技术|高硫石油焦在铝用预焙阳极生产中的应用(下)

上篇文章《高硫石油焦在铝用预焙阳极生产中的应用(上)》中我们阐述了石油焦中硫含量的变化趋势及高硫石油焦对生产的影响。本文紧跟上文思路,进一步探究阳极生产中应用高硫焦的基本原则并通过研究试验明晰高、低硫石油焦的掺配比及煅烧问题,供企业参考借鉴。

在阳极生产中应用高硫焦的基本原则

为了解决现阶段石油焦采购困难问题,部分高硫石油焦被允许进入生产线。但该做法并不一定适合所有铝用阳极生产企业,为了保证阳极质量,相关企业还需充分考虑自身实际情况,立足于原料、工艺等制定符合自身生产要求的对策应对当前局面。

  1. 在原料采购过程中,可用高硫石油焦应满足挥发分稳定,且始终<12%,灰分≤0.5%,所含微量元素,尤其是钠、钙等能够影响阳极抗氧化性能,以及影响原铝质量品位的铁、硅等应保证≤0.08%,粉焦≤8mm,符合国际要求;

  2. 在使用高硫焦时需注意其理化性能,在掌握硫含量的基础上与其他石油焦配合使用。例如,高、低硫石油焦配合使用可有效降低混合焦的含硫量;

  3. 专库堆放用来配料的高、低硫石油焦可实现较精确的配料。

高硫焦与低硫焦的掺配及煅烧

出于对石油焦供应量及高硫焦价格优势的考虑,研究人员按一定比例混合掺配了低硫焦,并进行煅烧试验,以确定最佳混合比例。高、低硫石油焦掺配符合阳极生产中应用高硫焦的基本原则,保证进入罐式煅烧炉的石油焦含硫量<3.0%,经分析实验所获数据可知:

  1. 将平均硫分为4.5%的高硫焦一份与平均硫分为1.2%的低硫焦一份掺和,获得平均硫分为2.85%的石油焦;

  2. 高硫焦的平均挥发分为10%,低硫焦的平均挥发分也为10%,说明煅烧炉使用挥发分处在最佳状态,因此,挥发分不会对配料比例产生影响;

  3. 高硫焦的粉焦量较大,低硫焦的粉焦量较小,若煅后焦粒度出现不平衡现象,可减少高硫焦的掺比含量,增加低硫焦的掺比含量。如将高、低硫焦的比例从1∶1调整到1∶2,硫分平均值也会从原本的2.85%降至2.30%,一旦出现挥发分过高的情况,可减少排料时间,推迟挥发分溢出,促使挥发分尽可能的燃烧完全,避免煅烧炉面出现大量烟气;

  4. 在进行物料掺配时需考虑多方面问题,不仅要掌握挥发分、石油焦的硫分、粉焦量指标,还要考虑微量元素指标,确保钠、钙含量较低,以提升阳极的抗氧化性;

  5. 专库堆放用来配料的高、低硫石油焦可实现较精确的配料,配料需要在专用场地进行,由抓斗车按比例掺配,在搅拌均匀后,进入格筛,输送至煅前仓,在煅烧过程中,必须密切观察温度,及时调整,确保煅烧炉运行平稳,以保证温度与工艺要求匹配,降低硅砖的侵蚀,延长煅烧炉的使用年限。

高硫焦阳极的生产及效果分析

在成型配料中,重点控制干料中残极、生碎及沥青用量。干料中残极掺配比例25%,生碎掺配比例5%,沥青用量15%,上下波动不超过1%。

其它生产工艺(温度、物料纯度等)严格按照生产要求落实。在32h火焰移动周期、六室运转的敞开环式竖装焙烧炉中焙烧生产出的阳极,在1160℃的火道温度下经过50h的保温,预焙阳极的外观质量未发生明显变化,在电解过程中,抗空气、CO2反应性增强,损耗大幅度降低。

在余热锅炉尾部进行烟气脱硫处理,并检测气体浓度,达到国家排放要求。

总之,企业在阳极生产过程中应用高硫焦时,应注意高硫焦的性能及硫含量,配合低硫焦一起使用,在保证钠、钙元素含量最低的同时,高硫焦的最大使用比例≤25%,调配后的石油焦混合硫含量应≤3.0%。合理化石油焦的掺配可保证阳极外观质量,提高阳极的抗空气、二氧化碳反应性,保护阳极,尽可能的降低耗损。同时保证了二氧化硫的排放不会威胁到环境,更不会影响人们的健康生活。
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