1固体沥青生产工艺
外购的固体沥青卸至沥青仓库内,固体沥青经装载机、带式输送机、斗式提升机等设备输送到沥青水冷仓贮存,贮存在沥青水冷仓中的沥青经胶带式称重给料机称重计量,环锤式破碎机破碎后,由斗式提升机送入沥青快速熔化器中熔化,熔化好的沥青进入沥青缓冲槽,由沥青泵送入沥青储罐贮存,沥青储罐内的沥青通过沥青泵输送至生阳极生产工序。
2进行技术改造的必要性
生产炭素制品使用的煤沥青是由煤干馏得到的煤焦油再经蒸馏加工制成的沥青,属于炼焦厂附属产品。炼焦厂产品沥青为液体状态,经过水冷变为固体沥青,所以液体沥青比固体沥青产品质量稳定,更具有成本优势。液体沥青输送系统主要包含沥青储罐、齿轮泵、输送管道,根据生产情况,若采用相同设备,工况稳定可靠。原固体沥青上料输送系统、破碎机、快速熔化系统作为备用。采用液体沥青消除固体沥青在熔化过程中产生大量烟气(包含苯并芘、焦油、SO2,NOx等),减少污染物的排放。
3沥青输送系统改造
3.1液体沥青输送系统组成
改造后的液体沥青输送系统由沥青贮罐、加热器、手动沥青阀、气动沥青阀、沥青过滤器和沥青泵及沥青管道等组成。
1)沥青贮罐:容积m,用于液体沥青存贮和保温。
2)加热器:用于沥青贮罐内沥青的保温加热。
3)手动沥青阀门:用于液体沥青输送时,按工艺要求断开或打开沥青管路,确保液体沥青正常输送。
4)气动沥青阀门:用于日常生产中经常断开或打开沥青管路的阀门。
5)沥青过滤器:DN80滤网直径6mm,沥青泵的前端主要用于过滤大于6mm杂物,保护沥青泵齿轮。
6)沥青齿轮泵:用于输送液体沥青。
3.2液体沥青输送系统的计算
3.2.1液体沥青贮罐计算
根据初步设计,年产6万t预焙阳极,生阳极车间需糊料产能12.9t/h;沥青最大掺入量16%(可根据生产实际经验调整,但不建议大于16%),则沥青最大需求量:12.9×0.16=2.1t/h;原设计考虑沥青存贮时间为5天,即2.1×24×5=t;沥青密度1.3g/cm;需沥青贮罐容积:/1.3=m,取m。由于将沥青的进料方式改为液体沥青进料,考虑运输周期与运输成本,再增加1台m的液体沥青贮罐,这样存贮时间就可以达到10天。
3.2.2齿轮泵计算
生阳极车间设1台8t的液体沥青高位槽,其可供混捏时间:8/2.1=3.8h,考虑将8t的沥青在0.5h内输送完,则泵的能力:8/0.5=16t/h。根据沥青泵厂家样本,选取US80型号齿轮泵,同时配套该齿轮泵出口,选取DN80的沥青管路。
3.2.3主热媒管路计算
导热油密度():0.g/cm;导热油比热():0.kcal/kg·;则导热油流量:V=Q/(c×ρ×t)=29×10/(0.×0.×15)=39.5m/h;导热油流速:2m/s;管道截面积:S=V/v=39.5/(×2)=0.m;管道直径:d=0.m,取DN80的管。其他管路均为保温管路,与泵、阀、沥青夹套管相应管路配套,取DN25管。
3.3液体沥青输送系统改造方案
根据生产工艺要求保留原沥青熔化系统不变,作为备用,因外界因素造成液体沥青无法及时供应时,启运沥青快速熔化系统熔化沥青,保证正常生产。重新设计液体沥青贮罐及输送系统、热媒保温系统,实现炭素生产工艺直接使用厂商配好的液体沥青。
3.3.1改造方案
由于炭素生产的连续性要求新系统的设计不能影响原沥青熔化系统和热媒油系统正常使用,同时也要满足新系统投用后与现有沥青输送系统的衔接和操作方便,新系统在原旧沥青储罐西侧增加新贮罐和输送系统,新贮罐的容积与高度(包括操作平台高度)与旧贮罐相同,这样在施工上可降低费用。
3.3.2输送系统
采用沥青齿轮泵US-80、过滤器、沥青阀门组成互为备用的3套系统。
模式1:正常生产输送工艺:沥青罐车—沥青泵(新系统)—新贮罐—沥青泵(新系统)—旧贮罐—沥青泵—生阳极沥青高位槽。如果沥青温度低,则:新贮罐—沥青泵(新系统)—加热器—新贮罐进行循环,以提高液体沥青温度,达到工艺使用要求;如果沥青温度高,则:新贮罐—沥青泵(新系统)—新贮罐进行循环,以降低液体沥青温度,达到工艺使用要求。
模式2:当新沥青罐出现故障,不能正常输送时的输送方式:沥青罐车—沥青泵(新系统)—旧贮罐—沥青泵—生阳极沥青高位槽。
模式3:当旧沥青罐出现故障不能正常使用时的输送方式:沥青罐车—沥青泵(新系统)—新贮罐—沥青泵(新系统)—生阳极沥青高位槽。
3.3.3热媒油系统
为不影响原热媒系统的进出油管路,在外网快速熔化器系统总管前增加波纹管截止阀,用阀门将原来沥青快速熔化系统进行隔离,如果要使用快速熔化系统只需将阀门打开即可。在外网快速熔化器系统总管增加高温热媒油管和低温热媒油管,作为新增沥青输送
系统的油管,这样新旧系统进油和回油不存在任何交叉,从而保证热媒系统的畅通。
4改造后的经济及技术效益
4.1固体沥青改液体沥青的经济效益
沥青单耗由改造前的0.t/t左右降低到的0.t/t左右,全年按照生产t阳极炭块计算,全年减少沥青消耗×(0.-0.)=t,每吨按照元计算,全年节约成本约×=.64万元。由于沥青熔化车间的关停,热媒用量减少,利用节约的热媒能量每月平均多生产蒸汽约t,每吨去除成本按照72元计算,每年节约成本约×72×12=51.54万元。
4.2技术效益
(1)比用固体沥青熔化烟气量减少50%,焦油排出量减少40%,有效地改善炭素生产环境。
(2)由于液体沥青的使用,固体沥青破碎、熔化系统停用,改善员工的劳动强度,降低生产和检修费用。
5结语
液体沥青输入系统投入使用后,节能效果明显。减少了固体沥青的运输、破碎环节,减少粉尘的污染,同时减少沥青熔化带来的空气污染,取得了经济和环境的双赢。