石墨电极工程分析

4、工程分析

4.1 拟建项目工艺流程与产污环节简析

4.1.1 拟建项目工艺流程

本项目工艺流程主要有中碎配料、混捏压型、焙烧浸渍、石墨化、机加工等工段组成。其中中碎配料

工段主要是对针状焦和生产过程中回用的石墨碎、焙烧碎、生碎料等进行破碎、筛分成不同粒度的颗粒及粉末后进入配料仓；混捏压型工段主要是熔化后的沥青与配料仓配料混捏成糊料后使用压力机挤压成型，得到电极与电极接头生坯料；焙烧工段是将上述坯料在焙烧炉中焙烧；浸渍工段是将焙烧制品与液体沥青一起在浸渍罐中浸渍；石墨化采用石墨化炉，在强大电流造成的高温下将制品石墨化得到电极和接头的毛料；机加工是将毛料加工成较高的公差和光洁度的成品。其中电极需要1 次浸渍2 次焙烧，电极接头需要

2 次浸渍

3 次焙烧。本项目工艺流程详图见图4.1-1。具体工艺与产污环节描述如下。(1)原料贮存

本项目主要原料为优质针状焦、煤沥青、改质沥青等，其技术特性见表4.4-1、表4.4-2、表4.4-3。

针状焦要求严格防止水分和其他杂物混入，因此必须密闭包装，并需要室内原料仓库贮存；煤沥青要求防止泥土砂石杂物混入，因此必须建水泥砖地进行贮存。

原料仓库内运输由1 台5t 单钩双梁桥式起重机负责。

本工段主要污染为起重机和运输车辆运行的噪声污染，此外沥青如露天堆放易导致粉尘污染。

本项目所有原料均贮存在原料仓库内，不露天堆放(《可研》中煤沥青露天堆放，本评价要求改为室内堆放，具体后面有相关内容阐述)，以避免粉尘无组织排放现象。

(2)中碎配料

针状焦经2 台对辊破碎机破碎成各种粒度，由斗式提升机提升至2 台多层振动筛进行筛分，筛分出6种不同粒度的物料进入配料仓，此工序将产生一定量破碎和筛分粉尘；另取部分针状焦经5R 雷蒙机制成粉料后进入配料仓，粉料直径小于0.075mm，此过程将产生磨粉粉尘。后续工段压型废品、焙烧废品经1 台鄂式破碎机破碎后(将产生生碎破碎粉尘)，与针状焦一起进入中碎配料程序；石墨化废品、机加工废品、边角料经4R 雷蒙机磨粉后(主要产生磨粉粉尘)进入配料系统；中碎筛分、机加工等除尘设施粉料也进入配料仓。本项目经对辊破碎机中碎后的物料粒度为1-20mm，磨粉后粒度为0.075mm 以下。

本工段上述粉尘发生点安装有集气除尘系统，粉尘被除尘器截留(固废)。

综上，中碎配料主要污染物为粉尘污染，此外作业过程将产生一定的噪声。

(3)沥青熔化

原料库中固体沥青采用快速沥青熔化装置熔化，排除杂物和水分，贮存在液体沥青贮槽中，待用于混捏工段和浸渍工段。

本项目采用的快速沥青熔化装置，是一种高效的、能使沥青在不发生变质的条件下快速熔化的设备。

由熔化槽、加热槽、液体沥青贮槽、沥青泵、搅拌器组成，各个熔化装置和贮槽内有排管间接加热，排管内热源为导热油，导热油密闭在循环系统中，通过加热炉不断得到热能，加热炉采用煤气加热方式实现。

沥青熔化流程是干沥青加入沥青熔化槽后与已熔化的液体沥青不断进行热量传导，在搅拌器的作用下，被液体沥青冲刷而熔化，熔化后的沥青经管道进入加热槽，加热槽内的搅拌装置具有提升作用，将液体沥青提升，使沥青由下向上运行，然后通过加热槽旁的溢流管进入加热槽底部，然后又被提升，如此循环加热，当沥青达到规定温度后打开沥青泵，将熔化好的

液体沥青打入贮槽进行沉渣处理。

本项目沥青熔化导热油加热温度为170-180℃，沥青熔化后初始温度控制在120℃去除沥青中水分，然后继续加热，沥青熔化工序耗时约10 小时，然后出罐进入沥青贮槽静置72 小时后用于生产，熔化后的沥青输送管道等需要采取保温措施。

为实现连续生产使用，项目配套了2 套沥青熔化装置，生产时交替使用。一罐熔化，一罐产出用于生产。

沥青熔化将产生沥青烟，产生一类污染物苯并芘，并将产生一定量的沥青杂质S1，脱除的的水分呈气态蒸发，处理后的沥青水分含量不大于0.2%。

本项目煤沥青主要用于混捏工段，改质沥青主要用于浸渍工段，在工艺参数调整后改质沥青也可用于混捏工段。

(4)混捏压型

中碎后不同粒度的物料经自动配料秤按比例称量后由配料仓进入混捏锅(配比见表4.4-4 说明)干混，然后，注入熔化静置后的煤沥青进行湿混。这样干料与注入沥青在混捏锅中混捏成合格糊料，由糊料小车运出，经晾料机冷却到所需温度后，由起重机提升到3500t 碳素专用挤压机挤压成相应规格的电极与电极接头生坯料。

本项目混捏成型主要流程为：配料仓→干混→湿混→糊料→晾料→装料→预压→挤压→冷却→检查→堆垛，混捏锅加热热源来自于热风炉，热风炉采用煤气作燃料。

本项目混捏采用的是间歇式混捏，干混和湿混在同一混捏锅中进行。先干混，混后注入液体沥青(粘结剂)进行湿混，混好后将糊料排出，重新加入干料开始下一混捏周期；干混温度控制不低于液体沥青温度，混捏温度高于使用沥青软化点温度50-80℃，本项目正常采用煤沥青混捏，混捏温度为115-150℃，如使用改质沥青，则混捏温度提高到160-180℃，干混时间为10-15min，湿混时间为30-50min。

本项目晾料采用的是圆盘式晾料机，糊料从晾料机顶部加料口加入，经圆锥形分料器分布在圆盘上，圆盘缓慢旋转，糊料随圆盘转动的同时被铲块切刀切碎，并被翻料铲反复反动，使糊料均匀摊开，从而达到均匀降温和排出烟气的目的，晾料将产生废气污染。

本项目压型采用的是挤压法，通过挤压机对装入料室的糊料施加压力，糊料不断密实和运动，最后挤__压出生坯料，其过程主要有装料、预压、挤压。装料前料室四周采用电加热保持温度100℃左右，分批加料，分批捣固，直至装料完成；然后用较高的压力[本项目为

14.72-19.62MPa(150-200kg/cm2)]对糊料预压1-3min，排除烟气，提高糊料密度；再以

7.85-14.72 MPa(80-150kg/cm2)的压力进行挤压成型。因此挤压过程有废气(烟气)污染。

挤压过程采用直接淋水的方式对挤出的生坯进行冷却，一边挤压一边淋水，水量5kg/t 生坯，当挤出生坯达到所需长度规格时切断，生坯立即浸泡在冷水池中冷却定型，冷却水温度高于30 度，浸泡时间为3-5 小时，产生浊环水，冷却水经沉淀后进入淋水塔降温后回用，不外排。

压型工段不可避免的将产生废品，主要有裂纹废品、麻面废品、变形或弯曲废品、表面沾料废品、规格不符废品、接头断裂废品等(工业固废)，本项目挤压废品经鄂式破碎机破碎后返回进入中碎筛分工段作为生碎料，回用为配料仓原料。

本工段混捏、晾料、压型等将产生废气污染(粉尘和沥青烟等)，同时产生一定量的固废(主要是压型废料)，此外本工段有作业噪声污染，压型工段还有冷却水(浊环水)产生。

(5)焙烧浸渍

一次焙烧：电极与电极接头生坯料进入34 室敞开式焙烧炉，以煤气为燃料，采用细焦粒作填料填实，最上层装覆盖料，进行一次焙烧，一次焙烧温度为1100℃，焙烧将排出挥发分，产生废气污染。生制品焙烧过程主要是粘结剂煤沥青的焦化过程，即煤沥青分解、环化、芳构化和缩聚等反应的综合过程，不同温度时段的具体变化见表4.1-1，焙烧主要阶段有低温