石油焦煅燒工藝及節能減排研究

趙鵬飛

遼河石油勘探局有限公司石油化工分公司 遼寧盤錦 124010

石油焦在煅燒階段中所排放出來的污染物，且會消耗掉諸多能源，對于石油工業的可持續發展十分不利。所以，務必得要進一步強化并創新煅燒工藝，石油焦實施煅燒過程之中所損耗的環境與能源，改革創新節能減排的煅燒工藝。另外，減小煅燒階段之中的污染指標，也很好的順應了當下國家經濟發展的要求，將綠色化的煅燒工藝構建起來，推動石油工業走向可持續發展道路。

1 石油焦煅燒概述

石油焦煅燒是綠用炭陽極制備的第一道工序，其目的是排除石油焦中的揮發份、水分和部分硫分，提高原料的真密度、電阻率和強度、以及改善原料的化學穩定性。在煅燒過程中，隨著石油焦中揮發分的逸出，石油焦的宏觀結構和微觀組織都將發生明顯的變化，具體表現在煅燒后石油焦的物理和化學性能均獲得了改善。只有經過了煅燒工序的石油焦才能應用于鍋用炭陽極的制備[1]。

在生石油焦質量確定的情況下，煅燒的質量控制主體因素是煅燒溫度。因此，研究煅燒溫度對煅后焦質量的影響意義重大。一般情況下，石油焦從400°開始逸出揮發分，到700°時揮發分基本逸出完畢，此時石油焦形成了半焦化狀態。隨著煅燒溫度的進一步增加，石油焦開始焦化，到900°時焦化過程基本結束，繼續升溫時，石油焦的內部結構雖然仍呈立體亂層排列，但平面結構逐漸向六角網狀排列，形成了部分平面網狀結構。這種微觀結構的變化反映在煅后焦的物理性能（如真密度、導電率、強度等）指標的改善。一般認為，煅燒溫度越高，煅后焦物理性能指標越優秀。

2 石油焦煅燒工藝分析

2.1 合理設置窯體風次

在改革創新煅燒工藝的時候，可以從改變窯體風次來著手，強化石油焦的煅燒水平與質量。以風次轉換成2次風，隨即來為煅燒工藝提供充分的風能供應。可以促使石油焦在風力較大條件之下可以獲取到充分的燃燒，隨即便可以進一步提高石油焦在窯體之中的煅燒水平與質量。除此之外，一旦石油焦中水含量較小，且依照煅燒工藝的規范標準，那么石油焦在無油的條件之下來充分的燃燒，相應的便可以降低煅燒工藝而損耗的能源。

2.2 筒內外噴水結合冷卻方式

在煅燒工藝之中擯棄原先單一化的冷卻方式，轉變運用筒內外聯合的噴水方法，加速石油焦冷卻的速率。另外，運用該類內外統一冷卻噴水的方法，來在短期內促使石油焦溫度下降，預防石油焦由于氧化而導致質量不盡如人意。在通常情況之下，通過雙向冷卻的方式后可以迅速使溫度下降，這樣一來預防石油焦由于氧化而導致質量不佳。在通常情況之下，通過雙向冷卻之后的石油焦溫度則在70°之下。以此來進一步緩解石油焦的氧化程度，降低炭質燒損的情況的出現。

2.3 煅燒帶的控制

在煅燒作業施工之中，煅燒帶的部位控制至關重要，其關乎到煅燒產品煅燒后焦的質量和整個煅燒工序的有序實施，假使煅燒帶過于靠前，窯尾便會出現結圈的情況，另外也會影響到回轉窯內襯的壽命，煅燒帶太靠后，石油焦排出的揮發分沒有在窯內得到充分的燃燒，未燃盡的揮發分在沉降室內燃燒，使沉降室溫度過高，影響沉降室及煙道內襯壽命[2]。

3 石油焦煅燒節能減排措施

3.1 煅燒回轉窯煙氣余熱利用

冶金行業屬于能耗型企業，其能耗占全國能耗的10%左右，占工業部門能耗的15.25%。目前，能源生產的增長速度尚難以適應國民經濟的發展要求，能源價格呈上升趨勢，這對于能源費用占企業生產總成本20～30%的冶金企業將是新的挑戰。因此，節能降耗將是冶金企業長期的戰略任務。有色金屬行業中從事電解鋁生產的企業，無論是在電解生產過程中還是在鋁用炭素生產過程中，都會產生大量的含有可利用熱量的廢氣、廢水、廢渣，同時在各工序之間存在著含有可利用能量的中間產品和半成品。充分回收和利用這些能量，是企業現代化程度的標志之一。

在各種工業窯爐的能量支出中，廢氣余熱越占15～35%，這些廢氣凈化處理后是一種輸送和使用方便、燃燒后又無需排渣和除塵、不易造成環境污染的優質能源。但是由于企業生產結構和工業爐窯配置等原因，目前我國許多冶金企業仍排放大量富含熱量的廢氣[3]。這是造成企業能源消耗高的一個重要原因，也是造成我國環境污染嚴重的根源之一。

3.2 煅燒石油焦脫硫技術

石油焦是生產鋁電解用陽極的主要原料，一般占陽極重量的65%左右，按照硫含量的不同，石油焦被分為高硫焦（S≥3%）和低硫焦（S≤2%）。近年來，隨著國內電解鋁行業的迅速發展，符合生產陽極用的石油焦供不應求，國內焦化廠已經出現了排隊求購的現象。鋁行業對石油焦的采購戰略和渠道正在悄悄地發生重大改變，高硫焦在預焙陽極生產中的用量將會逐漸增加。近年來的生產實踐證明，鋁用預焙陽極生產行業所使用的石油焦質量總體呈下降趨勢，主要表現在：石油焦的粉焦含量越來越大，硫含量越來越高，對焦碳及產品反應活性有影響的雜質量有逐漸增加的趨勢。

4 結語

石油焦是預焙陽極的主體原料，石油焦的煅燒質量直接影響預焙陽極的質量。近年來隨著鋁電解產能的不斷擴大，陽極的消耗量也隨之不斷增加，作為陽極主體原料的石油焦出現了供不應求的局面，一些低品質的石油焦被大量的應用在預燒陽極的生產中。針對這些低品質的石油焦不斷的被使用，那么如何在煅燒過程中保證這些石油焦的煅燒質量，以及如何克服這些石油焦在煅燒過程中帶來的能耗增加和污染物排放增加的問題。由此可見，本文的研究也就顯得十分的有意義。