第二讲 石油焦煅烧工艺及设备资料讲解
煅烧工艺及设备炭素材料教学
78.4~98
? 原料在罐内停留时间,h
34~36
? 炭质烧损,%
2~5
? 排料量,kg/罐·h 少灰混合焦 65~75
?
无烟煤
70~80
? 煅烧后少灰混合焦质量指标
? 真密度,g/cm3 ,不小于
2.04
? 电阻率,Ω ·m×10-6 ,不大于 650
? (4)罐式煅烧炉的优缺点
优点:煅烧质量稳定,物料氧化烧损小(25%),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。
3.5 回ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ窑煅烧方法
? 3.5.1 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%。
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。
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
02
03
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。
05
石油焦煅烧设备的选型 与配置
煅烧设备的选型原则
01
02
03
04
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。
01
03
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。
04
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
煅烧石油焦的氮含量
煅烧石油焦的氮含量1. 石油焦简介石油焦是一种由石油炼制过程中产生的副产品,通常是通过煅烧石油焦炭块制成的固体燃料。
石油焦的主要成分是碳,其它元素的含量如氮、硫、灰分等都相对较低。
2. 煅烧石油焦的制备过程煅烧石油焦的制备过程主要包括原料选择、煅烧工艺和煅烧设备。
2.1 原料选择煅烧石油焦的主要原料是石油焦炭块。
石油焦炭块是通过石油焦的煅烧过程制得的,其氮含量相对较低。
石油焦炭块的选择对最终煅烧石油焦的氮含量有重要影响。
2.2 煅烧工艺煅烧工艺是指将石油焦炭块加热至高温,以去除其中的杂质和挥发分的过程。
煅烧工艺通常包括预热、煅烧和冷却三个步骤。
在预热阶段,石油焦炭块被加热至一定温度,以去除其中的挥发分和水分。
这有助于提高煅烧过程的效率和煅烧石油焦的质量。
在煅烧阶段,石油焦炭块被加热至高温,以去除其中的杂质和挥发分。
这个过程中,石油焦炭块的氮含量会发生变化。
在冷却阶段,煅烧后的石油焦被冷却至室温,以保持其稳定性和可用性。
2.3 煅烧设备煅烧石油焦的设备通常是一种特殊的高温炉,称为煅烧炉。
煅烧炉能够提供高温环境,以使石油焦炭块得以煅烧。
3. 影响煅烧石油焦氮含量的因素煅烧石油焦的氮含量受多种因素的影响,主要包括原料的氮含量、煅烧工艺的温度和时间、煅烧设备的性能等。
3.1 原料的氮含量石油焦炭块的氮含量是影响煅烧石油焦氮含量的关键因素之一。
较低的原料氮含量意味着煅烧后的石油焦氮含量也会较低。
3.2 煅烧工艺的温度和时间煅烧工艺的温度和时间对煅烧石油焦的氮含量有重要影响。
较高的温度和较长的煅烧时间可以促使更多的氮含量被去除,从而降低最终煅烧石油焦的氮含量。
3.3 煅烧设备的性能煅烧设备的性能也会对煅烧石油焦的氮含量产生影响。
高效的煅烧设备能够提供更高的温度和更长的煅烧时间,从而有助于降低煅烧石油焦的氮含量。
4. 氮含量的检测方法为了准确测量煅烧石油焦的氮含量,通常使用以下方法进行检测:4.1 元素分析法元素分析法是一种常用的检测煅烧石油焦氮含量的方法。
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。
石油焦煅烧工艺
石油焦煅烧工艺
石油焦煅烧是一种从原油中提取石油焦的工艺过程。
石油焦是一种高碳含量的固体燃料,经常用作燃料和原材料,例如在钢铁生产和铝冶炼中。
石油焦煅烧工艺通常包括以下步骤:
1. 原油处理:原油首先会通过蒸馏等处理方法进行精炼,以分离出各种不同的石油产品,包括石油焦。
2. 石油焦生产:通过将原油渣通过一系列加热和冷却步骤进行煅烧,可以得到石油焦。
这个过程通常在高温和高压下进行。
3. 煅烧炉操作:石油焦煅烧通常在回转式煅烧炉中进行。
原油焦通过炉内不断旋转,以确保均匀的加热和冷却。
煅烧炉中的氧气供应也会控制石油焦的燃烧过程。
4. 石油焦冷却和收集:石油焦在煅烧炉内完成后,会进入冷却器进行快速冷却。
冷却后的石油焦被收集,并根据需要进行进一步加工和分类。
石油焦煅烧工艺具有高效、可控性强的优点,可以根据需要调整温度和气氛来控制石油焦的质量。
该工艺还可以最大限度地利用原油资源,并能够生产高质量的石油焦产品。
然而,石油焦煅烧过程也会产生大量的废气和废水,需要进行合理处理和排放控制。
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。
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!石油焦煅烧工艺流程。
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。
煅烧石油焦生产工艺
煅烧石油焦生产工艺
煅烧石油焦是一种重要的工业原料,用于制造铝、钢铁等金属产品。
下面将介绍煅烧石油焦的生产工艺。
首先,原油经过精炼过程,产生石油焦油。
石油焦油中含有大量的杂质,需要经过粗过滤等处理步骤,将杂质去除。
接下来,将处理后的石油焦油送入加热炉,进行加热。
加热的温度通常在400℃到500℃之间,这个温度范围有利于煅烧过程中的化学反应的进行。
加热的时间也很重要,通常需要保持一定的时间,以保证完全煅烧。
在加热炉中,石油焦油被加热至高温,不断释放出挥发分。
这些挥发分包括水分、氢、甲烷等,并且还有一些有害物质。
这些挥发分会在煅烧过程中被分解,释放出热量,以满足煅烧过程的需要。
随着加热的进行,石油焦油中的杂质逐渐被燃烧掉,形成具有一定强度的石油焦。
这个过程中除了燃烧外,还伴随着一系列的化学反应,包括脱氢、裂解等。
这些反应的进行,使得石油焦中的挥发分减少,形成具有一定纯度的石油焦。
最后,将煅烧后的石油焦进行冷却处理。
冷却的过程中,注意避免过快的冷却速度,以免产生过多的应力,导致石油焦的破碎。
通常采用自然冷却的方式,将冷却后的石油焦送入仓库或者直接使用。
总结一下,煅烧石油焦的生产工艺主要包括石油焦油的处理、加热炉的加热、煅烧和冷却等步骤。
这个过程中,通过燃烧和化学反应,将石油焦油中的挥发分减少,得到具有一定纯度的石油焦。
煅烧石油焦的生产工艺对于提高工业原料的质量,保证产品的生产效率具有重要意义。
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。
煅烧石油焦工艺流程
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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。
石油焦煅烧回转窑煅烧工艺流程
石油焦煅烧回转窑煅烧工艺流程石油焦煅烧回转窑的那些事儿。
咱今儿个来唠唠石油焦煅烧回转窑的煅烧工艺流程,这可老有趣啦。
一、石油焦是啥呢。
石油焦啊,就像是石油加工后的一个小宝贝。
它是黑色或者暗灰色的固体,别看它不起眼,在好多工业领域里那可是相当重要的角色呢。
就像一个幕后小英雄,默默地为很多大事儿做贡献。
它的成分比较复杂,有碳啦,还有一些杂质啥的。
这石油焦要想更好地发挥作用,就得经过煅烧这一道工序,而回转窑就是干这个煅烧大事儿的关键设备。
二、回转窑的准备工作。
在开始煅烧石油焦之前啊,回转窑得先收拾得妥妥当当的。
就好比我们出门前要整理好自己的衣服包包一样。
要检查回转窑的窑体有没有破损呀,要是有个小裂缝啥的,那可就像我们衣服破了个洞,不美观还影响工作呢。
还要看看里面的耐火材料是不是完好无损,这耐火材料就像是回转窑的保护盔甲,如果它出了问题,那回转窑在高温煅烧的时候可就危险喽。
另外,各种设备连接的地方也得看看是不是紧密,就像我们检查鞋带系紧了没,可不能在工作的时候掉链子呀。
而且,像一些传动装置,得确保它能顺利转动,不然回转窑就没法欢快地“转圈圈”来煅烧石油焦啦。
三、石油焦进窑啦。
当回转窑一切准备就绪,石油焦就可以入场啦。
石油焦进入回转窑的方式也是有讲究的呢。
不能一股脑儿地乱倒进去,得按照一定的速度和量慢慢送进去。
就像我们吃饭一样,得一口一口来,不能暴饮暴食。
一般是通过一些特殊的进料装置把石油焦送进回转窑里的。
这个时候的石油焦就像是进入了一个大烤箱的小点心,即将开始它的变身之旅。
四、煅烧过程中的温度控制。
回转窑开始工作啦,这个时候温度的控制可就是重中之重啦。
温度就像是这个煅烧过程中的指挥官,指挥着石油焦发生各种奇妙的变化。
煅烧石油焦的温度一般都比较高,得好几百摄氏度呢。
这个高温是怎么来的呢?那就是靠燃烧燃料产生的热量啦。
在回转窑里,燃料燃烧,释放出大量的热量,让石油焦在这个高温的环境里“烤”着。
但是温度也不能太高或者太低哦。
石油焦煅烧
羀3 原料的煅烧肇3.1 煅烧原理蚄炭素煅烧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。
煅烧是炭素生产的预处理工序。
各种炭素原材料在煅烧过程中从元素组成到组织结构都发生一系列显着的变化。
蒁无烟煤、石油焦和延迟沥青焦都含有一定数量的挥发分,需要进行煅烧。
冶金焦和焦炉生产沥青焦的成焦温度比较高( 1000℃以上),相当于炭素厂的煅烧温度,可以不再煅烧,只需烘干水分即可。
天然石墨为了提高其润滑性,也可以进行煅烧。
一般来说,煅后料比较硬、脆、便于破碎、磨粉和筛分。
蝿3.1.1 煅烧的目的膇煅烧的目的是为了排除原料中的水分和挥发分,使炭素原料的体积充分收缩,提高其热稳定性和物理化学性能。
肄进厂原料的水分一般在3%-10%之间,原料如含有较多的水分,不便于破碎、磨粉和筛分等作业的进行,并影响原料颗粒对粘结剂的吸附性,难以成型,故一般要求煅后水分不大于0.3 %。
衿如果原料的挥发分过高,则生制品在焙烧过程中,将会发生过大的收缩,以至变形,甚至导致生制品的断裂,所以必须排除原料中的挥发分。
蒇在煅烧,伴随挥发分的排出,高分子芳香族碳氢化合物发生复杂的分解与缩聚反应,分子结构不断变化,原料本身体积逐渐收缩,从而提高了原料的密度和机械强度。
一般来说,在同样温度下,煅后料的真密度愈高,则愈容易石墨化。
芇炭素原料煅烧过程中导电性能的提高也是挥发分逸出和分子结构重排的综合结果。
经过同样温度煅烧后,石油焦的电阻率最低,沥青焦的电阻率略高于石油焦,冶金焦的电阻率又高于沥青焦,无烟煤的电阻率最高。
无烟煤的电阻率不仅与煅烧程度有关,而且与其灰分大小有关。
同一种无烟煤,灰分愈大,煅后电阻率愈高。
膁随着煅烧温度的提高,炭素原料所含杂质逐渐排除,降低了原料的化学活性。
同时,在煅烧过程中,原料热解逸出的碳氢化合物在原料粒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。
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第二讲 石油焦煅烧工艺及设备
2.1 原料预碎
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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。
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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。
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。
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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。
2.2.1 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。
如果煅烧温度过高,原料体积密度降低,制品机械强度下降,而且砌筑煅烧 炉的耐火材料也不允许煅烧温度提得过高。
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℃。
2.2.3 煅烧过程原料的物化性质变化
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。
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。
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。
2.2.2 煅烧工艺的主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
右比较合适。
如果煅烧温度过低,碳质原料就得不到充分收缩,原料中挥发份不能完全排 除,原料的理化性能不能达到均匀稳定,在下一步焙烧过程中原料颗粒会再次收 缩,会导致制品变形或产生裂纹,而且制品的密度和机械强度都比较低。(为了 避免碳质原料颗粒在焙烧热处理时产生再收缩,一般煅烧温度应高于焙烧温度。)
➢ (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