一种预焙阳极连续沥青熔化系统及熔化工艺的制作方法

1.本发明涉及固体沥青熔化技术领域，特别涉及一种预焙阳极连续沥青熔化系统及熔化工艺。


背景技术：

2.在预焙阳极等碳制品的生产过程中，液体沥青作为粘合剂起着非常重要的作用，它决定着散料颗粒能否成型及成型工序成品率的高低，从而影响预焙阳极的生产质量；常温下，沥青呈固体状态，目前沥青熔化采用沥青熔化槽方式，沥青在熔化槽中熔化成液体，然后在沥青泵的作用下送入生阳极制造车间的高位槽供阳极生产使用。
3.现有沥青熔化多使用熔化槽间断式熔化，熔化后的沥青仍然在熔化槽内部进行静置、沉淀；然而槽与槽之间的沥青熔化参数难以保证完全一致，上一槽熔化后的沥青会对下一槽的沥青熔化产生影响，而沥青残渣也会在一定程度上影响沥青品质，由此导致槽与槽之间的沥青存在较大差异，熔化后的沥青品质均一性很难得到保证从而对阳极生产产生影响。
4.熔化槽间断式熔化效率低，为保障生产使用，往往需要建设多台沥青熔化槽，由此导致加料设备、熔化设施、沥青输送设施、收尘点以及相关阀门增多，从而导致成产成本、设备占地面积增加。
5.此外，传统的间断式熔化过程中，采用电捕焦油器对熔化过程中产生的沥青烟进行收集处理，然而由于沥青熔化采用间断式沥青熔化槽方式对沥青进行处理，沥青烟气排放量不稳定和沥青烟气中水份的作用下，随着运行时间的推进，净化系统的净化效率受到严重影响，排放指标容易超标。
6.因此，为进一步提高焙烧阳极工艺和技术的进步，结合行业技术发展趋势，因此需要对预焙阳极生产过程中沥青熔化的技术进行进一步研发和改进。


技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本发明提供了一种在预焙阳极生产过程中，能够高效、连续地熔化固体沥青的熔化系统和熔化工艺。
8.本发明通过以下技术方案实现：
9.一种预焙阳极连续沥青熔化系统，包括熔化器和缓冲槽，所述熔化器上设置有进料管，所述固体沥青骨料从进料管处加入到熔化器中；所述熔化器内部设置有用于熔化固体沥青骨料的熔化区，所述熔化区包括初步熔化区和升温区，所述初步熔化区和升温区中均设置有加热盘管组；
10.所述初步熔化区中的加热盘管组对固体沥青骨料进行初步加热熔化，所述固体沥青骨料经初步熔化区加热后流动性增加，并在后续加入到熔化器中的固体沥青骨料的压力下逐渐被压入到升温区；
11.所述升温区中的加热盘管组对沥青骨料进行加热升温，并形成低温液体沥青；所
述熔化器上还设置有溢流口，所述低温液体沥青从溢流口处流出，并进入到缓冲槽中；
12.所述缓冲槽中也设置有加热盘管组，所述缓冲槽对低温液体沥青进一步加热形成高温液体沥青。
13.进一步的，所述初步熔化区中的加热盘管组设置为若干层内盘管，若干层所述内盘管在竖直方向上相互间隔设置；每层所述内盘管均由若干在水平方向上相互间隔设置的盘管环构成，且随着高度的降低，若干层所述内盘管的盘管环之间的间隙逐渐减小；固体沥青骨料从盘管环之间的间隙处穿过，固体沥青骨料在初步熔化区的下落过程中被若干层内盘管逐步加热熔化；沥青骨料经初步熔化区熔化后从最下方的内盘管底部被压入到升温区中。
14.进一步的，所述熔化区中还设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌装置对熔化器中的沥青进行搅拌。
15.进一步的，所述缓冲槽上设置有出料口，所述出料口上连通有若干排液管道；所述熔化器上设置有回流管，所述回流管与排液管道相连通；所述高温液体沥青从出料口处流入到排液管道中，一部分高温液体沥青经排液管道流入回流管中，并从回流管中回流到熔化器中以加快固体沥青骨料熔化。
16.进一步的，所述熔化系统还包括若干固体沥青缓存罐、破碎机和液体沥青缓存罐，所述固体沥青缓存罐、破碎机、熔化器、缓冲槽和液体沥青缓存罐依次相连；所述固体沥青缓存罐用于储存固体沥青且其底部设置有定量给料机，所述定量给料机将固体沥青定量输送到破碎机中；所述破碎机对固体沥青进行破碎、混配形成固体沥青骨料，形成的固体沥青骨料从进料管处加入到熔化器中；所述缓冲槽中形成的高温液体沥青，一部分经过排液管道输送入液体沥青缓存罐中进行存储。
17.进一步的，所述熔化器的溢流口处设置有测温点，所述测温点用于检测从熔化器中溢流出的液体沥青温度。
18.本发明还提供了一种预焙阳极连续沥青熔化工艺，包括以下工艺过程：
19.a、将混配好的固体沥青骨料连续地从进料管处加入到熔化器中，固体沥青骨料进入到初步熔化区中被加热盘管组初步加热熔化、流动性逐渐增加；
20.b、在后续加入的沥青骨料的压力下，初步熔化的沥青骨料从初步熔化区的加热盘管组底部逐渐被压入到升温区中，升温区中的加热盘管组对沥青骨料进行进一步加热升温，并形成低温液体沥青；
21.c、随着加料量和熔化时间的增加，熔化器中的低温液体沥青液位逐渐升高，低温液体沥青从溢流口处溢流到缓冲槽中，缓冲槽将低温液体沥青进一步加热形成高温液体沥青；
22.d、缓冲槽的出料口处流出的高温液体沥青，一部分回流至熔化器中，以加快熔化器中的固体沥青骨料熔化。
23.进一步的，所述加热盘管组中的导热介质为导热油，所述导热油通入到加热盘管组中的温度为260～280℃；在经过过程a、b形成的低温液体沥青的温度为150～180℃，在经过过程c形成的高温液体沥青的温度为200～220℃。
24.进一步的，所述熔化器初次运行时，根据熔化器中的沥青熔化情况将固体沥青骨料间断式地输送到熔化器中；当有液体沥青从熔化器中溢流出后，调整为连续进料，且进料
量根据固体沥青熔化情况由小到大逐渐调整。
25.进一步的，根据熔化器溢流口处设置的测温点所检测的低温液体沥青温度，来控制熔化器中的加热盘管组导热油进口阀门的开启度，从而控制固体沥青的熔化速度以及低温液体沥青温度。
26.相比于现有技术，本发明的优点在于：
27.1、通过固体沥青缓存罐、熔化器、缓冲槽和液体沥青缓存罐的设置，可以起到存放固体沥青和液体沥青，并且能够高效连续地熔化固体沥青的效果。
28.2、通过熔化区和搅拌装置的设置，可以起到提高固体沥青熔化效率的效果。
29.3、通过初步熔化区、升温区和多层内盘管的设置，可以起到分步熔化沥青从而提高熔化效率的效果。
30.4、通过将缓冲槽中的高温液体沥青重新输送到熔化器中，可以起到促进固定沥青熔化从而提高沥青熔化效率的效果。
31.5、通过液体沥青排净阀和沉渣箱的设置，可以起到对熔化器进行清理的效果。
32.6、通过检修孔的设置，工作人员可以从检修孔处进入到熔化器中进行检修。
附图说明
33.图1为本发明预焙阳极连续沥青熔化系统整体结构的示意图；
34.图2为本发明熔化器整体结构的示意图；
35.图3为本发明一实施例的内盘管结构示意图；
36.图4为本发明缓冲槽整体结构的示意图；
37.图5为本发明预焙阳极连续沥青熔化工艺的流程示意图；
38.图6为本发明中固体沥青熔化过程示意图。
39.1、固体沥青缓存罐；2、定量给料机；3、斗式提升机；4、破碎机；5、熔化器；6、缓冲槽；7、进料管；8、熔化区；9、排渣区；10、搅拌装置；11、加热盘管组；12、溢流口；13、回流管；14、沉渣箱；15、溢流进料口；16、出料口；17、测温点；18、闭合盘管环；19、连接筋；20、初步熔化区；21、升温区；22、内盘管；23、搅拌叶片。
具体实施方式
40.以下结合较佳实施例及其附图对发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
41.如图1所示，本发明一实施例的一种预焙阳极连续沥青熔化系统，包括卸料坑、固体沥青缓存罐1、破碎机4、熔化器5、缓冲槽6和液体沥青缓存罐(其中卸料坑和液体沥青缓
存罐在图1中未示出)。在生产过程中，运输车将固体沥青卸到卸料坑中，卸料坑与固体沥青缓存罐1之间可以通过皮带输送机和斗式提升机3等常用固体沥青输送装置相连(图中未示出)。不同品质和规格的固体沥青通过固体沥青输送装置从卸料坑中输送到不同的固体沥青缓存罐1中进行存储。
42.如图1所示，固体沥青缓存罐1底部安装有定量给料机2，定量给料机2与破碎机4相连，破碎机4可以选用目前常用的环锤式破碎机4。在生产时，根据生产需求，各固体沥青缓存罐1分别通过定量给料机2将不同品质和规格的固体沥青按照骨料配比进行定量释放，不同品质的固体沥青经定量给料机2输送到破碎机4中进行破碎、混合成生产所需的固体沥青骨料；本实施例中，破碎机4通过斗式提升机3与熔化器5相连，熔化器5顶部设置有进料管7，破碎混合好的固体沥青骨料通过斗式提升机3从进料管7处输送到熔化器5中。
43.如图1和图2所示，熔化器5中具有熔化区8，熔化区8中设置有搅拌装置10(搅拌装置由电机、调速器、转轴和叶片等组成，为反应釜、搅拌器等设备中的常规装置，故此处不做详细阐述)。本实施例中，熔化区8还包括初步熔化区20和升温区21，初步熔化区20和升温区21中均设置有加热盘管组11。固体沥青从熔化器5的进料管7处连续地加入到熔化器5中，在搅拌装置10的搅拌作用下，固体沥青被打散混合均匀，同时也使其受热更加均匀。在初步熔化区20中，初步熔化区20中的加热盘管组11设置为若干层内盘管22，若干层内盘管22在竖直方向上间隔设置；每层内盘管22均由若干在水平方向上相互间隔设置的盘管环构成(参照图3)，固体沥青骨料从内盘管22的盘管环之间的间隙处穿过，盘管环对固体沥青骨料进行加热熔化。
44.为了提高熔化效率和熔化质量，可以设置若干层内盘管22的盘管环之间的间隙随着内盘管22高度的降低而逐渐递减，这样可以对固体沥青骨料进行逐步熔化；固体沥青骨料在初步熔化区20的下落过程中，固体沥青块逐渐被熔化，其尺寸逐渐减小，沥青的流动性逐渐增加，从而便于快速穿过各层内盘管22；这样可以防止固体沥青块在内盘管22上发生堆积堵塞，从而便于快速充分地对固体沥青进行熔化，提高熔化效率。
45.如图3所示，在实际生产过程中，内盘管22可以由若干同心设置的闭合盘管环18组成，若干闭合盘管环18之间相互间隔设置，相邻闭合盘管环18之间可以通过连接筋19进行连接；在另一实施例中，内盘管22也可以设置成由一盘管环卷绕而成，使内盘管22在水平面上呈涡旋状(图中未示出)。当然，也可以由若干直管道间隔均匀地组成格栅状来代替本实施例的内盘管22。
46.如图2所示，内盘管22对固体沥青进行初步加热、熔化。初步熔化后的沥青流动性逐渐增加，并且由于进料管7处持续地加入固体沥青骨料，初步熔化后的沥青在后续沥青的压力下从最下层的内盘管22底部逐渐被压入到升温区21中，升温区21中的加热盘管组11对沥青进行进一步升温加热。在实际生产过程中，还可以通过设置改变搅拌装置10的搅拌叶片23的形状，来加快沥青向下移动。例如，可以将搅拌叶片23设置成螺旋状的绞龙叶片，或通过改变搅拌叶片23的弯曲角度，从而在旋转过程中既能对沥青进行搅拌，又能向下挤压推动沥青，从而便于将沥青从下层内盘管22的盘管环间隙处压入到升温区21中。
47.升温区21对沥青进一步加热、脱水、沉淀杂质并最终熔化成低温液体沥青。随着加热时间的增加，熔化器5中的低温液体沥青液位逐渐升高；本实施例中，熔化器5靠近顶部的侧壁上设置有溢流口12，低温液体沥青从溢流口12处持续流出。因此，熔化过程中，固体沥
青骨料可以连续地加入到熔化器中，熔化器也可以持续地排出低温液体沥青，从而实现了沥青的连续熔化。
48.如图2和图4所示，缓冲槽6顶部设置有溢流进料口15，从熔化器5溢流口12处流出的低温液体沥青从溢流进料口15处进入到缓冲槽6中。缓冲槽6中也设置有加热盘管组11，加热盘管组11对低温液体沥青进行进一步加热，使其升温并达到符合工艺要求。低温液体沥青在缓冲槽6中加热形成高温液体沥青，缓冲槽6底部设置有出料口16，出料口16上连通有若干排液管道，缓冲槽6通过排液管道分别与液体沥青缓存罐和熔化器5相连通。本实施例中，熔化器5顶部设置有回流管13，缓冲槽6的出料口16通过排液管道与该回流管13相连通，部分高温沥青通过回流管13重新输送到熔化器5中从而便于加快熔化器5中的固体沥青熔化，提高熔化效率。大部分高温沥青通过沥青泵输送到液体沥青缓存罐中进行存储，高温沥青在液体沥青缓存罐中进行静置和沉淀，当需要使用时再定量输送到阳极生产车间供阳极生产使用。
49.如图2所示，本实施例中，熔化器5中还设置有排渣区9，排渣区9位于熔化区8下方，排渣区9中也设置有加热盘管组11。将排渣区9设置成锥形，并且在排渣区9上设置液体沥青放净阀、排渣区9底部安装沉渣箱14以及在排渣区9上开设检修孔。在熔化过程中，液体沥青随熔化时间增加而液位升高并从溢流口12处溢出，沥青渣质则进入到排渣区9中。当需要对熔化器5进行检修时，先打开液体沥青放净阀将熔化器5中的液体沥青放净，再打开阀门将排渣区9中堆积的沥青渣质排放到底部的沉渣箱14中；当液体沥青和沥青渣质排净后，工作人员打开检修口，从检修口处进入到熔化器5中对元件进行检修。
50.参照图5和图6，本发明固体沥青连续熔化工艺如下：首先将固体沥青按照品质、规格分别分装到不同的固体沥青缓存罐1中，生产时，根据生产需要，固体沥青缓存罐1通过定量给料机2将不同品质、规格的固体沥青定量输送到环锤式破碎机4中进行破碎、混合形成固体沥青骨料；
51.破碎机4将固体沥青骨料输送到熔化器5中，熔化器5将固体沥青骨料熔化形成低温液体沥青；随着熔化时间增加，熔化器5中低温液体沥青液位逐渐升高并最终从熔化器5的溢流口12处溢流；低温液体沥青从溢流口12处溢流到缓冲槽6中，缓冲槽6可以对低温液体沥青进行进一步加热使其成为符合工艺需求的高温液体沥青；
52.大部分高温液体沥青通过沥青输送泵、输送管道输送到液体沥青缓存罐中进行静置和沉淀，当需要时再定量输送到车间供阳极生产使用；部分高温液体沥青重新返回到熔化器5中，以加速熔化器5中的固体沥青熔化，从而提高熔化效率。
53.与传统的采用熔化槽和间断式熔化方式相比，本发明先通过熔化器5将固体沥青熔化成低温液体沥青，再通过缓冲槽6进行进一步加热，最后将液体沥青储藏在液体沥青缓存罐中。与传统技术相比，本发明通过熔化器5、缓冲槽6和液体沥青缓存罐配合,从而完成了沥青的连续熔化工艺、提高熔化效率。
54.目前，随着对阳极炭块制品使用电流密度、生产过程环保要求的提高，大多使用软化点为100～110℃的高温改质沥青。使用本发明提供的熔化工艺和熔化系统，熔化器5和缓冲槽6中的加热盘管组11中通入的加热介质为导热油，在生产时，导热油的温度控制在260～280℃之间，在熔化器5中，固体沥青被导热油加热形成温度为150～180℃的低温液体沥青；在缓冲槽6中，低温液体沥青被进一步加热到符合工艺需求的200～220℃。此外，还可以
在熔化器5的溢流口12处设置测温点17(参照图2)，用于监测沥青温度，保持在连续熔化过程中沥青温度能够在设定范围内。通过此测温点17的测温结果来控制导热油进口阀门的开启度，从而控制固体沥青的熔化速度以及温度。为了保证沥青的熔化质量，熔化器5初次运行时，视熔化器5内沥青熔化情况间断送料，直至有液体沥青从溢流口12流入缓冲槽6后，调整为连续进料，进料量根据固体沥青熔化情况由小到大逐渐调整。
55.本发明通过熔化器5、缓冲槽6对固体沥青进行分体式熔化以及升温组合熔化，从而实现对沥青的连续熔化、提高了沥青熔化效率。
56.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。