【正文】 設(shè)計節(jié)能環(huán)保環(huán)式鋁電解用預(yù)焙陽極焙燒爐型 焙燒爐設(shè)計參照法國 AP 爐，將火道內(nèi)的隔墻進行改造，增加隔墻的數(shù)量，有 3道調(diào)整為 5道隔墻，從而拉大了制品溫度和火道溫度差，使制品中的可燃?xì)怏w在爐 內(nèi)充分燃燒； 焙燒爐的外墻的保 溫磚由原來的 240mm厚，增加到 480mm厚，增強保溫效果。 104kcal/h 生產(chǎn)工藝 600179。 104kcal/t的熱油爐及其配套機車 3 臺套， 50179。 104kcal/t） 噸制品，每噸制品約降耗 57Nm3天然氣（天然氣的熱值按 9000kcal/Nm3） 120210179。 每年可回收熱能（折算成標(biāo)準(zhǔn)煤： 604884179。 25=3360m3/h（煙氣量） 其中： 8—— 8 罐 90—— 90kg/罐 .h —— 75%的實收率 —— 10%的揮發(fā)份含量、 空氣過剩系數(shù)取 ，每立方米揮發(fā)份生成煙氣 25m每千克揮發(fā)份 )。 一、煅燒爐的節(jié)能潛力分析 煅燒工序選用 6臺罐式 8層火道順流罐式煅燒爐，其中 1臺 8罐爐、 1 臺 12罐爐、 3 臺 24罐爐、 1 臺 3 罐爐。真密度≥。生陽極車間耗能合計 480 萬 kcal/h。 煅燒車間 為使延遲 石油 焦排除水份和揮發(fā)份提高導(dǎo)電率和真密度、強度增加，進行熱處理，煅燒溫度為 1250℃～ 1300℃。石油焦在煅燒爐內(nèi)通過加熱，使石油焦中的可燃揮發(fā)份通過爐內(nèi)逸出口入爐內(nèi)火道，進行燃燒，因此簡單加熱后可自行煅燒，煅燒溫度 1300℃，煅燒過程中釋放出較多熱量，正常生產(chǎn)時不使用外加燃料。可以看出節(jié)能已成為一項政府行為，也是十一五規(guī)劃的工作重點之一。 我國經(jīng)濟快速增長，各項建設(shè)取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境代價，經(jīng)濟發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳，群眾對 環(huán)境污染問題反應(yīng)強烈。另一方面，必須堅持節(jié)約優(yōu)先，走一條跨越式節(jié)能的道路。要完善有利于節(jié)約能源資源和保護生態(tài)環(huán)境的法律 和政策，加快形成可持續(xù)發(fā)展體制機制。②工藝操作的原因，爐室的密封性能差，漏風(fēng)嚴(yán)重，造成天然氣耗量居高不下。 第二節(jié) 項目提出的背景 現(xiàn)代鋁工業(yè)技術(shù)的發(fā)展對鋁用碳素材料的質(zhì)量提出了越來越高的要求，技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)工藝和裝備改進促使鋁用碳素質(zhì)量不斷提高，從而改善優(yōu)化其在電解過程中的性能，達到鋁電解大幅度節(jié)能降耗，提高核心競爭力，推動鋁用碳素工業(yè)和鋁電解工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。 2021年，為響應(yīng) **市政府打造“百萬噸碳素基地”號召，他利用自身影響力為德城經(jīng)濟發(fā)展做貢獻。目前，該公司已成為 **市的支柱企業(yè)、民營企業(yè)明星、出口創(chuàng)匯大戶。 本項目實施后，年可節(jié)約原煤 11000 噸、天然氣 680 萬標(biāo)準(zhǔn)立方，折合標(biāo)煤 16440 噸。 公司依靠科技進步，攻克了一些節(jié)能減排的關(guān)鍵性技術(shù)，提出 實施 鋁電解預(yù)焙陽極生產(chǎn)線節(jié)能技術(shù)改造項目 。 二、研究工作的范圍 本可行性研究主要包括 ： 對項目提出的背景、必要性、建設(shè)內(nèi)容及建設(shè)規(guī)模、建設(shè)條件與場地狀況的分析； 對項目的技術(shù)原理、節(jié)能改造工藝路線及設(shè)備選擇等技術(shù)方案的研究； 對項目所采取的消防、環(huán)境保護、勞動安全衛(wèi)生及節(jié)能措施的評價； 對項目實施進度及勞動定員的確定； 對項目作出的投資費用估算及技術(shù)經(jīng)濟綜合評價。調(diào)整火道隔墻的數(shù)量，由原來的 w 型火道改為 wv 型火道，從而達到使揮發(fā)份充分燃燒的效果。 通過研究可以看出本項目依據(jù)條件較好，工藝技術(shù)成熟可靠，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)濟效益上都是可行的。力爭到 2021 年把公司建設(shè)成為技術(shù)領(lǐng)先，裝備一流，產(chǎn)品精湛，管理高效，綠色環(huán)保，全 國第一，亞洲最大的鋁用碳素生產(chǎn)基地。目前，這兩家公司一期工程均已投產(chǎn)，二期工程正在籌劃之中，“百萬噸碳素基地”已是初具規(guī)模，相 信，不遠(yuǎn)的將來，在他和公司的共同努力下， **市全體人民的這一良好愿望一定會能達成。國內(nèi)外鋁用碳素廠家在焙燒爐的爐型上也各不相同，例如，日本采用 AP 型焙燒爐，德國采用了 W型焙燒爐，中國的各大設(shè)計院采用德國 W型焙燒爐爐型并加以改進，形成具有中國特色的焙燒爐爐型。 某某 碳素有限公司 經(jīng)過反復(fù)研究和到相關(guān)兄弟單位參觀考察，決定對現(xiàn)有的 3臺焙燒爐進行改造，通過改造，使焙燒爐成為 節(jié)能環(huán)保環(huán)式鋁電解用預(yù)焙陽極焙燒爐，可以充分燃燒預(yù)焙陽極自身含有的可燃揮發(fā)份，降低燃料的單耗；增加 5臺余熱熱油爐，將現(xiàn)有煅燒爐高溫?zé)煔獾挠酂岢浞只厥绽茫?達到節(jié)能、環(huán)保的效果。 國家《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（ 2021年本）》中把第二十六項“環(huán)境保護與資源節(jié)約綜合利用”中第 34 條“節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保及資源綜合利用等技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用及設(shè)備制造”列入鼓勵類。必須從戰(zhàn)略高度充分認(rèn) 識節(jié)能的重要性，樹立憂患意識，增強危機感和責(zé)任感，大力節(jié)能降耗，提高能源利用效率，加快建設(shè)節(jié)能型社會，為保障到 2020 年實現(xiàn)全面建設(shè)小康社會目標(biāo)作貢獻。只有堅持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，才能實現(xiàn)經(jīng)濟 又好又快發(fā)展。 實施節(jié)能技術(shù)改造，有利于企業(yè)充分發(fā)揮設(shè)備潛力，提高運行效率，達到降低能耗，促進技術(shù)進步，提高企業(yè)的競爭力和經(jīng)濟效益，實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 混捏：儲料斗內(nèi)不同粒級的物料，經(jīng)配料計量后，進入混捏鍋進行預(yù)熱，達到一定時間、溫度后，再放入液體瀝青，進行混捏。 企業(yè)現(xiàn)有原料煅燒爐 6臺，分別為 1臺8 罐， 1 臺 12 罐， 3 臺 24 罐， 1 臺 30 罐。瀝青熔化的目的是除去瀝青的水分和雜質(zhì)。 傳統(tǒng)能耗指標(biāo) 按傳統(tǒng)工藝設(shè)計，其單位產(chǎn)品能耗指標(biāo)為： （ 1）焙燒爐用天然氣熱耗 (110179。 按 8 罐煅燒爐計算，每罐每小時排料 90kg（空氣過剩系數(shù)?。? Vn=8179。（ 900179。 12247。 7000=8570噸標(biāo)準(zhǔn)煤。 104kcal /H，將 1 臺 60噸瀝青溶化槽和 2臺 30噸瀝青融化槽直接用高溫?zé)煔饧訜崛诨苫厥諢崮?30179。 104kcal/h 熱油換熱 該公司每小時可生產(chǎn)陽極： 噸 每噸產(chǎn)品可帶能 630179。 改造效果 老式焙燒爐每噸制品的天然氣消耗量 122N m3/噸， 節(jié)能環(huán)保環(huán)式鋁電解用預(yù)焙陽極焙燒爐的 用量為 65N m3/噸。104kcal/t（節(jié)能量折合 標(biāo)準(zhǔn)煤 ）。104kcal/t 50179。 00′。本項目周圍為平整的農(nóng)田，無任何危害地貌，土層埋深 ～ 米處為粉質(zhì) 粘土層。 深層承壓含水層組：比較適合飲用，但含氟量高，長期飲用能引起 “氟斑牙 ”等地方病，礦化度＜ 1g/L，含氟量 3～ 6mg/L。目前，“四縱六橫”主干路網(wǎng)已經(jīng)形成，整個園區(qū)實現(xiàn)了“六通一平”。 104kcal/t產(chǎn)品降至 60179。 三、焙燒爐節(jié)能工藝技術(shù)分析及改造方案 設(shè)計節(jié)能環(huán)保環(huán)式鋁電解用預(yù)焙陽極焙燒爐型 （ 1） 增加爐室火道隔墻，充分利用揮發(fā)份 碳素環(huán)式焙燒爐焙燒預(yù)焙陽極時，預(yù)焙陽極自身含有的 9%左右的揮發(fā)份要溢出，這一部分可燃性氣體，完全燃燒后的熱能可以 達到 1824MJ/t制品，但是實際上在原有焙燒爐爐型及操作條件下，當(dāng)揮發(fā)份大量排出時，火道溫 度才能達到其著火溫度并使揮發(fā)份燃燒，同時又因為大量排出揮發(fā)份的爐室正好是處于系統(tǒng)爐室的第三、第四室，即系統(tǒng)的中間位置，揮發(fā)份的燃燒，致使第三、第四爐室的溫度出現(xiàn)漂升，不好控制，從而影響了系統(tǒng)爐室溫度梯度，使調(diào)溫操作不好掌控，溫度梯度紊亂，耗能量大增。如果過程漏風(fēng)嚴(yán)重，高溫火道會使冷風(fēng)在火道內(nèi)體積驟漲，從而阻礙了高溫氣流的順利進行，同時也增大 了排煙風(fēng)機的工作量，表面現(xiàn)象是高溫燃燒架的負(fù)壓小，空氣不夠用，我們就會人為地提高負(fù)壓，但這樣一來就會形成漏風(fēng) —— 排煙機排量減小 —— 空氣量不足 —— 提高負(fù)壓 —— 漏風(fēng)加劇的惡性循環(huán)。最終達到了增產(chǎn)降耗節(jié)能的理想目標(biāo)。 煙氣在冷卻塔內(nèi)噴霧降溫，水的霧化是通過特制的噴嘴用壓縮空氣將水霧化，噴入的量是隨煙氣入口溫度的變化自動調(diào)節(jié)的，而壓縮空氣的用量及壓力是隨水量及水壓相應(yīng)調(diào) 節(jié)。 改造后爐型的燃燒架和排煙管結(jié)合在一起，與傳統(tǒng)的點火設(shè)備相比，不需要作附加的工作。 某某 碳素有限公司廠區(qū)分為兩部分，東側(cè)部分主要布置煅燒廠房及其他設(shè)施，西側(cè)部分主要布置焙燒廠房及其他設(shè)施，東西兩側(cè)由干渠隔開。 焙燒爐爐體材料采用粘土質(zhì)耐火磚，其中 80%為異形粘土磚。 二、供電 設(shè)計依據(jù) （ 1）供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（ GB5005295） （ 2）低壓配電設(shè)計規(guī)范（ GB5005495） （ 3）建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（ GB50034－ 2021） （ 4）建筑物防雷設(shè)計規(guī)范（ GB50057－ 94） (2021 年版 ) 負(fù)荷等級及電源 供電電源為 110kV 天衢變電站雙回 10kV 專線架空線，接入廠區(qū)變電室。本項目用氣壓力為 ～ ，因用氣壓力與來氣壓力相差甚 少，因此，本項目僅在天然氣入口總管設(shè)置自力式調(diào)壓器。 二、主要污染源及現(xiàn)狀 碳素材料生產(chǎn)主要污染物為焙燒爐、煅燒爐產(chǎn)生的煙氣、生活廢水、各除塵設(shè)施回收的粉塵及瀝青、廢耐火材料、生活垃圾等固體廢物及設(shè)備運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪音。干法凈化技術(shù)主要缺點是對 SO2基本無效。 第三節(jié) 項目污染治理方案 一、 廢氣污染防治措施 焙燒爐煙氣控制措施 焙燒爐煙氣中主要污 染物是 SO煙塵、瀝青煙和苯并芘，目前我國焙燒爐煙氣凈化主要采用靜電除塵 (電捕焦油 )、氧化鋁吸附干法凈化和堿液洗滌濕式凈化三種技術(shù)： （ 1）靜電除塵凈化流程最為簡單，可凈化煙氣中的瀝青煙和煙塵，凈化效率達 90％以上。 地表水 根據(jù) **市環(huán)境保護監(jiān)測中心站 2021 年全年在岔河的田龍莊斷面例行監(jiān)測數(shù)據(jù)與評價結(jié)果可知：現(xiàn)狀監(jiān)測的水質(zhì)指標(biāo)中 CODCr、氨氮、 BOD硫化物存在不同程度超 標(biāo)現(xiàn)象，揮發(fā)酚、氰化物、石油類能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，說明岔河環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀已不能滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB38382021)Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)要求。 生產(chǎn)車間采用低壓配電屏直接向設(shè)備供電；動力線采用電纜沿橋架及 BV線穿管敷設(shè)；照明線路全部采用 BV 線穿管暗敷。 第六節(jié) 公用工程及輔助工程 一、給排水 設(shè)計依據(jù) 《建筑給排水設(shè)計手冊》 GBJ1538（第二版） 供水概述 廠 區(qū) 原有 水泵房一座，設(shè)置有自動給水設(shè)備和水泵，供水壓力，能夠 滿足該項目的用水需求。 第五節(jié) 土建工程 一、設(shè) 計依據(jù) 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 (GB500172021) 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 (GB500092021) 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 (GB500112021) 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 (GB500102021) 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》 (GB500072021) 二、建筑說明 本項目土建工程遵照現(xiàn)行國家規(guī)范，并根據(jù)我國當(dāng)前國情 ,合理的選取建筑結(jié)構(gòu)方案，力爭做到技術(shù)先進可靠，經(jīng)濟實用，建筑造型美觀大方，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，盡量采用地方材料。 104kcal/t 3 煙氣量 Nm3/h. 120210 80000 該爐型與原有老爐型的制品理化指標(biāo)見下表： 表 52 產(chǎn)品理化指標(biāo)對比表 理化指標(biāo) 原有焙燒爐 優(yōu)化后的爐型 比電阻 μΩ .m 5458 5255 抗壓強度 Mpa 3841 4045 熱膨脹系數(shù) 179。 （ 4）能耗低 ,其單位產(chǎn)品能耗降為國內(nèi)同類爐型的 54%,由原來 110179。 工藝流程如下： 來自焙燒爐的煙氣，首先進入冷卻塔噴霧降溫，將煙氣降至90177。 （ 3）填充料的搗固 填充料采取下松上實的搗固方法，即與制品接觸處的填充料要略松，而蓋帽部分填充料一定要搗實。 （ 3）減小煙氣運行阻力 將爐室火道隔墻增加到 5道，相應(yīng)帶來的是煙氣運行阻力的增大。專門設(shè)計的減壓控制裝置可以同時對所有煙道的減壓進行監(jiān)視，這對于優(yōu)化瀝青的燃燒特別重要，該控制單元全部集中在焙燒爐控