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氧化鈣對電石生產節能的影響

發布日期:2019-05-06 瀏覽次數:936

 對于電石生產來說,原材料質量非常重要,除碳素材料以外,氧化鈣的質量也是決定電石生產技術指標的關鍵因素。氧化鈣是由石灰石礦經過高溫煅燒而成,我國石灰石(碳酸鈣)礦蘊藏量十分豐富,分布很廣,但其質量卻差異很大。生產電石用的氧化鈣(俗稱白灰),要求活性要好,生過燒不能超過5%,其內部雜質成分如氧化鎂、二氧化硅、三氧化二鋁等含量也對電石生產造成一定的負面影響,此外,白灰的粒度和粉末率也是決定白灰質量的指標之一。

  1 白灰中雜質成分對電石生產的影響

  在電石生產過程中,當白灰與碳素材料在電石爐內反應生成電石時,各種雜質也在參與反應。這些雜質在電石冶煉過程中,既因吸熱而浪費能源,又消耗碳素材料,此外還對電石設備使用壽命及生產狀況都有不同程度的破壞,所以必須嚴格控制其含量。

  1.1 白灰中雜質成分的影響

  白灰中的主要雜質有二氧化硅、三氧化二鐵、三氧化二鋁、氧化鎂等,這些雜質在高溫下都會與碳素材料發生還原反應,生成非金屬單質硅、鐵、鋁和鎂。根據物料平衡,得出各種雜質的還原率為:Mg0 80%~100%;A1203 5%~10%;Si02 40%~60%;Fe203 30%~50%。經過生產實踐證明,雜質的還原率與電石發氣量有一定的關系,電石的發氣量越高,雜質的還原率也越高。各種雜質中,氧化鎂對電石生產危害較大。主要是氧化鎂在爐內熔融區迅速被還原為金屬鎂,而使電石爐內熔池形成一個高溫還原區,金屬鎂以氣態形式逸出,其中一部分與爐內產生的一氧化碳氣體發生化學反應,生成氧化鎂,它是一個放熱反應,這個副反應放熱形成的高溫會使爐料熔池邊緣的硬殼被破壞,引起熔融電石流體向外擴散,與爐壁直接接觸,容易燒壞爐壁耐火磚,最終使爐殼遭到破壞。金屬鎂蒸汽在上升過程中,還會與一氧化碳和空氣中的氧氣(開放爐)發生化學反應,產生氧化鎂,這在開放爐是很常見的現象,由于該反應也是放熱過程,這些熱量就會使料面發紅,引起碳素材料燃燒,使碳素材料消耗增加,還會造成料層上方黏連結塊,使料層透氣性下降,料層結構遭到破壞,此外,出爐口也會被電石堵塞,最終使爐況惡化,被迫停產檢修。

  1.2 采取的措施                                  

  作為電石生產企業來說,嚴把白灰入庫質量關,準確化驗,控制氧化鎂的質量分數低于2%以下,超過指標的一律拒絕入庫,從根本上控制氧化鎂的含量。

  2 白灰的生燒和過燒對電石生產的影響

  2.1 白灰的生燒和過燒的影響

  白灰的生產工藝是石灰石礦在溫度達到815℃時發生分解,生成白灰并放出二氧化碳。在生產過程中,若石灰石礦粒度太大,其中心溫度未達到815℃,那么碳酸鈣沒有分解,這樣生產的白灰就會夾帶部分生燒(碳酸鈣)。白灰過燒(內部結構改變的氧化鈣)是指在石灰窯生產時,由于溫度過高或石灰石在煅燒窯內停留時間太長,使其內部結構發生變化,疏松多孔的白灰就會變成致密堅硬的白灰,體積縮小。白灰中生燒成分在電石冶煉中,能釋放二氧化碳,這等于有效的氧化鈣投入量減少,實際等于打亂爐料的正常理論配比,使生產難于控制。此外,生燒也會在高溫下分解,吸收爐內熱量,增大電石生產的電耗,使電石生產成本增高。白灰過燒由于其結構致密,活性差,大大降低了反應速度,并且體積縮小以后,其接觸面積也減小,使碳素材料顯得增多,引起爐內電阻的下降,電極容易上升,爐底溫度逐步下降,過燒還會直接影響電石質量,長期下去,最終導致爐況不穩定,生產效益低下。

  2.2 采取的措施

  白灰中生燒太低,在加工破碎、運輸等環節會風化很快,造成浪費,一般電石生產用白灰的生燒控制在2%~5%,過燒控制在2%以下。作為電石生產企業,一方面要通過強化原料檢驗手段來減少白灰中生過燒的比例,另一方面,對于已入庫的生過燒超標的白灰,由于生燒比較重、顏色青,過燒顏色焦糊,肉眼便于分辨,生過燒可以通過人工方法來進行人爐前的挑揀。因生燒、過燒、白灰三種物料密度、粒度不同,也可以通過振動篩進行初步分離,但白灰容易破碎,造成浪費。

  3 白灰的粒度和粉末率對電石生產的影響

  3.1 白灰的粒度和粉末率對電石生產的影響

  白灰的粒度對電石生產是非常重要的。粒度過大,其接觸面積就小,在爐內反應速度就低,直接影響電石的質量和產量。粒度太小,使白灰容易風化,而且進入爐內會形成密閉的料層,透氣性差,使熔池內憋壓,熔池下料緩慢,影響電石生產。白灰粉末率高,還會引起操作事故的發生,由于蓬料使料面好比一個密閉的鍋蓋一樣,將熔池內產生的氫氣、一氧化碳封閉起來,隨著氣流的不斷上升,壓力逐步增大,隨時都有塌料、爆破的可能,發生嚴重的操作事故,對操作人員和設備造成危害。此外,白灰的粉末率高,由于其質量輕,會隨尾氣進入除塵系統,給除塵設備帶來很大的負擔,當然也會直接影響到原料配比的準確性,使生產工藝管理失控,對生產危害極大。

  3.2 采取的措施

  隨著電石爐容量的大小不同,生產電石用白灰對粒度也有相應的適用范圍,此外白灰的粒度還要考慮與其配入的碳素材料的粒度大小,因為電石爐屬于礦熱電阻爐,其粒度與碳素材料的粒度混合后,會直接影響到電石生產的操作電阻,所以要綜合考慮。

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