本發(fā)明涉及炭素生產(chǎn)領域，特別是涉及一種陽極焙燒爐(冷卻爐室)余熱利用的方法，主要是利用冷卻爐室的廢熱來預熱初始常溫炭塊，以達到降低噸產(chǎn)品能耗和二氧化碳等有害氣體排放的目的。

背景技術：

陽極焙燒爐在生產(chǎn)過程中，由于爐體的蓄熱和散熱損失、揮發(fā)份利用率低、余熱利用不充分等眾多因素導致噸產(chǎn)品能耗高，浪費了大量的燃料，同時增加了煙氣中大量有害氣體的排放，造成了對環(huán)境的污染。

現(xiàn)有的陽極焙燒爐，主要通過周期性間接熱交換對碳塊進行加熱，在加熱焙燒的過程中，按照一定的升溫曲線對爐面的燃燒控制系統(tǒng)(燃燒架、排煙架、冷卻及測溫測壓架等)進行定期的單向移動，形成了周期性環(huán)式加熱的過程。待加熱的炭塊經(jīng)過預熱、加熱、保溫、冷卻過程，最終完成整個加熱過程并進入下道工序。根據(jù)碳塊的加熱要求焙燒爐爐室也相應的分為預熱區(qū)、加熱區(qū)、冷卻區(qū)、裝出爐區(qū)、維修維護區(qū)，在冷卻區(qū)內(nèi)，主要是對完成最終加熱的碳塊進行冷卻，以達到合適的出爐溫度。冷卻碳塊的方式主要是通過強制鼓風機將冷空氣吹至冷卻爐室的火道內(nèi)，間接對高溫碳塊進行降溫，冷空氣與火道墻進行換熱后最終溫度約600-700℃，這部分熱量被直接排放到焙燒車間內(nèi)，一直未被合理有效的利用，一方面導致了熱量的巨大浪費，另一方面污染了車間環(huán)境，同時由于熱風溫度較高，容易形成潛在的安全隱患。

長期以來，這部分冷卻爐室的熱量一直未被有效的利用，主要與爐型結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)操作方式、爐面的操作空間、投資及工人勞動強度增加等因素有關。但目前在國家大力提倡節(jié)能減排、倡導綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)的大背景下，高污染、高耗能的傳統(tǒng)行業(yè)舉步維艱，尤其在有色金屬冶煉領域，降低鋁及相關產(chǎn)品的能耗迫在眉睫。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種陽極焙燒爐(冷卻爐室)余熱利用的方法，主要 是在不改變爐體結(jié)構(gòu)的前提下，通過巧妙的思路對爐面設備和操作方法進行布局優(yōu)化，以達到通過冷卻爐室的熱量對常溫碳塊進行預熱降低產(chǎn)品單位能耗和廢氣排放的目的。

本發(fā)明的技術方案是：

一種陽極焙燒爐余熱利用的方法，將陽極焙燒爐冷卻爐室的熱量引至待加熱爐室，以提高生碳塊的初始溫度。

所述的陽極焙燒爐余熱利用的方法，在陽極焙燒爐的爐體中部設置熱空氣總管，熱空氣總管內(nèi)部設有保溫內(nèi)襯和上升管空氣孔蓋，通過爐體中部的熱空氣總管和空氣連接管，將冷卻爐室和待加熱爐室的火道連通，形成完整的碳塊預熱系統(tǒng)。

所述的陽極焙燒爐余熱利用的方法，熱空氣總管兩側(cè)對稱設置橫墻，橫墻頂部設有相應的插板口，插板口配有密封插板，通過在橫墻內(nèi)設置插板，以保證碳塊預熱系統(tǒng)具有穩(wěn)定的負壓和良好的密封性。

所述的陽極焙燒爐余熱利用的方法，每臺陽極焙燒爐具有1-4套碳塊預熱系統(tǒng)。

所述的陽極焙燒爐余熱利用的方法，每套碳塊預熱系統(tǒng)為周期性操作，間隔周期與原爐的焙燒曲線相同。

所述的陽極焙燒爐余熱利用的方法，每套碳塊預熱系統(tǒng)的移動方向與原爐燃控系統(tǒng)相同。

所述的陽極焙燒爐余熱利用的方法，在冷卻爐室的前端火道口設置鼓風機，在待加熱爐室的末端火道口設置引風機，鼓風機和引風機兩者同時布置或只布置之一。

所述的陽極焙燒爐余熱利用的方法，通過兩排空氣連接管將熱空氣總管與冷卻爐室和待加熱爐室連通，形成完整的空氣流通管路。

本發(fā)明的設計思想是：

本發(fā)明的主要內(nèi)容是將冷卻爐室的廢熱引至待加熱爐室，以提高待加熱碳塊的初始溫度，從而降低噸產(chǎn)品的能耗指標。為了達到上述目的，本發(fā)明陽極焙燒爐余熱利用方法，在冷卻爐室(2-4個)前端火道口設置鼓風機，在待加熱爐室的末端火道口設置引風機，在爐室中部設置總空氣匯集道，通過兩排空氣連接管將熱空氣總管與冷卻爐室和待加熱爐室連通，形成完整的空氣流通管路。為了保 證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定和密封性，在冷卻爐室的末端和待加熱爐室的兩端設置橫墻插板。經(jīng)過理論計算，冷卻爐室氣體出口最高溫度可達700℃，可以將預焙陽極初始溫度提高至250-300℃，每噸焙燒品可節(jié)省6-8nm³天然氣，節(jié)能效果十分可觀。

本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果如下：

1、本發(fā)明可有效降低陽極焙燒爐的單位產(chǎn)品能耗，節(jié)能減排效果明顯。

2、本發(fā)明不改變焙燒爐的爐體結(jié)構(gòu)，僅通過對爐面架子的改造即能滿足預熱碳塊的要求。

3、本發(fā)明改善車間操作環(huán)境，工人勞動強度基本不增加。

4、本發(fā)明為縮短焙燒曲線、有效提高陽極產(chǎn)量和指標、火道內(nèi)揮發(fā)份充分燃燒提供了潛在可行性。

5、本發(fā)明方法經(jīng)濟實用、所采用的裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于實施。

附圖說明

圖1為本發(fā)明陽極焙燒爐的平面俯視示意圖。

圖中，1、橫墻；2、火道；3、排煙架；4、插板；5、空氣連接管；6、待加熱碳塊；7、熱空氣總管；8、引風機；9、鼓風機；10、空氣孔蓋；11、冷卻爐室；12、待加熱爐室。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明陽極焙燒爐主要包括：橫墻1、火道2、排煙架3、插板4、空氣連接管5、待加熱碳塊6、熱空氣總管7、引風機8、鼓風機9、空氣孔蓋10、冷卻爐室11、待加熱爐室12等，具體結(jié)構(gòu)如下：

在陽極焙燒爐的爐體中部設置熱空氣總管7，熱空氣總管7的兩側(cè)分別為冷卻爐室11和待加熱爐室12，待加熱爐室12中設置待加熱碳塊6，熱空氣總管7兩側(cè)對稱設置橫墻1，熱空氣總管7的一側(cè)與空氣連接管5連通，熱空氣總管7的另一側(cè)分別空氣連接管5與排煙架3連通。

熱空氣總管7內(nèi)部設有保溫內(nèi)襯和上升管空氣孔蓋10，熱空氣總管7對應橫墻1或火道口的位置設置上升管連接道并配有相應的空氣孔蓋10，通過爐體中部的熱空氣總管7和空氣連接管5，將冷卻爐室11和待加熱爐室12的火道2連通，形成完整的碳塊預熱系統(tǒng)。

橫墻1頂部設有相應的插板口，插板口配有密封插板4，通過在橫墻1內(nèi)設置插板4，以保證碳塊預熱系統(tǒng)具有穩(wěn)定的負壓和良好的密封性。每臺陽極焙燒 爐具有1-4套碳塊預熱系統(tǒng)，每套碳塊預熱系統(tǒng)為周期性操作，間隔周期與原爐的焙燒曲線相同，每套碳塊預熱系統(tǒng)的移動方向與原爐燃控系統(tǒng)相同。

在冷卻爐室11的前端火道口設置鼓風機9，在待加熱爐室12的末端火道口設置引風機8，鼓風機9和引風機8兩者同時布置或只布置之一，通過兩排空氣連接管5將熱空氣總管7與冷卻爐室11和待加熱爐室12連通，形成完整的空氣流通管路。

如圖1所示，箭頭方向為火焰移動方向，碳塊預熱系統(tǒng)進行周期性操作，操作周期與爐面燃燒控制系統(tǒng)相同。在每次移爐周期初始階段，開啟鼓風機9，將車間內(nèi)的冷空氣鼓入火道2內(nèi)，冷空氣沿程與火道2內(nèi)壁進行熱交換，間接對冷卻爐室11中的高溫碳塊進行冷卻，熱交換后的熱空氣通過2-4個冷卻爐室11后，經(jīng)過空氣連接管5進入到熱空氣總管7中，熱空氣總管7在生產(chǎn)期間通過空氣孔蓋10進行密封，熱空氣總管7內(nèi)部設有保溫內(nèi)襯最大程度減少空氣熱損失。熱空氣再經(jīng)過空氣連接管5進入到排煙架3的前端，待加熱爐室12的火道2間接加熱待加熱碳塊6，可根據(jù)溫度參數(shù)和生產(chǎn)工藝的要求，確定待加熱爐室12的數(shù)量(一般1-3個爐室)，熱交換后的空氣溫度下降，最后到達末端爐室的火道口，并通過引風機8釋放到焙燒車間內(nèi)，為了滿足空氣出口的負壓要求，在末端爐室的橫墻1對應火道的位置設有插板4，插板4隨整個碳塊預熱系統(tǒng)的移動而相應移動。