电石炉工程用碳材烘干量计算

摘 要：为满足4×45000kVA电石炉对碳材消耗的需求，需要配置4套回转烘干机进行碳材烘干（三用一备），热源由沸腾炉产生，采用双燃料燃烧系统：一种燃烧方式为焦粉；另一种燃烧方式是利用电石炉尾气作为烘干热源燃料。本文通过对该工程回转烘干机产能计算，确定配置4套碳材烘干装置，日处理碳材1080吨（湿基）。
关键词：碳材；烘干机；沸腾炉；除尘系统
0 引言
鄂尔多斯市某矿拟建全密闭电石炉技术工程，一期拟建4台45000KVA全密闭电石炉，分别布置在两个车间内，每个车间布置两台电石炉。为满足4台45000kVA电石炉对碳材消耗的需求，配置4套碳材烘干装置，三用一备，日处理碳材1080吨（湿基）。

1 碳材烘干系统

碳材棚内合格粒度的碳材通过经地下受料仓、电机振动给料机，至J1胶带机、J2胶带机并通过卸料车运至四个焦炭缓冲仓后经电机振动给料机给至回转烘干机。烘干后碳材经HJ1胶带机至焦炭高效振动筛，筛下粉料存储于焦炭粉仓后汽车运走，筛上焦炭至HJ2胶带机通过卸料车运至焦炭日料仓。无需烘干碳材可经过地下受料仓、电机振动给料机、HJ0胶带机、HJ1胶带机、焦炭高效振动筛、HJ2胶带机通过卸料车运至焦炭日料仓。
碳材烘干采用4台（三用一备）回转烘干机进行干燥，热源由沸腾炉产生。燃料用无烟煤分别经各自受料斗至斗式提升机至原煤仓、后经喂料机分别至4台沸腾炉。

2 碳材烘干机简介

烘干碳材的热量由沸腾炉供给，采用双燃料燃烧系统：一种燃烧方式为焦粉；另一种燃烧方式是利用电石炉尾气作为烘干热源燃料。
沸腾炉炉膛温度由700℃至1050℃可调，碳材进入回转烘干机内，在烘干机的转动下其内部栅格式扬板将物料均匀扬起，使热风与物料充分接触，热风把物料中水份带走，起到干燥物料作用。烘干机里热风（低于160℃）进入布袋除尘器净化排空，除尘收集的细粉灰可用于水泥原料煅烧或送至电厂发电，由专用汽车外运，除尘后的废气净化达标经烟囱排放。

3 碳材烘干计算

综合各种碳材入炉比例及含水率不同等条件，按日烘干碳材1080吨计算。碳材初水份为21%，烘干后水份≤1%，本系统确定采用4台Φ2.4m×20m回转烘干机进行干燥，燃料为碳粉或电石炉尾气。单台烘干机处理量Q=1

1.25t/h（干基）。

3.1 已知条件

烘干物料：碳材
初水：W1≤21% 终水：W2≤1%
考虑碳材品种及冬季最大烘干量
需烘干总量：G总=45t/h （湿基） 年运转时间8000小时，每天24小时工作制
电石炉工程用碳材烘干量计算相关论文由www.udooo.com收集采用3用1备烘干线，每条烘干线台时产量G=～15t/h（湿基）
烟气进烘干机温度：t1=850～600℃可调1，
取t1=600℃
则由t1查得：入口烟气平均比热 c1=

1.483KJ/Nm3℃

出烘干机气体温度：t2=120℃
则由t2查得：尾烟气平均比热 c2=

1.386KJ /Nm3℃

按冬季生产条件计算
物料进料温度：t3=-28℃
物料出料温度：t4=80～100℃ 取t4=100℃
筒体表面平均温度：tf=140℃
大气温度：tα=-28℃
碳材比热：λ=

1.046KJ /kg.℃

效率及散热常数：E=1.25

3.2 沸腾炉、烘干机选型计算

3.

2.1产量计算：

系统蒸发水量2：W=G* （W1-W2）/（1-W2）
W-干燥过程汽化的水量，kg/h
G-干燥前湿物料重量，kg/h
W1-干燥前湿物料水分，%
W2-干燥后湿物料水分，%
W=G*（W1-W2）（1-W2）=3030kg.H2O/h；
烘干机容积G0=W/P
P-烘干机蒸发强度（取值35），Kg H2O/m3
G0=W/P=8

6.6m3

选用Φ

2.4*20m回转烘干机，容积为90.4m3

单台烘干机处理量Q=1

1.25t/h（干基）。

3.

2.2热力平衡计算：（蒸发1kg水需要热气体量L）

1）水气化热：q2 =W*{595+0.45（t2-t3）}
q2-水气化热，kJ/h；
t2-出烘干机气体温度，℃
t3-物料进料温度，℃
q2 =W*{595+0.45（t2-t3）}=8

3.89*106kJ/h；

2）物料带出热量：q3=G* （t4-t3） *λ
q3-物料带出热量，kJ/h；
t4-物料出料温度，℃
λ-碳材比热，KJ /kg.℃
q3=G* （t4-t3）*λ=

2.01*106 kJ/h；

3）烘干机筒体散热损失： q4=αF（tf- tα）
q4-烘干机筒体散热损失，kJ/h
tf-筒体表面平均温度，℃
tα-大气温度，℃
α-空气过剩系数
q4=αF（tf- tα）=

1.83*106kJ/h

4）废气带走热量q5=WLc2t2
q5-废气带走热量，kJ/h；
c2-尾烟气平均比热 ，KJ /Nm3℃
q5=WLc2t2=0.5L*106kJ/h；
5）热气体带入热量q1=WLc1t1q1-热气体带入热量，kJ/h
t1-烟气进烘干机温度，℃
c1-入口烟气平均比热，KJ/Nm3℃
q1=WLc1t1=

2.70L*106L kcal/h；

热平衡 q1=q2+q3+q4+q5
将各数据代入上式则： L=

5.58Nm3/kg H2O

烘干系统所需热耗：q=WLc1t1E
q-烘干系统所需热耗，kJ/h
E-效率及散热常数
q=WLc1t1E =18.8*106 kJ/h
即烘干机每小时需供热量18.80*106 kJ/h
沸腾炉选型：GXDF-5型，供热能力： 20.92*106 kJ/h
3.

2.3系统热耗计算3

燃电石炉尾气时，按标热值qydw=

1.11*104 kJ /m3

尾气耗量为： ～电石炉工程用碳材烘干量计算相关论文由www.udooo.com收集1700Nm3/h
燃碎煤及碳材粉时，按标煤低位热值qydw=

2.30*104 kJ/m3

标煤耗为：～820kg/h

4 烘干机除尘系统

4台烘干机，三用一备，每台配置一套除尘系统，共计4套，以下按一套除尘系统说明。

4.1 主要设计参数

烟气温度： 110～180℃
烟气量： 65000m3/h

4.2 除尘系统流程

变频电机
↓
烘干机出口→风管→旋风除尘器→脉冲布袋除尘器→风机→烟囱放散

4.3 除尘系统简述

除尘系统运转时，含尘气体由烘干机出口通过风管先引至旋风除尘器除去大颗粒粉尘后，再进入脉冲布袋除尘器进行过滤，然后由引风机排入放散烟囱放散。含尘烟气体经过滤后，气体含尘浓度小于50mg/Nm3，符合国家排放标准。布袋上的积灰经低压脉冲气体喷吹后落入灰斗，由集合刮板机将4台烘干除尘灰汇集后送到储灰仓，定期用粉罐车外运。
5 结语
该工程配置4套碳材烘干装置（三用一备），日处理碳材1080吨（湿基）。满足4×45000kVA电石炉对碳材消耗的需求。
参考文献：
[1]《钢铁企业原料准备设计手册》 中国冶金建设协会编.冶金工业出版社，1997.
[2]刘祖波.矿热炉参数计算的探讨.铁合金，2005（2）：26-29.
[3]张一敏.球团理论与工艺，北京：冶金工业出版社，2002.