仍在Y±△Y范圍之外才會返回到B過程。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5或6的一種方法，其特征在于當(dāng)暗度測量值Y和溫度測量值T都不合適時，會對風(fēng)門片起相反的作用，暗度將暫時不被考慮，以保證正確升高自然預(yù)熱區(qū)中的氣體溫度作為優(yōu)先因素。
8.根據(jù)權(quán)利要求
5至7的一種方法，其特征在于把設(shè)置在全燃燒區(qū)下游的室3的隔墻中的剩余壓力調(diào)節(jié)到0.5～5mm水柱之間(即大致為5～50pa)，最好調(diào)節(jié)到1～2mm水柱之間(即大致為10～20pa)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
5至8中任何一項的一種方法，其特征在于調(diào)節(jié)風(fēng)機25的流速，以不斷地吹入使揮發(fā)性材料和燃料完全燃燒所必需的空氣量，揮發(fā)性材料是碳塊在烘焙過程中放出的，燃料由燃燒器29噴入。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9的一種方法，其特征在于通過測量預(yù)加熱室的隔墻中的氣體溫度TG可得知碳塊在烘焙過程中放出的揮發(fā)性材料量，由此可考慮碳塊的原始瀝青含量，應(yīng)用溫度TA和放出的揮發(fā)性材料之間的相關(guān)函數(shù)，從預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出碳塊的實際溫度TA。
專利摘要
烘焙碳塊的帶開口室環(huán)形爐優(yōu)化燃燒的方法和裝置，爐子包括多個排列的預(yù)加熱、烘焙和冷卻室，各室由流通燃燒氣體的空心加熱隔墻和堆放烘焙碳塊的分隔間構(gòu)成，已燃?xì)怏w由經(jīng)輸送管與第一自然預(yù)熱室的各加熱隔墻相連的吸管抽出。本裝置的特征是吸管的各輸送管裝有馬達(dá)控制的可動封閉風(fēng)門、測量對應(yīng)隔墻中溫度和真空度的裝置、通過反射測量各加熱隔墻產(chǎn)生的煙氣暗度的裝置和控制風(fēng)門位置并根據(jù)煙氣暗度、溫度和真空度的綜合測量值控制各隔墻中流速的裝置。
文檔編號F27B13/02GK87104218SQ87104218
公開日1988年1月6日 申請日期1987年6月15日
發(fā)明者德萊耶·克利斯蒂安, 湯馬斯·讓·克羅德, 萬弗倫·克羅德 申請人:皮奇尼鋁公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan