第二讲 石油焦煅烧工艺及设备
第三章煅烧工艺及设备炭素材料教学课件
❖ 提高罐式炉产量和煅烧质量的方法 提高罐式炉产量和煅烧质量的关键是适当提高炉温或延长煅烧带，煅
烧带温度必须控制在1250～1380℃（指火道温度、火道温度与罐内物 料温度相差100～150℃）范围内，火道温度低于1250℃时要停产调整， 直到温度合格才能正常加排料。如果煅烧带温度偏低，就会影响罐式炉 的产量和煅烧质量，如果煅烧带温度过高，炉体就容易烧坏，导致炉子 使用寿命缩短。影响煅烧温度的主要因素是燃料、空气量和负压。
❖ 以上几种炉型，由于结构和煅烧工艺条件不同而有明显差别，不仅传热介质类别不同，更 主要的是传热条件和煅烧气氛有所差异。罐式炉和焦炉基本上是一种加热类型，即以耐火 砖火墙传出的热量间接加热碳质原料。回转窑则是另一种类型，燃烧气体与碳质物料接触 而直接加热。电热煅烧炉是借助电能转化为热能进行加热，被煅烧物料同时起着电阻发热 体的作用。
❖ ⑤密封装置 为了防止空气漏入窑内，在窑头、窑尾与窑体结合部位安装密封装置，密封装置 部位设有冷却设备。密封材料一般为金属、胶皮或石棉防风圈等。
❖ ⑥燃料喷嘴和排烟机 为了燃烧和控制窑内温度，在窑头安装有燃料喷嘴。回转窑内的负压靠 烟囱和排烟机的抽力来控制，窑内产生的废气也靠烟囱和排烟机排入大气。
3.1 原料预碎
❖ 碳质原料块度过大，不仅在煅烧工序保证不了煅后料质量的 均一性，而且受到煅烧设备的限制，使加料和排料造成困难， 还会影响中碎设备的效率。因此碳质原料在煅烧前要预先破 碎到50～70mm左右的中等块度，以确保大小块料均能得 到均匀的深度煅烧。
❖ 注意：原料破碎也不能过细，否则会造成粉料过多和增加煅 烧烧损量。
❖ 煅烧带的起点位于距煤气喷嘴2m左右的地方。该带温度最高达1300℃以上，物 料在此带被加热到1200℃左右。煅烧带的长度取决于燃料和挥发分燃烧火焰的 长度，一般约为3～5m，如煅烧挥发分含量较高的石油焦，煅烧带的长度可增 至8～10m。
石油焦煅烧工艺及设备课件
通过煅烧，石油焦的挥发分被去 除，碳结构变得更加致密，表面 活性提高，适合用作电极材料、 增碳剂、冶金还原剂等。
石油焦煅烧的工艺流程
01
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预热
将石油焦原料加热到一定 温度，以促进其内部挥发 分的释放。
煅烧
将预热后的石油焦放入煅 烧炉中，在高温下进行热 处理，使其发生碳化反应 。
冷却
将煅烧后的石油焦进行快 速冷却，以保持其性能稳 定。
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石油焦煅烧设备的选型 与配置
煅烧设备的选型原则
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适用性
设备应能适应石油焦的特性， 满足煅烧工艺的要求。
可靠性
设备应具有较高的稳定性和可 靠性，能够保证连续、稳定的
生产。
经济性
在满足工艺要求的前提下，应 选择成本较低、经济效益较高
的设备。
环保性
设备应符合环保要求，减少对 环境的污染。
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熔融还原炼铁工艺中，煅烧石油焦作为主要燃料，与 铁矿粉和碳粉混合后送入熔融反应器中进行还原反应
，得到铁水和少量渣。
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有色金属冶炼中，煅烧石油焦作为燃料和还原剂，能 够提供高温热源和还原气氛，促进金属氧化物的还原 反应。
在其他行业的应用
除了化工和冶金行业，石油焦煅烧工艺在其他行业也有广泛 的应用。例如：在电力行业作为燃料发电；在陶瓷行业作为 原料生产陶瓷制品；在玻璃行业作为配合料熔制玻璃等。
煅烧工艺的自动化与智能化发展
自动化技术
采用自动化控制系统，实现煅烧工艺的自动化操作，提高生产效率。
智能化技术
利用人工智能、大数据等技术，实现煅烧工艺的智能化控制和优化。
煅烧工艺的新型材料与技术应用
第三章煅烧工艺及设备《炭素材料》教学课件
工作过程：煤气和挥发分在首层火道燃烧，炽热火焰及燃烧后 的高温气流由烟囱及排烟机的抽力引导，从首层火道末端向下 迂回进入第二层火道，又有第二层火道向下迂回到第三层火道 最后，从末层火道进入储热室，在储热室通过格子砖的热交换 时冷空气加热到400~500℃。预热后的空气上升到第一层火道 与挥发分或煤气混合燃烧。通过储热室的烟气，经总烟道和排 烟机有烟囱排入大气。原料煅烧时排出的挥发分，从高煅烧罐 上部排出，进入挥发分集合烟道及分配道，在向下引入第一层 火道及第二层火道燃烧。 原料通过炉顶的加料机构间断地或连续地加入罐内，先经过 预热带排出水汽及一部分挥发分，再往下经过煅烧带；原料继 续排出挥发分；落入带入冷却水套的冷却筒，经过密闭的排料 机构定期或连续排出。原料停留时间大18~36h，每罐排料 60~100kg/h。
总之，在煅烧过程中，炭素原料的物理化学性质的变化主要取决于炭素原料的性质，也取 决于煅烧温度。一般煅烧温度控制在1350℃左右，此时，炭素原料形成碳原子平面网络呈 两维空间的有序排列，如果经过更高的煅烧温度，其中所含杂质的进一步排除，原子热运 动加剧，碳原子的平面网格将逐渐向三维空间的有序排列转化，原料性质更趋稳定。应该 指出，炭素原料经过煅烧后，仍残留有少量的挥发份，一般在 0.5％以下，而灰份的含量 有所增加。
因此，合适的煅烧温度是既可以保证煅烧物料的质量，又可以延长煅烧设备的 使用寿命。根据长期的生产经验，碳质原料的煅烧温度一般为1250～1380℃。
3.2.3 煅烧过程原料的物化性质变化
(1)原料所含挥发分的排除
碳质原料在煅烧过程中的变化是复杂的，既有物理变化又有化学变化。 原料在低温烘干阶段（200℃以下）所发生的变化（主要是排除水份）， 基本上是属于物理变化；而在挥发份的排出阶段，主要是化学变化，原 料中既发生芳香族化合物的分解，又产生缩聚过程。 在煅烧过程中随热处理温度的升高碳质原料排出的可燃性气体称为挥发 分。碳质原料所含挥发分的高低，取决于原料成焦温度或变质程度的高 低。一般石油焦和无烟煤都从200～300 ℃开始排出挥发分。挥发分逸 出量随煅烧温度的升高而增大，在一定温度范围内挥发分的排出达到最 大值（石油焦为500～700℃，无烟煤为700～850℃）。若继续升高温度. 挥发份的排出量会急剧下降；当温度达到1100℃以上时，挥发份排出基 本停止，煅后碳质物料的挥发份含量降低到0.5%以下。相对而言，煅烧 过程中无烟煤挥发份的排出比石油焦平稳。
石油焦生产工艺及设备
1.3石油焦特性
• 表征石油焦物理化学性质的指标有灰分、硫分、挥发分、 真密度、孔隙率、电阻率、热膨胀系数和机械性能等。 • a. 灰分 • 灰分是指一种物质中的固体无机物的含量。石油焦灰分中 主要元素为铁、硅、钙、铝、钠、镁，还有少量的钒、钛 、铬等。生产电解铝用的阳极材料和电解氯化钠溶液的石 墨阳极时应限制石油焦中钒的含量。影响石油焦灰分大小 的因素首先是原油的含盐量和脱盐程度，原油中的盐分经 过蒸馏或裂解加工后大部分富集在渣油里，一小部分沉积 在炉管、分还受冷却水及卸焦用高压水含盐量的 影响，特别是多次重复利用的冷却水和卸焦用高压水一般 含盐分比较高。生产出来的石油焦如堆放在露天，地面上 的泥沙或刮风带来的泥沙也会增加石油焦的灰分，生产石 墨制品的石油焦灰分一般应小于0.5％，生产高纯石墨所用 的石油焦灰分不应大于0.15％。
• 工艺流程 • 碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后， 在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应， 即电解。化学反应主要通过这个方程进行： 2Al2O3+3C==4Al+ 3CO2。 • 阳极：2O2ˉ+C-4eˉ=CO2↑ • 阴极:Al3+3eˉ=Al。 • 阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定 量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健 康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排 入大气。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出 ，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭 或直接加工成线坯、型材等。
• c. 按显微结构形态的不同： • 分为海绵焦和针状焦。前者多孔如海绵状，又称普通焦。 后者致密如纤维状，又称优质焦。在性质上针状焦与海绵 焦有显著的差别，具有高密度、高纯度、高强度、低硫量 、低烧蚀量、低热膨胀系数及良好的抗热震性能等特点； 在导热、导电、导磁和光学上都有明显的各向异性；孔大 而少，略呈椭圆形，破裂面有清晰的纹理结构，触摸有润 滑感。针状焦主要是以芳烃含量高、非烃杂质含量较少的 渣油制得。
煅烧石油焦工艺流程
煅烧石油焦工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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1. 石油焦破碎。
将石油焦从焦炉中取出后，进行破碎，以获得合适粒度。
石油焦生产工艺及设备
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1.2石油焦制备工艺
● 国内外生产石油焦的焦化工艺早期为釜式焦化或平炉焦化，目前大量使 用的是延迟焦化，此外少数炼油厂采用流化焦化、接触焦化等焦化工艺 ，石油焦的性质首先与原料有关，也和焦化工艺有关。
● 以下主要对延迟焦化做介绍
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● d. 按照形态的不同：
● 分为针状焦、弹丸焦或球状焦、海绵焦、粉焦四种。
● 针状焦：具有明显的针状结构和纤维纹理，主要作用炼钢中的高功率和 超高功率石墨电极。
● 海绵焦：含硫高，含水率高，表面粗糙。
● 弹丸焦或球状焦：形状呈圆球形，直径0.6~30mm，因表面光滑所以含水 率较低.一般是由高硫高沥青质渣油生产，只能用于发电，水泥等工业燃 料。
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● d. 真实密度
● 指材料在绝对密实状态下的体积内固体物质的实际体积，不包括内部空 隙。石油焦在1300℃煅烧后的真密度的大小是衡量石油焦质量的主要项 目，一般来讲，煅烧后真密度越高，说明这种焦容易石墨化，而且石墨 化后电阻率较低、热膨胀系数较小，石油焦的体积密度表示焦炭结构的 致密程度，并且与机械强度成正比。真实密度除与焦炭的体积密度有关 外，还和焦炭的颗粒度有关。
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● c. 抗热震性：
● 指焦炭制品在承受突然升至高温或从高温急剧冷却的热冲击时的抗破裂 性能。针状焦的制品有好的抗热震性，因而有较高的使用价值。热膨胀 系数代表这种性能。热膨胀系数愈低，则抗热震性愈好。
石油焦生产工艺及设备简介
石油焦生产工艺及设备简介首先，原料预处理是石油焦生产的第一步，主要包括原油的初步加工和预处理，包括脱硫、脱氮、蜡油分离等步骤。
然后，经过炼油一次加工，将粗炼油通过分馏、裂化等工艺得到重油和石油焦原料。
接下来是热解反应，将石油焦原料送入热解炉中，在高温条件下进行裂解反应，产生石油焦和其他副产品。
最后，通过冷却结晶，将热解产生的石油焦冷却结晶，得到成品的石油焦产品。
石油焦生产设备主要包括烘干炉、加热炉、热解炉、冷却塔、结晶器等设备。
这些设备在石油焦生产工艺中扮演着重要的角色，通过热解、冷却、结晶等过程，实现石油焦的高效生产。
总的来说，石油焦的生产工艺和设备是一个复杂而严谨的系统工程，需要多种工艺和设备协作配合，才能实现高效、稳定的石油焦生产。
同时也需要严格控制各项工艺参数，确保产品质量和生产安全。
石油焦生产是一个复杂而严谨的系统工程，需要多种工艺和设备协作配合，才能实现高效、稳定的石油焦生产。
同时也需要严格控制各项工艺参数，确保产品质量和生产安全。
下面将详细介绍石油焦的生产工艺及设备。
首先，石油焦的生产从原料的预处理开始。
粗炼油经过预处理后，成为石油焦的原料之一。
预处理包括脱硫、脱氮、蜡油分离等步骤。
其中，脱硫是至关重要的一步，因为硫在石油焦的裂解和燃烧过程中会产生硫化氢等有害物质，对环境和设备造成严重的危害，因此必须彻底脱除。
另外，脱氮和蜡油分离也是为了提高原料质量和减少对后续设备的损坏。
预处理过程主要借助脱除装置，如脱硫装置、脱氮装置、脱蜡装置等。
接下来的步骤是炼油一次加工，将粗炼油通过分馏、裂化等工艺得到重油和石油焦原料。
分馏是将原油在加热的情况下，将其分为不同的组分，得到重油和轻油。
重油通常用作润滑油、燃料油等，而石油焦的原料之一——渣油，则被送入石油焦化工段。
炼油一次加工是决定石油焦质量的重要工艺环节，可以通过不同的操作，调整石油焦的性质，适应不同生产的需要。
然后是热解反应，将石油焦原料送入热解炉中，在高温条件下进行裂解反应，产生石油焦和其他副产品。
石油焦生产工艺及设备解读
2.2石油焦制电解阳极
• 铝电解过程中碳阳极日平均消耗2cm左右，需要定期向电 解槽中添加新阳极糊(自焙阳极)，或定期更换新阳极块(预 焙阳极)，使铝电解槽保持正常运转。 • 铝电解生产对碳阳极的基本要求是：抗熔盐侵蚀，有较低 的电阻、较高的纯度和较好的机械强度。碳阳极质量及工 作状况对铝电解电流效率、铝电解电能消耗及物料消耗的 影响较大。 • 铝电解槽正常运转时，碳阳极的欧姆电压降为300～600mV ，占槽电压的10％～15％，吨铝碳阳极净耗400～500kg(按 残极回收计)。通过提高原料质量，改进生产配方和工艺 、阳极结构形式以及阳极的工作制度，可以提高阳极工作 质量。
• f. 热膨胀系数 • 物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压下， 单位温度变化所导致的体积变化，即热膨胀系数。石油焦 的热膨胀系数主要取决于渣油的性质，也即渣油中芳烃的 含量和沥青质的含量，芳烃含量高及沥青质、胶质含量低 的渣油，生产出的石油焦其热膨胀系数较低，针状焦就是 这样的石油焦。生产大规格的超高功率石墨电极和接头坯 料应该采用热膨胀系数较低的针状焦。石油焦的热膨胀系 数与测试温度有关，中国测试热膨胀系数的标准温度为 100～600℃，测试温度不同所得的结果不能直接比较。
• 延迟焦化的原料主要有减压渣油(直馏渣油)、二次加工渣 油(如热裂化渣油、催化裂化渣油、轻油裂解渣油、石油 沥青)，有时直接使用原油。石油焦的质量首先与原油或 渣油的成分及特性有关，各种原油的性质不同，所以经过 蒸馏加工后得到的渣油性质也不一样，就是同一种原油经 过不同的加工装置后，渣油的性质也有很大差异。中国延 迟焦化原料多数为减压渣油，其密度都小于1，结焦值不 大，由于减压渣油中胶质及沥青质含量高，而芳烃的含量 少，焦化时大多生成蜂窝状或海绵状结构(也有少量的低 级针状焦生成)，因此这种石油焦的石墨化后电阻率较高 及热膨胀系数较大。一般延迟焦化工艺生产的延迟焦挥发 分含量高达10％～15％、粉焦多，而且焦炭的机械强度较 低。
石油焦煅烧工艺及设备
石油焦煅烧工艺及设备
石油焦是一种重要的石油副产品，其生产过程通常包括焦化和煅烧两个主要步骤。
下面是石油焦煅烧工艺及设备的基本介绍：
石油焦煅烧工艺：
1.石油焦的制备：
•石油焦通常是通过重油或渣油在高温下裂解得到的，焦化过程包括加热、裂解、冷却等步骤，最终产生原油焦。
2.石油焦的煅烧：
•煅烧是将原油焦在高温下进一步加热处理的过程，以提高焦炭的热稳定性和机械强度，降低灰分含量。
石油焦煅烧设备：
1.煅烧炉：
•煅烧炉是石油焦煅烧过程中的关键设备，用于对原油焦进行加热处理。
煅烧炉通常采用回转式或立式结构，燃料通常为天然气、煤气或重油等。
2.预热器：
•预热器用于预热煅烧炉的进料物料，提高能量利用率和生产效率。
3.冷却设备：
•冷却设备用于将煅烧后的焦炭快速冷却，以降低焦炭的温度，
便于后续的处理和储存。
4.废气处理设备：
•在煅烧过程中会产生大量的废气和尾气，废气处理设备用于对废气进行处理，减少对环境的影响。
5.控制系统：
•控制系统用于监控和控制煅烧过程中的温度、压力、流量等参数，确保生产过程的安全和稳定。
以上是石油焦煅烧工艺及设备的基本介绍，具体的生产工艺和设备配置会根据生产规模、原料特性、产品要求等因素有所不同。
在石油焦的生产过程中，需要严格控制生产参数，确保产品质量和安全生产。
回转窑煅烧石油焦工艺流程
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文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!回转窑煅烧石油焦工艺流程。
1. 原料破碎：将块状石油焦破碎成粒度小于20mm的细颗粒，以便于后续工艺处理。
石油焦生产工艺及设备简介
1.2石油焦制备工艺
• 国内外生产石油焦的焦化工艺早期为釜式焦化或平炉焦化 ，目前大量使用的是延迟焦化，此外少数炼油厂采用流化 焦化、接触焦化等焦化工艺，石油焦的性质首先与原料有 关，也和焦化工艺有关。 • 以下主要对延迟焦化做介绍
• 延迟焦化 • 渣油以很高的流速通过加热炉的炉管，将渣油加热到 500℃左右，立即进入一座数十米高的焦化塔，渣油在焦 化塔内靠自身带入的热量进行焦化反应，从塔顶排出大量 的汽一液产品，残留下焦炭，焦炭的数量占入塔渣油量的 10％～20％。延迟焦化装置一般是一台加热炉配备两座焦 化塔，加热到指定温度的渣油进入两座焦化塔中的一座， 当焦炭在焦化塔内生成和积累到一定高度，即将热渣油切 换到另一座焦化塔中。对于焦化塔外的汽一液产品回收分 馏系统而言，是连续生产的，对于两座焦化塔而言，只有 一座处于焦化生产状态，另一座则处于出焦或准备状态。 渣油在焦化塔内的焦化时间约需24h，视渣油性质及循环 比的大小，每塔处理量有所区别，用水力除焦设备(压力 高于10MPa的高压水)切割及卸出塔内生成的焦炭。
1.3石油焦特性
• 表征石油焦物理化学性质的指标有灰分、硫分、挥发分、 真密度、孔隙率、电阻率、热膨胀系数和机械性能等。 • a. 灰分 • 灰分是指一种物质中的固体无机物的含量。石油焦灰分中 主要元素为铁、硅、钙、铝、钠、镁，还有少量的钒、钛 、铬等。生产电解铝用的阳极材料和电解氯化钠溶液的石 墨阳极时应限制石油焦中钒的含量。影响石油焦灰分大小 的因素首先是原油的含盐量和脱盐程度，原油中的盐分经 过蒸馏或裂解加工后大部分富集在渣油里，一小部分沉积 在炉管、容器、设备里，而渣油中的盐分大部分残留在焦 炭中。石油焦的灰分还受冷却水及卸焦用高压水含盐量的 影响，特别是多次重复利用的冷却水和卸焦用高压水一般 含盐分比较高。生产出来的石油焦如堆放在露天，地面上 的泥沙或刮风带来的泥沙也会增加石油焦的灰分，生产石 墨制品的石油焦灰分一般应小于0.5％，生产高纯石墨所用 的石油焦灰分不应大于0.15％。
煅后石油焦生产工艺
煅后石油焦生产工艺
煅后石油焦生产工艺是指通过特定工艺将石油焦炭加热至高温，使其发生结晶变化，以提高石油焦的质量和性能。
下面将从原料选择、煅烧工艺和产品质量三个方面介绍煅后石油焦生产工艺。
首先是原料选择。
煅后石油焦的原料主要是石油炼制过程中产生的渣油。
渣油中含有大量的沥青质和其他杂质，经过一系列的处理和分离，得到渣油焦。
选取合适的原料是煅后石油焦生产的关键，原料的性能和成分直接影响煅后石油焦的质量。
其次是煅烧工艺。
煅烧工艺是煅后石油焦生产中最重要的环节之一。
首先，将石油焦放入煅炉中，加热至高温。
温度的选择需要根据原料的性质和产品要求来确定。
在加热过程中，石油焦发生结晶变化，形成偏硬的煅后石油焦。
其次，通过合理的煅烧时间和煅烧条件，控制石油焦的质量和产品的性能。
最后，从煅炉中取出煅后石油焦，经过冷却和质检后，得到成品。
最后是产品质量。
煅后石油焦的质量直接影响着其在工业生产中的应用。
要保证产品的质量，可以从以下几个方面考虑。
首先，要控制石油焦的结晶度和硬度，使其满足用户要求。
其次，要控制石油焦的挥发分和含硫量，保证产品的环保性能。
此外，还可以通过调整原料组成和煅烧工艺，改善石油焦的性能和质量。
总之，煅后石油焦生产工艺是一项复杂的工艺过程，需要选择合适的原料，控制煅烧工艺，并保证产品的质量。
只有在科学、
严格的工艺控制下，才能生产出具有良好质量和性能的煅后石油焦。
第二讲 石油焦煅烧工艺及设备课件
窑体转动时借助于滚圈回转于托轮上；挡轮是为了防止运转中窑体滑动，它安装在滚圈两侧。 ➢ ④传动装置 回转窑的运转是靠机械传动的，电动机联接减速箱，减速箱联接减缩齿轮，减速齿轮联接在窑体上的大齿轮圈
真密度可以用来评价煅后料质量的优劣以及煅烧工艺的
好坏。一般来说，在同样温度下煅烧后物料的真密度越
高，则其赵容易石墨化。
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• 3）原料的抗抗氧化性变化
• 随着煅烧温度的提高，碳质原料所含杂质逐渐排除，降低了碳质原料的化学活性。同时， 在煅烧过程中碳质原料热解逸出的碳氢化合物在原料颗粒表面和孔壁沉积一层致密有光泽 的热解炭膜，其化学性能稳定，从而提高了煅后料的抗氧化性能。
辽宁省机械研究院
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石油焦煅烧工艺及设备
• 2.1 原料预碎
本
• 2.2 煅烧工艺
章 主
（包括：原料煅烧的目的及指标控制 、煅烧工艺的主
要
体参数 、 煅烧过程原料的物化性质变化 ）
内 容
• 2.3 煅烧设备分类
• 2.4 罐式煅烧炉煅烧方法
• 2.5 回转窑煅烧方法
• 2.6 电热煅烧炉煅烧方法
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2.3 煅烧设备分类
• 炭素原料煅烧是在不同的煅烧炉内进行的，根据不同的炉型，其煅烧工艺也有各自不同的 特点。
• 目前采用较普遍的煅烧炉主要有三种： （1）罐式煅烧炉；（2）回转窑煅烧炉；（3）电热煅烧炉。
• 罐式煅烧炉由于加热方式和使用燃料的不同，又可分为： • 1）顺流式罐式煅烧炉：燃气的流动方向与原料的运动方向一致。 • 2）逆流式罐式煅烧炉：燃气的流动方向与原料的运动方向相反。 • 3）简易罐式煅烧炉：中小厂采用的燃煤煅烧炉。 • 以上几种炉型，由于结构和煅烧工艺条件不同而有明显差别，不仅传热介质类别不同，更
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注意：原料破碎也不能过细，否则会造成粉料过多和增加煅烧烧损量。 碳质原料在隔绝空气的条件下进行高温（1200～1500℃）热处理的过程称为煅
烧。煅烧是炭素生产的第一道热处理工序，煅烧使各种碳质原料的结构和物理 化学性质发生一系列变化。
无烟煤和石油焦都含有一定数量的挥发份，需要进行煅烧。沥青焦和冶金焦的 成焦温度比较高（1000℃以上），相当于炭素厂内煅烧炉的温度，可以不再煅 烧，只需烘干水分即可。但如果沥青焦与石油焦在煅烧前混合使用，则应与石 油焦一起送入煅烧炉煅烧。天然石墨和炭墨则不需要进行煅烧。
罐式煅烧炉的优缺点 优点：煅烧质量稳定，物料氧化烧损小，煅烧物料纯度较高，挥发分可以充分利用，高温废气通过蓄热室 预热冷空气，全炉热效率比较高。 缺点：炉体庞大复杂，需要大量钢材和规格繁多的异性耐火砖（尤其是产能要求大时），砌筑技术要求高， 施工期较长，建设投资较大。
2.5 回转窑煅烧方法
从而提高了原料的导电性。一般来说，原料煅烧程度越高，煅后料的导电性越好， 对生产制品的质量越有利。 （4）提高原料的抗氧化性能。
炭素原料经过煅烧，随着温度的升高，通过原料的热解和聚合过程，氢、氧、 硫等杂质相继排出，化学活性下降，物理化学性质趋于稳定，从而提高了原料的 抗氧化性能。
原料的煅烧质量一般用粉末比电阻和真密度两项指标控制。原料的煅烧程度 越高，则煅后料粉末比电阻越低，同时真密度也越高。
2.1 原料预碎
P序保证不了煅后料质量的均一性，而且受到 煅烧设备的限制，使加料和排料造成困难，还会影响中碎设备的效率。因此碳 质原料在煅烧前要预先破碎到50～70mm左右的中等块度，以确保大小块料均能 得到均匀的深度煅烧。
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3）原料的抗抗氧化性变化
➢ 随着煅烧温度的提高，碳质原料所含杂质逐渐排除，降低了碳质原料的化学活性。同时， 在煅烧过程中碳质原料热解逸出的碳氢化合物在原料颗粒表面和孔壁沉积一层致密有光泽 的热解炭膜，其化学性能稳定，从而提高了煅后料的抗氧化性能。
2.3 煅烧设备分类
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炭素原料煅烧是在不同的煅烧炉内进行的，根据不同的炉型，其煅烧工艺也有各自不同的 特点。
目前采用较普遍的煅烧炉主要有三种： （1）罐式煅烧炉；（2）回转窑煅烧炉；（3）电热煅烧炉。
罐式煅烧炉由于加热方式和使用燃料的不同，又可分为： ➢ 1）顺流式罐式煅烧炉：燃气的流动方向与原料的运动方向一致。 ➢ 2）逆流式罐式煅烧炉：燃气的流动方向与原料的运动方向相反。 ➢ 3）简易罐式煅烧炉：中小厂采用的燃煤煅烧炉。 以上几种炉型，由于结构和煅烧工艺条件不同而有明显差别，不仅传热介质类别不同，更
➢ （2）提高原料的密度和机械强度 炭素材料经过煅烧，由于挥发份的排除，体积收缩，密度增大，强度提高，
同时获得较好的热稳定性，从而减少制品在煅烧时产生二次收缩。原料煅烧越 充分，对产品质量就越有利。
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（3）改善原料的导电性能。 炭素原料经过煅烧后排除了挥发份，同时分子结构也发生变化，电阻率降低
2.2.1 原料煅烧的目的及指标控制
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原料煅烧目的： ➢ （1）排除原料中的水分和挥发份
炭素原料通常都含有一定数量的挥发份，原料经过煅烧可排除其中的挥发 份，从而提高原料的固定碳含量。炭素原料一般都含有3～10％的水份，通过煅 烧排除原料中的水份，有利于破碎、筛分及磨粉等作业的进行，提高碳素原料 对粘结剂的吸附性能，有利于产品质量的提高。
回转窑的炉体结构
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1—筒体；2—炉衬；3—托辊；4—轮缘；5—大齿轮；6—传动齿轮； 7—炉头；8—排料口；9—冷却圆筒；10—炉尾；11—燃料喷口
回转窑主要由以下几个部分组成
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➢ ①窑身 窑身由厚钢板卷成圆筒并用焊接或铆接而成，内衬耐火材料，按一定倾角安装在两对以上的托轮上。为了冷却煅 烧后灼红的物料，在主窑的正下方另安装一台尺寸稍小的冷却窑。冷却窑的表面用淋水冷却。
2.4.1 罐式煅烧炉主体结构（以顺流式罐式煅烧炉为例）
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主要组成部分： ① 炉体一罐式煅烧炉的炉
膛和加热火道。 ② 加、排料和冷却装置。 ③ 煤气管道、挥发分集合
道和控制阀门。 ④ 空气预热室、烟道、排
烟机和烟囱。
顺流式罐式煅烧炉炉体结构 1—煤气管道；2—煤气喷口；3—火道；4—观察口；5—冷却水套；6—煅烧罐；7—蓄热室；8—预热空气道
4）原料的体积（密度）变化
➢ 所有碳质原料煅烧后体积都有所收缩，但收缩程度不一样，原料挥发分含量大并在煅烧过 程中逸出量多，则其体积收缩大。例如，成焦温度比较低的石油焦在煅烧过程中体积收缩 比较大，达到20%以上，而成焦温度接近煅烧温度的沥青焦，煅烧后体积收缩很小。
➢ 总之，在煅烧过程中，炭素原料的物理化学性质的变化主要取决于炭素原料的性质，也取 决于煅烧温度。一般煅烧温度控制在1350℃左右，此时，炭素原料形成碳原子平面网络呈 两维空间的有序排列，如果经过更高的煅烧温度，其中所含杂质的进一步排除，原子热运 动加剧，碳原子的平面网格将逐渐向三维空间的有序排列转化，原料性质更趋稳定。应该 指出，炭素原料经过煅烧后，仍残留有少量的挥发份，一般在0.5％以下，而灰份的含量 有所增加。
石油焦挥发分和电阻率与煅烧温度的关系
挥发分
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电阻率
2）原料的真密度变化
➢ 各种碳质原料煅烧后的真密度都有较大程度的提高， 特别是各种石油焦的真密度，从煅烧前的1.42～ 1.61g/cm3，提高到2.00～2.12g/cm3，提高了约40%。 如图所示，煅烧过程中煅烧料的真密度随煅烧煅温度 的变化呈很好的直线关系。这表明测定煅烧料的真密 度可以直接反映碳质原料的煅烧程度以及所处的煅烧 温度。煅烧料真密度的提高，主要是由于碳质原料在 高温下不断逸出挥发份并同时发生分解缩聚反应，导 致结构重排和体积收缩的结果。碳质原料煅烧过程中 真密度的增大与其挥发份的逸出密切相关。由于真密 度可以表示煅烧料的结构致密化程度和微晶规整化程 度，因此煅后料的真密度可以用来评价煅后料质量的 优劣以及煅烧工艺的好坏。一般来说，在同样温度下 煅烧后物料的真密度越高，则其赵容易石墨化。
主要的是传热条件和煅烧气氛有所差异。罐式炉和焦炉基本上是一种加热类型，即以耐火 砖火墙传出的热量间接加热碳质原料。回转窑则是另一种类型，燃烧气体与碳质物料接触 而直接加热。电热煅烧炉是借助电能转化为热能进行加热，被煅烧物料同时起着电阻发热 体的作用。
2.4 罐式煅烧炉煅烧方法
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1）原料所含挥发分的排除 ➢ 碳质原料在煅烧过程中的变化是复杂的，既有物理变化又有化学变化。原料在低
温烘干阶段（200℃以下）所发生的变化（主要是排除水份），基本上是属于物 理变化；而在挥发份的排出阶段，主要是化学变化，原料中既发生芳香族化合物 的分解，又产生缩聚过程。
➢ 在煅烧过程中随热处理温度的升高碳质原料排出的可燃性气体称为挥发分。碳质 原料所含挥发分的高低，取决于原料成焦温度或变质程度的高低。一般石油焦和 无烟煤都从200～300 ℃开始排出挥发分。挥发分逸出量随煅烧温度的升高而增 大，在一定温度范围内挥发分的排出达到最大值（石油焦为500～700℃，无烟煤 为700～850℃）。若继续升高温度.挥发份的排出量会急剧下降；当温度达到 1100℃以上时，挥发份排出基本停止，煅后碳质物料的挥发份含量降低到0.5%以 下。相对而言，煅烧过程中无烟煤挥发份的排出比石油焦平稳。
➢ ⑦窑尾 窑尾直接与沉灰室相连，加料管由窑上方斜插入窑尾罩内。窑尾还与余热锅炉烟道相接或直接与通往排烟机的烟道 相连。
➢ ⑧冷却装置 回转窑的冷却装置是一个外面淋水的旋转钢筒，内砌耐火材料内衬，其传动和固定装置与回转窑相同，排料端 安装有密封装置。
2.5.2 回转窑煅烧工艺流程
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回转窑煅烧工艺流程如图 所示。碳质原料经预碎后 送入贮料仓。贮料仓中的 物料经圆盘或振动给料机 连续向窑尾加料。物料随 窑体的转动而缓慢向窑头 移动，物料在从窑尾向密 头移动过程中，首先经预 热带预热，然后经1250～ 1380℃的高温带煅烧。煅 烧好的物料从窑头下料管 落入冷却窑中。冷却后的 煅烧料经密封的排料机构 定期排出。
➢ ②窑头 其上有窑门和燃料喷口，作用是为了通风、喷入燃料和隔绝炉端对外界的辐射热。
➢ ③托轮、滚圈与挡轮 托轮是安装在一定位置上承受窑体重量并能随窑体转动的轮子；滚圈是安装在窑体上的一个铸钢环， 窑体转动时借助于滚圈回转于托轮上；挡轮是为了防止运转中窑体滑动，它安装在滚圈两侧。
➢ ④传动装置 回转窑的运转是靠机械传动的，电动机联接减速箱，减速箱联接减缩齿轮，减速齿轮联接在窑体上的大齿轮圈 上。
第二讲 石油焦煅烧工艺及设备
主讲人：刘桂琴
辽宁省机械研究院
本 章 主 要 内 容
石油焦煅烧工艺及设备
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2.1 原料预碎 2.2 煅烧工艺
（包括：原料煅烧的目的及指标控制 、煅烧工艺的主 体参数 、 煅烧过程原料的物化性质变化 ） 2.3 煅烧设备分类 2.4 罐式煅烧炉煅烧方法 2.5 回转窑煅烧方法 2.6 电热煅烧炉煅烧方法
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2.5.1 回转窑的主体结构
回转窑是一台纵长的钢板 制成的圆筒，内衬耐火砖。窑 体的大小根据生产需要而定， 较小的回转窑内径只有1m左右， 长20m左右；较大的回转窑内 径可达2.5～3.5m，长60～70m。 回转窑炉体结构如图2-7所示。 为了使物料能在窑内移动，窑 体要倾斜安装，其倾斜度的大 小一般为窑体总长的2.5～5%。
2.2.2 煅烧工艺的主体参数控制
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煅烧温度是煅烧工序的主要控制参数。 经过1300℃煅烧的碳质原料已达到充分收缩，因此通常的煅烧温度选择1300℃左