石油焦煅烧回转窑煅烧带的控制

石油焦煅烧回转窑煅烧带的控制

刘金东

辽河石油勘探局有限公司石油化工分公司 辽宁盘锦124010

【摘要】石油焦属于痰的主要构成元素，其可以呈现出不规则的黑色块状，同时带有一定金属光泽，被广泛应用于化工、冶金以及石墨等不同领域，可以制作获得石墨电极、电石、碳化硅等材料。制作石油焦煅烧回转窑结构设计的合理性、科学性是保障整个煅烧工艺生产质量水平的关键，石油焦煅烧回转窑主要是通过石油焦粉在已抵用过程中加热，并基于化学与物理变化从而成为产品并卸出。从目前来看，石油焦煅烧回转窑的生产质量控制措施与要求相对较多，其中石油焦煅烧回转窑的煅烧带控制属于整个工艺中相当重要的工艺技术。对此，为了进一步提高石油焦煅烧工艺水平，本文简要分析石油焦煅烧回转窑的煅烧带控制策略，希望可以为相关工作者提供帮助。

【关键词】石油焦；煅烧回转窑；煅烧带；控制策略

0.引言

基于对石油焦煅烧回转窑的控制系统研究分析，调整煅烧带的温度以及煅烧带的长度，其中大多数控制工作都可以基于人工经验方式手动控制，例如二次风供风参数、沉降室风门开度、沉降室负压等指标，但是在具体生产期间经常发生煅烧带燃烧工况不稳定的表现，其会严重影响煅烧后石油焦的质量水平。对此，探讨石油焦煅烧回转窑煅烧带的控制具备显著实践性价值。

1.石油焦煅烧回转窑的控制要求

石油焦煅烧回转窑的控制主要是基于自动化监控系统以及人工操作调节的方式将预煅烧石油焦输送到回转窑当中并实行高温、挥发和焦化的处理。在这一过程中可以通过燃烧装置以及煅烧监控系统的应用，实现对物料煅烧期间和煅烧区域温度的实时性控制，可以促使窑内的物料基于预定曲线升温并达到有效焦化处理，从而提升整个生产产品的品质，增加产能的同时降低能耗，降低生产污染问题[1]。从目前来看，石油焦煅烧回转窑的控制设计方面，从控制单元器件而言，针对不同调节对象应当以动态化调节方式为主，动态的基础特征决定了整个控制难度较高，同时生产工艺对于调节质量的要求也比较高，此时调节对象的动态特征虽然不复杂，但是控制中相关指标的关联性比较密切同时较为集中，此时单回路控制系统很难实现精准性的控制，所以回转窑的控制系统必须基于新型控制方式，实现对多个测量数值、调节器、补偿器以及解耦器等多回路的复杂性控制。近些年有研究提出了三级调节的控制方式，针对不同级别调节器可以有对应升温状态相应，负压属于主控制调节，基于二次、三次风的变频调节量作为副控制调节，其可以承担不同任务并发挥对应动作规律调节作用，从而保障石油焦煅烧回转窑可以正常运行。

2.煅烧带控制对于石油焦品质的影响

原料石油焦在煅烧期间化学性质的变化过程比较复杂，同时与结构本身复杂性有一定关联性。煅烧温度对于原材料的影响在不同温度之下会呈现出不同表现[2]。在温度400℃以内时，成分为轻质馏分，挥发状态为油雾黄烟，煅烧的程度表现为大分子裂解成为小分子，从而促使部分侧链基团出现断裂表现。在温度为500到800℃时，成分以碳氢化合物为主，挥发状态为挥发分的最大排放，煅烧的程度为原料收缩以及致密化表现。在温度达到1100℃以上时，硫排放量最多，同时排气基本停止同时收缩表现相对稳定。在温度达到1250℃时，煅烧的程度为碳素原料会形成碳原子，同时平面网络会呈现出二维空间的有序排列。从上述不同温度的表现来看，在煅烧期间煅烧带的温度以及位置会直接决定煅烧的质量，回转窑的规格为2.84/2.3成功55m，安装时倾斜度为35%，其主要涉及窑头、筒体、窑尾等三个结构。

煅烧带的位置控制属于煅烧生产工艺环节中相当重要的操作，其直接决定着煅烧产品的煅后焦质量以及整个煅烧作业的运行质量，在煅烧带过于靠前时，窑尾会出现结圈的表现，并且对于回转窑的内衬使用寿命也存在一定的影响，同时煅烧带过于太靠后，则石油焦排放的挥发分无法在回转窑当中充分的燃烧，此时没有燃烧的挥发分会在沉降室当中沉淀，同时呈现出较高的温度，从而影响沉降室和烟道内衬的使用寿命。与此同时，二次与三次风在煅烧带当中的移动操作也是相当重要的控制技术方式。

3.石油焦煅烧回转窑煅烧带的控制

石油焦煅烧回转窑中煅烧带的位置控制属于煅烧生产作业中相当重要的操作，其直接决定着整个煅烧生产中煅后焦的质量以及煅烧生产工艺的正常运行[3]。在煅烧带位置靠前时，窑尾会出现结圈同时导致内衬损伤，而靠后会导致挥发分沉降室内燃烧导致沉降室和内衬寿命损伤。对此，在石油焦煅烧回转窑当中，移动速度会直接影响煅烧带的位置，如果石油焦在回转窑当中过快的移动，此时石油焦会在回转窑当中保持比较短的停留时间，预热带便会相对被拉长，导致煅烧带靠前。

在生产过程中如果发现煅烧带向前移动且过于严重时，可以采用下面两种方式进行控制：1、煅烧带在后移方面的操作，其可以适当增加三次风并提升二次风，促使前段工艺中挥发分无法充分燃烧，前段温度下降之后挥发分在后段工艺中会大量的燃烧，从而提升整体燃烧温度，从而让煅烧带向后移动；2、增加负压。借助降低沉降室的进风量方式，促使锅炉的新风进风量得以提升，从而让煅烧带的热烟气可以向后移动，从而达到让煅烧带后移的目的。

在出现煅烧带过于严重后移表现时，可以应用下面几种方式进行控制：2、煅烧带向前移动方面，可以适当降低三次风量，尽可能降低二次风量，促使挥发分和空气在前段就可以充分的混合，从而得到充分的燃烧，基于提高前段温度达到煅烧生产目的；2、降低窑内的负压。借助增加沉降室的冷风进入量以及控制锅炉新风入口的打开程度这两种方式的结合控制措施，可以有效降低回转窑当中的窑头负压表现，可以促使石油焦煅烧带可以向前移动并燃烧，但是需要注重负压过低时可能会导致防火、窑尾与下料口防火损坏皮带等问题的发生。

针对石油焦煅烧回转窑的煅烧带位置调整而言，石油焦以及风量的调节可以在回转窑的操作期间进行控制，主要是针对二次风、三次风的进风量控制方面实现。回转窑的整体负压以及二次风、三次风的给风量大小很大程度决定着回转窑当中煅烧带的温度以及位置。煅烧带最适宜的位置在于二次风和三次风之间，煅烧带长度越长时，煅烧生产加工的质量越好，同时烧损风险也会更大。普遍可以借助调节回转窑二次风的给定量方式调节煅烧带的长度以及温度，如果二次风的给风量不足，则会导致回转窑当中煅烧带的温度随之下降，导致加工料的挥发不充分，同时煅后焦的品质也会随之下降，但是过量增加又会导致二次风给定风量增加，从而导致煅烧带期间料烧损率随之提升。

4.总结

综上所述，针对石油焦煅烧回转窑的煅烧带控制工作，特别是针对温度的控制并总结最佳控制方式与技术手段，可以有效提高成品石油焦的煅烧质量，借助综合分析能够明显提升整体煅烧质量水平，同时可以发挥提升煅后焦的产能与质量目的，并且还可以降低生产能耗，对于整个石油焦煅烧回转窑的生产有一定支撑作用。

【参考文献】

[1]段全斌，宫卫国，田光，吴建立，王景阳.METSO石油焦煅烧回转窑后燃烧室积灰成因探析[J].轻金属，2019，(09):40-44.

[2]张嘉鑫.回转窑煅烧石油焦工艺技术更先进研究[J].化工管理，2017，(09):81.

[3]杨轶林，王军.回转窑煅烧石油焦烧损的主要因素及对策[J].甘肃冶金，2015，37(04):47-49.