焙燒爐是可顯著降低燒結溫度，大幅降低能耗的機器。對保護環境，提高效率有很大的幫助，還可縮短時間。
基本介紹
- 中文名：焙燒爐
- 外文名：food roaster
特點,分類,實驗性焙燒爐,工業型焙燒爐,成品氧化鋁焙燒爐,工藝流程及原理,正常生產的操作控制,開爐前的準備和檢查,正常開爐,焙燒爐系統聯鎖,分子篩焙燒爐冒粉塵現象的原因及解決辦法,
特點
微波焙燒具有以下特點：
1．可顯著降低燒結溫度，最大幅度可達500度；
2．大幅降低能耗，節能高達70一90 %；
3．縮短燒結時間，可達50% 以上；
4．顯著提高組織緻密度、細化晶粒、改善材料性能。
分類
微波燒結爐包括實驗型微波燒結爐和工業型微波燒結爐。
實驗性焙燒爐
HAMiLab-V系列是微波高溫燒結實驗工作站。4個子系統的組合，實現了材料或化工樣品燒結程式的自動化。作為目前全球標準化的高溫、高功率實驗平台，HAMiLab-V是由雙層水冷、真空密封的不鏽鋼加熱腔體組成，該腔體與真空、氣氛控制系統相連，為樣品燒結提供精確可控氣氛，並通過高精度連續可調、功率高達6千瓦的微波源直接進行能量轉換，將微波能輸送到樣品中，將樣品快速加熱至最高耐受溫度。
一、主要用途：
多種氣氛下（空氣、氧氣、氮氣、氬氣、弱還原性氣氛等）各類固體材料的高溫合成、煅燒燒結、灰化、焚化、熔融及熱處理等。
二、主要配置與性能：
1）採用無級可調、高穩定度長壽命、連續波工業級微波源，確保設備能夠連續穩定長時間運行。
2）採用高精度紅外測溫儀，直接測量樣品溫度。
3）配備嵌入式微機控制系統，提供手動、自動、恆溫三種操作模式並可自由切換。
4）各種獨創的專用坩堝可供選擇，對物料無污染。
5）可加工處理對微波耦合程度不同的材料，通用性好。
6）設定耐腐蝕排氣通道，可快速排出加熱過程中排放的氣體。
7）實時溫度曲線圖顯示，實現加熱過程的動態監控。
8）安全可靠的微波禁止腔體設計，多重防泄漏保護。
工業型焙燒爐
主要套用領域
1、各種無機粉體合成、煅燒。
1）碳化物：SiC、CrC、VC等。
2）氮化物：Si3N4、MnxNy、AlN、VN、CrN等。
3）電子陶瓷粉體：鈦酸鋇、鈦酸鍶鋇、鈦酸鍶、鋯鈦酸鋇等。
4）螢光粉（LED粉、三基色、長餘輝粉等）。
5）鋰離子電池材料：鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰等正極材料及負極碳材料等。
6）各種陶瓷色料、釉料、陶瓷原料等。
2、各種無機材料製品/器件燒結。
1）電子陶瓷：BaTiO3、SrTiO3、ZnO壓電陶瓷、PTC熱敏元器件等。
2）生物醫學陶瓷：人造骨骼、牙齒等，MgO、Al2O3、ZrO2、SiC 、Y2O3、Si3N4、SiO2等高性能結構陶瓷。
3）日用陶瓷、工藝美術瓷。
3、灰化、焚化。
4、金屬熔融及熱處理。
5、金屬氧化礦碳熱還原。
成品氧化鋁焙燒爐
工藝流程及原理
工業生產的濕氫氧化鋁一般含有6～8%的附著水。在焙燒過程中，當氫氧化鋁受熱達到100℃以上時，附著水即被蒸發脫除，當溫度達到225℃時，氫氧化鋁先脫掉兩個分子的結晶水，變成一水軟鋁石；繼續加熱到500℃～560℃時，一水軟鋁石又脫掉最後一個分子的結晶水，變成無水的r-Al2O3。在500℃～560℃溫度下焙燒得到的r-Al2O3是很分散的結晶質的氧化鋁，需要進一步提高焙燒溫度，才能結晶並且長大為粗顆粒。將r-Al2O3加熱至900℃時，它開始轉變為α-Al2O3，此時轉化速度很慢，提高溫度則轉化速度加快。在1050℃～1200℃下維持足夠的時間r-Al2O3才完全轉變為α-Al2O3。
正常生產的操作控制
焙燒爐的正常操作中，應按要求經常對產品產量、質量等進行調整，控制好各種參數，以達到穩定、均衡生產，高產低耗的目的，為此，應經常對以下幾點進行調節：
1、Al（OH）3進料量（F01）
氫氧化鋁進料量（F01）決定了氧化鋁產量，為了達到預定的氧化鋁產量，則要求的Al（OH）3進料量可按以下公式求得：
FW=100/（100-W）·（100-GA）/（100-GN）·P T/H
FW：濕Al（OH）3進料量（T/H）
W： 濕Al（OH）3濕度（%）
GA：成品Al2O3灼鹼（%）（300~1200℃）
GN：Al（OH）3附鹼（%）
P： Al2O3產量（T/H）
2、焙燒爐溫度（PO4出口溫度）
通過調整下料量及煤氣壓力來保證焙燒爐溫度，其溫度的高低按Al2O3質量要求而定，PO4出口溫度一般控制在1050±50℃。
3、文丘里閃速乾燥器出口溫度（AO2出口溫度）
為了防止電收塵的極板極線產生酸腐蝕（亞酸），需將AO2出口溫度控制在150℃-200℃。因為AO2出口溫度低於140℃對於電收塵的極板極線具有酸腐蝕，同時要求AO2出口溫度低於200℃，高於200℃會加速極板極線的變形。
4、廢氣中的氧含量（%）
為了不使廢氣中含有任何未燃氣體，避免對收塵器造成損壞，並充分降低能耗，需保持廢氣中的氧含量在2%左右，排風量可通過調節風機風門開度和電機速度大小而獲得。
5、出料溫度控制
為了使熱量充分回收利用到焙燒爐，就要求控制好流化風量與冷卻水流量。在保證成品溫度在80℃以下的條件下儘量減小冷卻水流量，以使流化風得以回收更多的熱量，按此要求務必注意以下兩點：
1）防止冷卻管內壁的結垢，冷卻水出口溫度必須控制在55℃以下，避免加熱管內水的暴沸。
2）兩台流化床同時運行時，要根據溫度及時調整下料插板，保證兩床溫度的均衡。
6、排煙溫度的控制
為了保證排煙溫度高於露點溫度，排煙溫度控制在120℃以上，排煙溫度低於120℃時，則需要降低煙氣換熱器給水量，直至排煙溫度達到120℃以上。
開爐前的準備和檢查
1. 燃氣、原料、水、電、壓縮空氣等具備條件。
2. 以上各介質的管道都經檢查，無泄漏。
3. 所有機械設備都經潤滑。
4. 所有人孔、觀察門、清理孔都已關好，且密封良好。
5. 校準氧分析儀和一氧化碳分析儀。
6. 校準流量計、校準皮帶秤
7. 檢查ID風機，關好風門。
8. 檢查T11燃燒站、T12燃燒站、主燃燒站V19（V08）鼓風機，關好風門。
9. 檢查電收器返灰系統保證正常，開啟前8小時啟動電收塵加熱器。
10. 檢查羅茨風機，保證正常。
11. 檢查流化床調節擋板位置正確與否。
12. 檢查氣體提升泵的進料、排料口。
13. 產品貯倉有一定存貯能力。
14. 電收塵器供電、整流、振打、絕緣子箱加熱和灰斗加熱系統完好。
15. 檢查所有儀表，使其功能完好。
16. 檢查煙氣換熱器水位是否正常。
17. 以上檢查和確認完畢後即具備啟動條件。
正常開爐
（一）冷態啟動
1、焙燒爐經過較長時間停車，爐內溫度與外界溫度大致相同，此種情況下的爐子啟動為冷啟動。新爐內襯要進行一周自然通風乾燥。
2、對GSC整個系統根據開車前的要求進行詳細檢查。
3、檢查工作完畢後，經電工允許並請示調度同意後，方可啟動排風機，同時巡檢人員必須到現場觀察運行狀況。
4、排風機啟動後運行十分鐘左右無異常，可將風門逐步打開使高溫旋風筒PO3負壓升至2mbar以上，使焙燒爐有一定的通風量。
（1）檢查所有啟動條件是否具備。
（2）關閉排風機風門P16。
（3）啟動排風機P17。
（4）啟動T12， 之後逐漸將排風機風門P16打開，嚴格按照烘爐曲線逐步提升CO1T1溫度。
（5）點燃V08，觀察P04T2，使其逐步上升。當A02出口溫度>150℃時，開啟螺旋給料機，避免螺旋熱變形。
（6）當P04T2達到600℃以上時，以最小氣量啟動V19。
注意P01T1溫度，若超過350℃，打開摻風降溫調節閥V10，使P01T1在150～200℃之間。注意保持O2含量在5%以上。
（二）熱態啟動
因某種原因，焙燒爐臨時停車，P04出口溫度不低於600℃，其升溫可不遵循溫升曲線，短時升溫以達到最快下料的目的。當P04出口<600℃時按烘爐曲線升溫下料。
1. 啟動排風機（若排風機未停，可省）。
2. 觀察P04出口溫度，如果低於600℃，可先啟動V08將PO4出口溫度提至600℃以上，最好達到700℃。
3. 逐漸增加排氣量，使系統總負壓在-3Kpa以上。
4. 啟動A01，準備下料。
5. 啟動V19。（注意P01T1不超溫）
6. 當P04T1達到750℃時投料。
（三）投料步驟
1.在投料之前，下列設備都已啟動完畢：
1） 羅茨鼓風機。
2）流化床冷卻器冷卻水，且流量>10m/h。
3）返灰系統設備。
4）電除塵器。並根據煙氣中CO的含量不超過0.2%的前提逐漸升高電壓。
5） 產品貯倉單機除塵組。
6） 氣力輸送系統。
7）螺旋給料機運行
2.聯繫煤氣站，使煤氣壓力穩定在21kpa，開啟一個燒嘴，以最小流量啟動V19，開啟燒嘴選擇V08頂部燒嘴或V08對面燒嘴。
3. 當P04出口溫度達到750℃時投料，投料時以相當於額定能力l5%的下料量（即15t/h）啟動皮帶秤。
4. 投料後注意P01出口在150～200℃之間，當P01出口溫度低於200℃時，開啟電收塵。
5. 逐漸增加P16、A16風門開度，控制廢氣中氧含量不低於5%，並在5%附近。
6. 下料後逐步增大排風量、燃氣量及下料量。焙燒爐的供熱量應控制在焙燒爐溫升在50～100℃/h之間。
7. 隨著生產的正常化，適當減少排風量，將煙氣中的氧含量穩定在2-2.5%。
8．當生產運行平穩後，開啟煙氣餘熱器進水，如出水溫度升溫不明顯，則需要對煙氣換熱器進行排氣，排除管道內的不凝性氣體。
9.當AO2出口溫度低於150℃時，開啟乾燥熱發生器T11。
（四）計畫停車
1.接到停車指令後即減小Al（OH）3下料量，直到將AH倉拉空後，停電子皮帶稱。
2.同時，減小V19燃氣量，防止PO4出口溫度高報。
3.停止乾燥熱發生器T11（如運行），關閉附屬風機。
4.等AH倉拉空後，停止燃氣站V19，關閉供氣手動蝶閥。
5.為防止PO2出口溫度過高，可打開冷風口V10降溫。
6.將ID風機速度降到最低轉速，風門關小。
7.關閉電收塵，停灰斗加熱、絕緣加熱，停止振打，直到收塵灰斗的料拉空，關閉返灰系統。
8.ID風門關閉後停風機，關閉所有冷風進口，讓爐體自然冷卻。
9.排空流化床內的氧化鋁，等流化床不出料後，關閉運行的羅茨風機。
10.當冷卻器出水溫度比進水溫度只高5℃左右時，可切斷冷卻水供給。
11.停止焙燒爐的一切運行設備，包括輸送系統，關閉煤氣管道的手動蝶閥，通知煤氣分廠停止煤氣的供給，打開煤氣分散閥放散。
12.待P01出口溫度降至150℃以下時，關閉煙氣換熱器進水。
13.把ESP的高壓電打到正確接地位置，並對電收塵高壓側進行放電，到此為止計畫停車工作就全部完畢。
（五）緊急停車
（一）焙燒爐內或外的一些故障將導致焙燒爐被迫停車，其常見的原因有：
1．電源供給故障。
2．有關AH系統、Al2O3系統、煤氣系統、壓縮空氣系統等故障。
3．由於操作失誤、綜合性事故違反最高報警限而引起的停車。
4．焙燒爐內產生頑固性堵塞。
5．單一方面設備故障停車或損壞。
6．負壓出現大面積波動。
（二）以上事故的發生將導致焙燒的緊急停車，可按以下步驟進行操作處理：
1.停止燃氣站，切斷煤氣，關閉手動蝶閥。
2.關閉AH進料，依次關閉皮帶稱、進料螺旋。
3.關閉電收塵及灰塵返回系統（如出現負壓急劇下降，則先於停料前將電收塵關閉）。
4..將ID度減到最低，逐步風門關閉（如需停風機，則停風機）。
5.關閉爐體冷風進口，待事故處理完後，根據停車時間長短，可按冷或熱啟動步驟啟動恢復生產。
除非供電中斷，羅茨鼓風機必須有一台繼續運行，以保護冷卻機透氣層和乾燥器透氣層不因過熱而損壞。一般應繼續運行30分鐘以上。乾燥和焙燒系統的停車不影響產品輸送系統的運行，該系統可繼續操作。
焙燒爐系統聯鎖
電收塵聯鎖：
1、一氧化碳>0.2% ，電收塵降壓，高報警；
2、一氧化碳>0.6%，電收塵跳停；
3、氧含量<1%，電收塵跳停。
ID風機：前後軸承溫度>90℃報警；
皮帶秤聯鎖：
1、螺旋給料機跳停，皮帶秤跳停；
2、V19跳停（V03、V04關閉），皮帶秤跳停；
3、流化床羅茨風機跳停，皮帶秤跳停；
4、流化床進水流量≤10m/h（其中任一組），皮帶秤跳停；
5、ID風機跳停，皮帶秤跳停。
V08燃燒站聯鎖：
1、ID風機跳停，V08燃燒站跳停；
2、儀表風壓力<0.45Mpa，V08燃燒站跳停；
3、V08助燃風機跳停，V08燃燒站跳停；
4、煤氣壓力>35Kpa ，V08燃燒站跳停；
5、系統總負壓<3Kpa、P01出口壓力<3Kpa、P03<1.5Kpa，三個條件任意兩個條件滿足，V08燃燒站跳停。
V19燃燒站啟動條件：
1、煤氣壓力35Kpa，V19燃燒站跳停；
2、儀表風壓力<0.45Mpa ，V19燃燒站跳停；
3、ID風機跳停，V19燃燒站跳停；
4、V08燃燒站跳停，V19燃燒站跳停。
T11燃燒站啟動條件：
1、煤氣壓力35Kpa，V19燃燒站跳停；
2、ID風機跳停，T11燃燒站跳停；
3、儀表風壓力<0.45Mpa，T11燃燒站跳停；
4、T11助燃風機跳停，T11燃燒站跳停；
T12燃燒站啟動條件：
1、煤氣壓力35Kpa，T12燃燒站跳停；
2、ID風機跳停，T12燃燒站跳停；
3、儀表風壓力<0.45Mpa，T12燃燒站跳停；
4、T12助燃風機跳停，T12燃燒站跳停；
分子篩焙燒爐冒粉塵現象的原因及解決辦法
分子篩在焙燒過程中引入超穩蒸氣有利於晶胞收縮。超穩蒸汽自爐尾引入，為了充分利用餘熱並保證焙燒爐爐筒內的分子篩都處於超穩蒸汽的作用下，因此設計吹掃氣線，令焙燒爐與風機系統相連，用風機給焙燒爐提供微負壓的操作條件。而焙燒爐內的壓力變化是引起焙燒爐冒粉塵的關鍵因素，因此本文從以下兩個方面進行分析：
一、直接原因
1、吹掃氣管線堵塞
吹掃氣線堵塞是造成焙燒爐內壓力變化的直接原因，其原因如下：
1）銨鹽和稀土溶液是分子篩交換降鈉所必須的交換液。由於吹掃氣線上存在檢修手孔，手孔及蝶閥處密封不嚴，吹掃氣線保溫效果差，因壓力作用吹掃氣線會吸入冷風，吹掃氣溫度會急劇降低，氯化銨容易形成結晶物，其與分子篩細粉共同附著在吹掃氣線內壁之上，堵塞管道。
2）目前雖然不再用氯化稀土作為交換液，使用微球車間含氯離子廢水進行濾布與濾餅的洗滌，這樣會將少量氯離子引入系統。並且裝置自開工以來，鮮少清理吹掃氣線，這也是吹掃氣線結晶堵塞的原因之一。
3）由於吹掃氣線上的調節閥是蝶閥，而結晶物質地堅硬且不易清理，又因年久失修，蝶閥卡塞、調節作用失靈，含塵氣體的流道直徑越來越小，直至蝶閥處堵塞。以上原因改變了焙燒爐內負壓的操作條件，又因焙燒爐密封性能的下降，爐尾便持續出現物料跑損現象。解決此類問題的辦法是定時對吹掃氣線及蝶閥進行疏通處理，在生產運行時，保證吹掃氣線溫度在350℃以上，以降低結晶速度，保證管道通暢。
2、超穩蒸汽流量過大
在焙燒爐內引入超穩蒸汽一是可以更好的收縮晶胞；二是使稀土離子可以更好地遷移至沸石小籠中，提高分子篩的水熱穩定性。焙燒爐運行時間長磨損程度嚴重、設備老化等原因，使焙燒爐的密封程度下降。當焙燒爐內通入的超穩蒸汽流量增大時，因為爐筒容積不變，所以焙燒爐內的微負壓會隨著超穩蒸汽流量的增大而下降，導致在風機產生的真空度相對較低的情況下焙燒爐發生冒粉塵的現象。
當噴霧乾燥操作達到生產需要時，在噴霧尾氣工藝條件下，為充分利用吹掃氣熱源並防止布袋超溫，經過試驗摸索，我們找到了控制臨界值：超穩蒸汽流量為120-130m3/h，吹掃氣線蝶閥開度約為10%。在保證分子篩不跑損的情況下，產品合格率穩定在85%以上。
二、間接原因
1、反吹風頻率過高
脈衝噴吹袋式除塵器是分子篩裝置關鍵的環保設施。布袋的過濾作用將含塵氣體分離，大顆粒、大比重的粉塵靠重力自由降落；被阻留到布袋上的分子篩則通過反吹風的噴吹、振落，通過灰斗進入爐-1/1焙燒。布袋與焙燒爐直接相連，當清灰的頻率過高，布袋壓差降低，反吹風的壓力將直接影響到焙燒爐內的壓力，焙燒爐內微負壓環境將會隨著反吹風的動作瞬時改變，焙燒爐冒粉塵的形式為間歇式，其頻率與反吹風的頻率相一致。反吹風的頻率受環保和袋壓的雙重限制。首先，頻率過快會破壞布袋錶面的“初層”，布袋的截留能力變弱，影響焙燒爐內的壓力情況；其次，頻率過緩，袋壓升高，風機運行負荷高，裝置能耗增高。在裝置平穩運行，噴霧乾燥滿足生產需要時，經試驗反吹間隔在3~5s為宜。
2、布袋“糊袋”
因反吹風壓力低、反吹風管脫落噴吹清灰作用失效、布袋內溫度低而結露等原因造成的“糊袋”現象，嚴重阻礙系統的通暢性。焙燒爐會因系統阻斷而不能維持爐筒內微負壓環境而產生冒粉塵現象。若出現因“糊袋”而造成的焙燒爐冒粉塵現象，應立即停下相應工序，處理布袋。
3、風機頻率過低
因風機頻率過低而產生的焙燒爐冒粉塵現象並不常見。只有在處理設備，為保證人身安全時才需要降低風機頻率。此時風機所產生的抽力不足以保證焙燒爐爐筒內的微負壓的操作條件，因此焙燒爐會有冒粉塵的現象發生。相應的解決辦法即恢復生產，提高風機頻率至需要。
