罐式煅烧炉[整理版]

罐式煅烧炉[整理版]

罐式煅烧炉(retortc alciner)

在固定的料罐中实现对炭素材料的间接加热，使之完成煅烧过程的热工设备。罐式煅烧炉是炭素工业中被广泛采用的一种炉型。煅烧时原料由炉顶加料装置加入罐内，在由上而下的移动过程中，逐渐被位于料罐两侧的火道加热。燃料在火道中燃烧产生的热量是通过火道壁间接传给原料的。当原料的温度达到350,600?时，其中的挥发分大量释放出来。通过挥发分道汇集并送入火道燃烧。挥发分的燃烧是罐式煅烧炉的又一个热量来源。原料经过1200,1300?以上的高温，完成一系列的物理化学变化后，从料罐底部进入水套冷却，最后由排料装置排出炉外。完成了热交换的废烟气送入余热锅炉，利用其余热生产蒸汽，或送人换热室预热供燃料和挥发分燃烧的空气。

罐式煅烧炉由炉体(包括料罐、火道、四周大墙，有的还有换热室)和金基本构造

属骨架以及附属在炉体上的冷却水套、加排料装置、煤气(或重油)管道等几部分组成。(见图)

料罐和火道是炉体最重要的组成部分，料罐按纵横方向成双排列，连同它两侧的四条火道构成一组，一台炉可有3,7组。料罐的水平截面为两端是弧形的扁长形，罐壁垂直或略向外倾斜，后者即所谓斜罐式煅烧炉。对煅烧含挥发分较高的延迟焦，斜罐可以使下降的料层松动，减小结焦造成堵炉的危险。火道在料罐高度上分6,8层，烟气在火道内是一长“之”字形路线。料罐和火道都处于高温，工作条件恶劣，而且还要求罐壁导热性好，气密性高，故采用壁厚为80mm的硅质异型砖砌筑。

炉体的中部是几组料罐和火道，外部四周是大墙。在大墙中设有挥发分和预热空气通道。煅烧过程中排出的挥发分从罐上部的逸出口流出，由位于炉顶部的集合道把同组中的挥发分汇集，然后经大墙中的通道，才能送到燃烧口和需要补充热量的火道进行燃烧。经换热室或炉底空气预热道预热过的空气，也要通过大墙中的通道才能送到煤气(或重油)和挥发分的燃烧点供其燃烧。为了控制挥发分和预热空气的量，专门设有拉板砖进行调节。另外在大墙上还设有很多火道观察孔、测温测压孔，便于炉子的操作和监控。大墙采用黏土质耐火砖、保温砖和红砖砌筑。

在炉后不设余热锅炉的时候，为了利用废烟气的余热，可设换热室。换热室由黏土质的格子砖砌筑，废烟气和空气按各自的通道交错流动进行换热，通过格子砖，废烟气温度由1000?降为500,600?，而空气则被预热到400,600?。开发预热空气助燃，不但提高煅烧温度，还节约燃料，当改用延迟焦作原料后，大量挥发分的燃烧，不但满足了煅烧温度的要求，而且还大大富裕，采用换热室的形式已不能充分利用这部分热量，所以被余热锅炉取代。

整个炉体用金属骨架支撑和紧固。冷却水套悬挂在料罐的底部。煅烧好的料通过冷却水套即被冷却到100?以下。加、排料装置分别位于炉顶和冷却水套下面。加排料方式和设备结构形式虽然不同，但对其总的要求都一样，即连续均匀地加、排料，且在较大范围内能调节加、排料量;密闭性能良好，不允许漏进空气造成料的氧化，牢固可靠，便于维护。加、排料装置的结构见煅烧炉用机械设备。

分类罐式煅烧炉按其结构特点分类如下:

(1)按料罐数量分，有6罐炉、12罐炉、16罐炉、20罐炉、24罐炉、28罐炉等。因为

炉子以组为单元，而一组有4个料罐，所以炉子的料罐数是4的倍数。

(2)按料罐的形状分，有直罐炉和斜罐炉。

(3)按火道层数分，有4,5层火道炉、6层火道炉和8层火道炉。

(4)按烟气与物料流动的方向分，有顺流式炉和逆流式炉。

(5)按燃料的种类分，有燃气炉、燃油炉和燃煤炉。

(6)按结构的复杂程度分，有标准式炉和简易式炉。

罐式煅烧炉都是在炉顶加料，在炉底排料。物料是靠自重从上向下移动的。顺流式炉烟气的流动方向与物料一致，是从上面的火道往下面的火道流动。燃料从最上层火道送人，这里温度最高，而处于相应部位的物料，因为刚加入料罐时温度还很低，在向下移动过程中温度要逐渐升高，但这时火道温度却下降了，这对物料后期的升温特别不利。只有降低产能，减慢物料的下移速度，才能提高物料的温度。中国早期建设的罐式煅烧炉都是顺流式的。到了20世纪70年代才又发展了逆流式炉。逆流式炉的燃料从最下层火道送入，烟气与物料是逆向运动，即从下面的火道往上面的火道流动，这样，火道的高温区域也正是物料处于加热后期最需要提高温度的部位，因此，对物料的煅烧是有利的，这就使逆流罐式煅烧炉无论在产品质量、炉子产能，热效率方面都优于顺流式炉。这种炉子按结构分应为标准炉。

简易式炉是在前面着重介绍的标准炉的基础上，既保持炉子功能、热工制度不变，又对炉体结构进行简化，并立足于当地条件的一种炉型。其特点为:

(1)炉体几何尺寸小。一台炉一般只有4,6个料罐，料罐与火道的高度也较矮。所以从占地面积和厂房高度均小于标准炉，当然产能也小一些。

(2)罐体与火道采用容易获得的标准型黏土质耐火砖砌筑，结构强度与严密性均较差。

(3)以烟煤为燃料，并用人工操作方式为炉子供煤。温度波动较大，劳动条件不好。

(4)不设余热利用装置，热效率低。简易式炉虽然产量小，煤耗大，劳动条件差，炉子寿命短，但因为投资少，建设投产快，在一些地方小厂仍有使用。

热工特点罐式煅烧的热工特点如下:

(1)间接加热。热量的载体与被加热的物料不直接接触，火道中的高温是通过80mm厚的硅砖罐壁把热量传给料罐中的物料的。

(2)按烟气与物料运动的相对关系，有顺流和逆流两种加热方式，后者具有较高的传热效率。

(3)能够做到对挥发分充分合理的利用。对同一组料罐中逸出的挥发分先汇集，然后按升温需要送到相应的火道层燃烧，并用挥发分拉板进行控制，达到延长煅烧带，调整热工制度的目的。

(4)物料的挥发分含量对热工过程有重要影响。挥发分含量大，可以减少燃料的供给，甚至实现无外加燃料煅烧。但同时也带来罐内结焦、排料困难，挥发分道容易堵塞，火道温度过高甚至被烧塌等不正常情况。为此，生产上常用煅烧混合焦的办法来解决，中国研制的斜罐式煅烧炉煅烧含挥发分高的延迟焦是完全成功的。

(5)炭质烧损较小，一般可以达到3,,4,。因为是间接加热，烟气中的过剩空气不会造成料的氧化。料罐内，由于挥发分静压力的作用，在上部形成约10Pa的正压。空气不会渗入，在下部形成负压，如果罐体不严密就会漏进空气，造成料的氧化。冷却水套和排料装置漏气对炭质烧损也有重要影响。

(6)不直接测量料温，而是以火道温度作为控制基准。调温的手段灵活，既可以控制燃料、挥发分的量，也可以通过负压进行控制，还可以改变加、排料量进行调节。

(7)余热利用充分。不但设有余热锅炉或换热室，在炉底还设有空气预热道。既冷却了炉底改善了操作环境，又预热了空气。

(8)均匀地加、排料，保持罐内一定的料面，对煅烧过程的稳定有其重要意义。这一方面是因为料在罐内应有一定的停留时间，才能保证料的煅烧质量;另外逸出挥发分的量要均衡，才能保证热工制度的稳定。