密闭电石炉大塌料的原因分析及防范措施
2013年08月02日 1465 信息员 字号
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 1、电石炉大塌料的危害性

电石炉塌料又称“崩料”,是指电石(化学名称叫做碳化钙)生产过程中,炉内高温气体伴随着红料、半成品瞬间从电石炉内快速喷出的现象。塌料规模比较大的,即称作大塌料。自电石产业发展以来,电石炉大塌料现象一直无法彻底消除,成为电石生产的一个瘤疾,给电石正常生产造成极大的危害。

(1)破坏电石炉正常的料层结构。并可能造成故障停炉,直接影响电石的产、质量。

(2)影响设备安全。大塌料瞬间产生的高温气浪冲击波,烧损电石炉的冷却设备和电气设备。

(3)影响人身安全。由于电石炉大塌料的可预判性差,大塌料产生的高温气浪给料面操作人员带来极大的危胁 往往会烧伤周围的操作人员。

    2、电石炉大塌料成因分析

电石炉大塌料的形成必须具备两个条件, 即炉内气体的产生、炉内气体的积聚与压力的升高。

    2.1 炉内气体的产生

电石是由生石灰和碳素原料(常用石油焦、焦炭、碳化焦球、兰炭等)在电石炉内凭借电弧热和电阻热在1800-2200"C的高温下反应而制得,碳化钙的生成总反应式是:

CaO +3C=CaC2 +CO十一46.75kJ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯  式①

电石炉内生成电石的过程中。同时发生各种复杂的化学反应(见式② ~⑦),并伴随着CO 、C02、H2等气体的生成。

2.1.1 主反应生成CO 气体式①表明。电石炉内碳化钙的生成过程,必然有气体CO 的不断生成,这是炉内气体的主要来源。

2.1.2 各种副反应生成气体

①投炉原材料中, 生烧石灰及兰炭中的碳酸钙在高温下分解,生成C02气体:

CaCo3一CaO + C02十一178.5kJ⋯ 一式②

② 部分CO2气体在炽热的碳层被还原成CO气体:

C02+C一2CO 十一164.61d⋯⋯ ⋯⋯ 式③

③ 各种氧化物杂质(如Si02、Fe203、AI2 o3、MgO等)被还原,生成CO 气体:

SiO +2C— Si+2CO 十一573.6kJ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯  式④

Fe203+ 3C一2Fe+ 3CO 十一452.2kJ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯式⑤

AI2O3+3C一2AI+3CO 十一1218.4kJ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 式⑥

④ 水份(碳素料中的水份或炉面设备冷却系统漏水)与炉内红热的碳素料发生还原反应,形成CO、H2气体。

H2O -- H2+ CO 十一166.31KJ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯  式⑦

    2.2 影响电石炉料层透气性的因素

由于电石生产过程必然会产生各种气体,因此,防范电石炉塌料的关键在于确保电石炉料层透气性,使炉内产生的气体能够及时、顺畅地自炉内逸出,防止其在炉内不断地积聚,气体压力不断升高而最终突然喷出。影响电石炉料层透气性的因素较多,具体分析如下:

    2.2.1投炉料粉末的影响

投炉料粒度小、粉末含量高时,炉料透气性差,(尤其是石灰粉末,在料面高温作用下容易使电极周围的料层结成硬壳),阻碍炉内气体的排出。投炉料粉末含量高是造成电石炉频繁大塌料的主要原因。

    2.2.2 高料面操作的影响

如果在电石炉料面操作中采用大批量加料,则炉料层加厚,料面升高,造成炉料透气性不良,炉内形成的气体就难以及时排出。

    2.2.3 料面结硬壳导致料层透气性差料面结硬壳的原因包括:

(1)电极工作长度偏短或电极长时间不能深入炉内,炉面支路电流大、弧光强、温度高,导致预热层的炉料形成红料、结块。

(2)使用含挥发份高的碳素料(如石油焦)。含挥发份高的碳素料受热后,在料层表面易发生结壳现象,若没有及时疏松处理,炉料不易进入炉膛熔池内;另外,挥发份靠近炉内反应区,易形

成半融粘结状,使反应